Prenaponi u Mrezama

PRENAPONI U MREŽAMA

Prof.dr.sc. Ivo Uglešić, dipl.ing.

Doc.dr.sc. Viktor Milardić, dipl.ing.

Sveučilište u Zagrebu

Fakultet elektrotehnike i računarstva

Poslijediplomski doktorski studij

2

• Prenapon je svaki napon izmeĎu faznog vodiča i zemlje ili izmeĎu dva

fazna vodiča, čija je vršna vrijednost veća od odgovarajuće vršne

vrijednosti najvišeg dopuštenog pogonskog napona

• Klasifikacija prema IEC 60071-1

– Trajni napon pogonske frekvencije

– Privremeni prenapon

– Prijelazni prenapon

• Polaganog porasta čela

• Brzog porasta čela

• Vrlo brzog porasta čela

– Kombinirani prenaponi

Uvod

3

Vrste napona i ispitivanje opreme

• Klasifikacija prema IEC 60071-1

PRIJELAZNI

POLAGANI BRZI VRLO BRZI

(sklopni) (atmosferski)

s T p m 20 5000

2 20 T ms

s T p

m 1 . 0 20

2 300 T ms

ns T f 3 100

MHz f 100 3 . 0 1

kHz f 300 30 2

t T ms 3

s T t m 250 =

s T m 2500 2 =

s T m 2 . 1 1 =

s T m 50 2 =

(*)

Ispitivanje

sklopnim

impulsom

Ispitivanje

atmosferskim

impulsom

(*)

VRSTE

NAPONA

NISKA FREKVENCIJA

TRAJNI PRIVREMENI

Oblik

napona

Podru čje

oblika

napona

f = 50 ili 60 Hz

s T t 3600

Hz f 500 10

s T t 03 . 0 3600

Standardni

oblik

napona

f = 50 ili 60 Hz

T t (*)

Hz f 62 48

s T t 60 =

Standardno

ispitivanje

podnosivosti

(*)

Ispitivanje

kratkotrajnim

naponom 50 Hz

4

Faktor prenapona: U

U

U

U MAXMAXp 225.1

32

==

Faktor prenapona

• Tri su moguća uzroka prijelaznih prenapona

– Udar groma koji stvara udarne prenapone s brzim ili veoma

brzim čelom

– Sklapanja prekidača i rastavljača koja stvaraju prenapone sa

sporim, brzim ili veoma brzim čelom

– Kvarovi koji uglavnom stvaraju prenapone sa sporim čelom

5

Izvori prenapona

• Privremeni prenaponi

• Sklapanje (sklopni prenaponi)

• Udar groma (atmosferski prenaponi)

• Vrlo brzi prenaponi

6

Otpornost izolacije na prenapone

Maksimalne amplitude prenapona u VN stanicama i krivulje podnosivog

napona unutarnje izolacije (1 p.u. = Um 2/3)

7

Udar groma

8

Nastanak atmosferskog pražnjenja

• Silazni udari u zemlju

– Najčešći negativan silazni udar

9


10

• Uzlazni udari u tornjeve


11


12

Faze razvoja munje i struje groma

Fenomen groma

13

• Tipični udar groma

– Iz negativnog dijela oblaka probija se predvodnik

– Pribliţavanjem uzemljenom objektu dolazi do uzlaznog izbijanja

– Stvara se vodljivi kanal

13

a) b) c)

d) e) f)

Prvi udar Početna faza

Uzastopni udar

Grananje predvodnika

Praţnjenje prvog udara Praţnjenje uzastopnog udara

Fenomen groma

14

Snimci brzom kamerom

Fenomen groma

15

Fenomen groma

16

Fenomen groma

17

Fenomen groma

18

Fenomen groma

19

Karakteristike udara groma

• 90 % udara prema zemlji negativnog polariteta

• 45 – 55 % udara groma sadrţi samo jedan udar

• Višestruki udari rijetko sadrţe više od 10 udara (<5 %)

• Grmljavinski dan Td

• Izokeraunička razina

• Td raste od polova prema ekvatoru

20

Gustoća udara groma u zemlju Ng:

31.09

zgL 10h4wNN = [km-1god-1]

Za područje Zagreba: Td=35 Ng = 3.4 4 [km-2god-1]

Ng = 0.04*Td1,35 [km-2god-1]

Broj udara groma u dalekovode

Empirijska relacija predloţena od radne grupe IEEE:

Gustoća udara groma

21

Izokeraunička karta svijeta

22

Izokeraunička karta Hrvatske

23

Izokeraunička karta za 2009. god. pomoću LLS-a

Izokeraunička karta Hrvatske

24

LINET – Suvremeni sustav za praćenje munja

Krajem 2008. godine je po prvi puta u Hrvatskoj uspostavljen sustav

za lociranje munja (SLM, eng. Lightning Location System - LLS) kao

dio Europskog sustava LINET

Sustav je razvijen na Sveučilištu u Münchenu u Njemačkoj i danas

broji preko 100 senzora diljem Europe

Šest senzora je instalirano na području Hrvatske

Ovaj sustav koristi vrlo niski/niski frekvencijski opseg i otkriva

elektromagnetske signale pri atmosferskom praţnjenju pomoću

dviju meĎusobno okomito postavljenih petljastih antena

Udaljenost izmeĎu susjednih senzora treba biti oko 200 km ili manje

25

LINET – Položaj senzora

Položaj senzora sustava LINET u Europi

26

Poloţaj senzora u

Hrvatskoj:

- TS Melina

(od 21.11.2008.),

- HEP Uprava Split

(od 23.11.2008.),

- TS Komolac

(od 26.11.2008.),

- TS Ţerjavinec

(od 27.4.2009.),

- TS Zadar-Centar

(od 20.11.2009.),

- TS Blato

(od 30.4.2010.).

Položaj senzora sustava LINET u Hrvatskoj

27

Shema toka podataka u sustavu LINET

28

DAQ kartica za

prikupljanje podataka

i prilagođavanje

signala (pojačavanje,

filtriranje i AD

pretvorba signala,

obrada podataka)

Program za obradu podataka/

komunikaciju

GPS antena

Antene za

mjerenje polja

GPS kartica za mjerenje

vremena

Internetska veza

sa središnjim

sustavom LINET

Računalo

Lo

gin

Ob

rađ

en

i po

da

ci

Korisnici

` `

Nowcast

(LINET) server

Neobrađeni

podaci

Senzorska

stanica

Shema toka podataka u sustavu LINET

29

Antene za mjerenje polja i GPS

antena

Mreţa LINET sastoji se od zasebnih

stanica i središnje jedinice za obradu

podataka. Svaka stanica se sastoji od tri

komponente:

1. Antene za mjerenje magnetske

indukcije (dva ukriţana magnetska

prstena)

2. GPS antena s 30 metara dugim

kabelom

3. Stanično računalo s pristupom

Internetu na koje se mogu spojiti antene

polja i GPS antena

Senzori sustava za praćenje atmosferskih pražnjenja

30

Antene za mjerenje

polja

Senzori sustava za praćenje atmosferskih pražnjenja

31

VNF/NF frekvencijski opseg za

detekciju atmosferskih praţnjenja TOA (Time-Of-Arrival) metoda

za odreĎivanje lokacije

atmosferskih praţnjenja

Metoda detekcije

32

Svojstva sustava LINET

Senzori u ovom sustavu mjere gustoću magnetskog toka direktno u ovisnosti o vremenu. To svojstvo je korisno za obradu malih signala.

Svi signali su obrađeni bez obzira na njihov valni oblik; to je moguće zbog toga što je OO-OZ razlučivanje provedeno pomoću posebno razvijenog 3D algoritma u centralnoj upravljačkoj jedinici, a ne uz pomoć mjerenja valnog oblika u senzorima.

Ova 3D tehnika je jako pouzdana, posebice ukoliko udaljenost među senzorima ne prelazi 200 do 250 km.

Sustav daje izvještaj o nadmorskoj visini OO pražnjenja i postiže točnost lokacije do 100 m.

Visoka točnost detektiranja obje vrste pražnjenja s niskim amplitudama struje.

33

Razlučivanje OO i OZ pražnjenja

Poznato je da pražnjenja koja završe pogocima u objekte na zemlji imaju veću amplitudu struje, dok su pražnjenja u oblacima praćena strujama manjih amplituda.

Zbog tih razloga, posebno treba biti uzeto u obzir razlikovanje ove

dvije vrste atmosferskih pražnjenja. U sustava LINET je izrađen trodimenzionalni (3D) geometrijski

algoritam za VNF/NF mreže. Taj se algoritam oslanja na poznatoj činjenici da OZ udari emitiraju

VNF/NF pražnjenje dominantno u ionizirajućem kanalu blizu razine zemlje, dok OO pražnjenja nastaju u ionizirajućem kanalu među oblacima i visoko iznad razine zemlje.

34

x

z

Primjer: Senzorom je zapaženo pražnjenje te je

2D metodom određena udaljenost pražnjenja

od senzora x = 100 km.

Razlika u vremenu dolaska do senzora iz dva

pretpostavljena izvora (Tp i Th) iznosi dT ≈ 1μs,

što odgovara razlici u udaljenosti od ≈ 300 m.

Uzmimo da je brzina svjetlosti: c=3*108 m/s.

Tada je vrijeme pretpostavljenog izvora na tlu:

Vrijeme pretpostavljenog izvora u oblaku je:

Iz odnosa: moţemo izračunati udaljenost praţnjenja u oblacima od

senzora:

Iz pravila o pravokutnom trokutu slijedi visina praţnjenja H:

mxzH 7752100000100300 2222 ==

3D algoritam za određivanje OO pražnjenja

ssm

m

c

xTH m3.333

/103

1000008

=

==

sTdTT Hp m3.334==

pH T

z

T

x=

mz 1003003.333

3.334100000=

=

35

Grmljavinska karta dobivena sustavom

LINET (OO: crvene točkice, OZ: zelene

točkice)

Grmljavinska karta sustava LINET

15. svibnja 2007. godine

Sustavi za praćenje atmosferskih pražnjenja

36

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

Sre

dn

ja g

rešk

a lo

cira

nja

Bro

j atm

osf

ers

kih

pra

žnje

nja

Mjesec

Detekcija atmosferskih pražnjenja oblak-zemlja na području Hrvatske

Broj pozitivnih

Broj negativnih

Greška pozitivnih

Greška negativnih

Oblak-zemlja

pozitivni

Oblak-zemlja

negativni

Oblak-oblak

pozitivni

Oblak-oblak

negativni

230 000 592 741 158 205 150 568

Statistike za OZ pražnjenja u periodu 1.3.2009. –1.10.2010.

37 Gustoća udara

Analiza atmosferskih pražnjenja za 2009. godinu

38 Točnost lociranja

Analiza atmosferskih pražnjenja za 2009. godinu

39

13.8.2010.

00h – 24h

* 1h period

Detektirano

526 757

atmosferskih

praţnjenja

Prikaz kretanja grmljavinske aktivnosti

40

Analiza atmosferskih pražnjenja

41

OdreĎivanje kritičnih dijelova trase koji su najizloţeniji atmosferskim

praţnjenjima

Gustoća udara u dalekovod 220 kV Konjsko-Orlovac

42

* 10 min interval 4.5.2009. 15:20h – 17:20h

Gustoća udara u dalekovod 220 kV Konjsko-Orlovac

43

red

. b

r. d

og

ađ

aja

datu

m d

og

ađ

aja

vri

jem

e isp

ad

a

sig

nalizacija z

ašti

te

au

tom

ats

ki p

on

ovn

i u

klo

p

vrs

ta K

S-a

pre

dp

osta

vljen

i u

zro

k

kvara

kan

did

at

za k

ore

laciju

Pra

žn

jen

je u

viš

estr

oko

m

ud

aru

mu

nje

Seku

nd

a

Fra

kcija s

eku

nd

e

Tip

ud

ara

Str

uja

(kA

)

Gre

ška d

ete

kcije (

m)

Lo

ng

itu

de

Lati

tud

e

Ud

aljen

ost

ud

ara

od

lin

ije

vo

da (

meta

ra)

Ud

aljen

ost

od

po

četk

a v

od

a

(meta

ra o

d H

E O

rlo

vac)

1 04.05.09. 16:26 Distantna zaštita L3 1APU+ 1fKS grmljavina 1 1 12 8821290 CG- -25 40 16.7177 43.6103 292 10397

1 04.05.09. 16:26 Distantna zaštita L3 1APU+ 1fKS grmljavina 1 2 12 8970930 CG- -11.9 50 16.7288 43.6151 540 9384

1 3 12 9550230 CG- -15.7 40 16.7297 43.6027 800 9720

2 1 12 9216170 CG- -14.7 40 16.6969 43.6126 130 12310

2 2 13 0152800 CG- -12 50 16.6908 43.6226 1037 13140

2 3 13 0996280 CG- -9.2 60 16.6891 43.6224 972 13262

2 4 13 1785660 CG- -17.9 40 16.6911 43.6209 866 13056

3 1 56 8094750 CG- -38.9 60 16.7242 43.6112 234 9866

3 2 56 8322990 CG- -25.5 40 16.7205 43.6099 183 10194

3 3 57 1222880 CG- -9.8 60 16.7203 43.6102 220 10200

2 27.06.09. 13:11 Distantna zaštita L2, L3 DEF 2fKS grmljavina

2 27.06.09. 13:11 Distantna zaštita L2, L3 DEF 2fKS grmljavina

3 04.08.09. 01:32 Distantna zaštita L1 DEF 1fKS grmljavina 1 1 21 8552560 CG- -20.9 50 16.7213 43.609 69 10162

1 2 21 9156610 CG- -17.1 50 16.7203 43.6114 347 10160

1 3 21 9910410 CG- -14.4 50 16.7328 43.6056 179 9157

2 1 43 0493740 CG- -21.9 50 16.728 43.6056 451 9756

4 04.08.09. 01:40 Distantna zaštita L3 1APU+ grmljavina 1 1 27 5219680 CG- -17.7 50 16.731 43.6007 1043 9685

1 2 27 5746750 CG- -11.2 50 16.7314 43.6012 999 9638

1 3 27 6773370 CG- -16.1 40 16.7315 43.6013 991 9627

5 09.08.09. 15:45 Distantna zaštita DEF grmljavina 1 1 29 9244330 CG- -8.9 50 16.7074 43.6106 176 11435

6 10.09.09. 16:11 Distantna zaštita L1 1APU+ 1fKS grmljavina 1 1 26 2264310 CG+ 42.5 49 16.5239 43.5962 294 26878

Za navedeni period nema registriranih atmosferskih praţnjenja.

SCADA (TS Konjsko) LLS GIS

Za navedeni period nema registriranih atmosferskih praţnjenja.

Korelacija udara s događajima na DV Konjsko-Orlovac

44

Korelacija udara s događajima na DV Konjsko-Orlovac

45

Medijan Maksimum

110 kV Ston-Komolac 540 10.5 147.5 94 11.949

400 kV Zerjavinec-Heviz 1 960 5.2 153.7 67 11.612

220 kV Plomin-Pehlin 517 8.1 71.9 147 10.920

220 kV Melina-Divaca 717 7.7 88.9 116 10.679

220 kV Pehlin-Divaca 519 7.3 159.3 126 9.633

400 kV Velebit-Konjsko 914 9.0 148.9 86 8.709

220 kV Konjsko-Orlovac 247 9.9 73.8 77 8.397

220 kV Melina-Senj 446 6.7 47.9 139 7.991

400 kV Ernestinovo-Ugljevik 722 10.2 188.3 52 7.269

400 kV Melina-Velebit 1 239 9.2 198.2 105 6.897

220 kV Melina-Pehlin 125 7.5 34.2 116 6.774

400 kV Zerjavinec-Ernestinovo 1 520 9.0 168.3 63 6.568

400 kV Ernestinovo-S.Mitrovica 586 9.4 129.6 60 6.174

400 kV Melina-Tumbri 751 8.9 180.2 91 5.853

400 kV Tumbri-Krsko 273 6.5 75.9 112 5.575

400 kV Tumbri-Zerjavinec 309 9.4 82.3 86 5.001

110 kV Zerjavinec-Dubec 49 9.4 108.8 100 4.962

220 kV Konjsko-Bilice 248 9.6 132.8 91 4.577

220 kV Mraclin-Brinje 456 9.0 191.6 91 3.850

220 kV Brinje-Senj 30 5.7 32.9 173 1.737

Amplituda struje udara [ kA ] Srednja greška

lociranja [ m ]

Gustoća udara

[ N / ( km2 * god ) ]Dalekovod Broj udara

Statistike udara u alarmne zone dalekovoda (1 godina)

46 TE Plomin

TS Pehlin

Ukupan broj OZ udara 517

Broj OZ- udara 405

Broj OZ+ udara 112

Gustoća udara (broj

udara/km2/god) 10.92

Maksimalna amplituda OZ- (kA) -71.9

Maksimalna amplituda OZ+ (kA) 51.8

Srednja vrijednost amplitude OZ

(kA) 10.8

Srednja greška lociranja (m) 147

Statistike za DV 220 kV Plomin-Pehlin

47

Statistika atmosferskih praţnjenja unutar alarmne zone dalekovoda 220

kV Plomin – Pehlin polumjera 500 metara u periodu od jedne godine.

Statistike za DV 220 kV Plomin-Pehlin

48

50m

Tip GPS lokacija udara Vrijeme Struja (kA) Greška (m)

OZ 16.1549 45.8761 30.6.2009 20:59:39.7304224 -6.1 90

OZ 16.1547 45.8764 30.6.2009 20:59:39.9191069 -9.4 60

OZ 16.1554 45.8762 30.6.2009 20:59:40.0120872 -5.2 50

OZ 16.1548 45.8762 30.6.2009 20:59:40.0454438 -8.5 50

OZ 16.1548 45.8763 30.6.2009 20:59:40.0769892 -14.9 30

Δt ≈ 35ms

Višestruki udari u blizini TS Žerjavinec

49

Programska podrška sustava LINET – razvoj na FER-u

• Za učinkovito korištenje podataka prikupljenih sustavom za lokaciju

munja potrebna je prikladna osnovna i napredna programska

podrška

• Osnovna programska podrška podrazumijeva vizualizirane i

arhivirane podatke prikupljene mjerenjima

• Uz razvoj napredne programske podrške moći će se ostvarivati

obrada podataka prema potrebama, kao što je korelacija s radom

relejne zaštite ili izrada karata gustoće udara (udar/km2/god)

50

Aplikacija za prikaz munja u stvarnom vremenu

50

51

Aplikacija za pretraživanje povijesnih podataka iz baze

51

52

Povezivanjem podataka

sustava za lociranje munja i

SCADA sustava postiţe se

vremenska korelacija.

Povezivanje sa SCADA

sustavom u sklopu je izrade

napredne programske

podrške sustava za

lociranje atmosferskih

praţnjenja.

Vremenska korelacija udara s objektima EES-a

53

Energija groma

• Potencijalna razlika 107 V

• Ukupni naboj od 20 C

• Disipirana energija 10 x 107 Ws ili otprilike 27,8 kWh

• Male količine se troše na ionizaciju molekula

• Najveći dio se troši na naglo širenje zračnog kanala

• Energija osloboĎena tijekom praţnjenja odgovara potrošenoj za

stvaranje naboja

54

Parametri struje groma

• Udar munje praćen velikim strujama

• Prenapon je umnoţak struje munje i valne impedancije

• Mogući su inducirani prenaponi

– Na VN vodovima – ne predstavljaju opasnost

– Na SN i NN vodovima – opasnost od preskoka

• Struje groma – prvi udar

– Strmina do 20 kA/µ, amplitude preko 200 kA

• Struje groma – ponovni udar

– Strmina do 80 kA/µ, amplitude manje nego kod prvog udara

dt

di

55

Oscilogram tipičnih struja groma

Parametri struje groma

56

Stohastička priroda atmosferskih pražnjenja

– Statistička priroda struje munje

X

ln(I1) ln(I2)

ln(Ii)

ln(IN) Y

ln (IM)

-3 +3

ln (Imax) ln (Imin)

Funkcija gustoće log-normalne razdiobe:

M - vrijednost amplitude struje ispod koje je 50 % svih udara (medijan)

- standardna logaritamska devijacija

2/ln

2

1

2

1

=

Mx

X ex

xf

57

• Struju munje karakteriziraju

– Amplituda

– Vrijeme trajanja čela

– Vrijeme trajanja hrbata

• Svaki od parametara podlijeţe log-normalnoj raspodjeli s

parametrima (CIGRE)

• IEEE preporuka

Parametar Prvi udar Ponovni udar

M M

Vrijeme čela 3.83 0.55 0.67 1.013

Vrijeme hrbata 77.70 0.58 30.20 0.933

Amplituda 31.10 0.48 12.30 0.530

2.6

31

i1

1iIP

=


58

– Kumulativna funkcija gustoće razdiobe (vjerojatnost da

amplituda struje bude manja od vrijednosti na apscisi)

1dxxf200x0P;dxxfbXaP

200

0

X

b

a

X ===

100

101

102

103

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

struja [kA]

P(X

)

CIGRE

IEEE


59

– Kumulativna vjerojatnost (vjerojatnost da amplituda struje bude

veća od vrijednosti na apscisi)

Amplituda struje (kA)

Ku

mu

lativn

a v

jero

jatn

ost

Povratni udari

Prvi udar

CIGRE ref.


60

t

0.3

0.9

1.0

I

S30

mS

Izgled čela struje groma i strmine vala

Strmine struje groma

61

bIaS =

Strmina Faktor a Faktor b

Prvi udar

S30 3.2 0.25

Sm 3.9 0.55

Uzastopni udar S30 6.9 0.43

Sm 3.8 0.93

Strmine struje groma

• Strmina ovisi o amplitudi struje te konstantama a i b

62

Elektrogeometrijski model

• Posljednji probojni razmak rp je udaljenost na kojoj nastaje proboj

izmeĎu kanala groma i bilo koje najbliţe točke na nekom objektu

0.65

p I10r =

63


• Na slici je prikazan primjer određivanja mogućih mjesta (crveno) udara groma kojemu odgovara rp=r

– Sva crvena područja trebaju biti zaštićena hvataljkama

zgrada

rotirajuća kugla

64


• Pri proračunu gromobranske zaštite vanjskih objekata primjenjuje se metoda rotirajuće kugle polumjera rp

• Sustav hvataljki se može sastojati od

– Vertikalnih hvataljki

– Horizontalna hvataljka i/ili

– Mreţe

• Normom su definirane 4 klase zaštite objekata ovisno o maksimalnoj struji groma koja smije pogoditi objekt

Klasa zaštite max. struja rp

I 3 kA 20 m

II 5 kA 30 m

III 10 kA 45 m

IV 16 kA 60 m

65


• Primjer – Zgrada širine 20 m, duljine 15 m i visine 30 m ima ravan krov na koji je

potrebno, u kutove i na sredinu, postaviti četiri vertikalne hvataljke kao gromobransku zaštitu. Odredite potrebnu visinu hvataljki ako se želi postići da gromobranska zaštita udovoljava I. odnosno IV klasi.

h

20 m

30

m

15 m

d

h

10 m

7.5

m

rp

d

66


• Primjer

mdrrh

hrdr

mbad

mIr

mdrrh

hrdr

mbad

mIr

h

kAIkAI

mcmbma

pp

pp

p

pp

pp

p

96.02/

2/

5.125.7102/2/

4.2031010

32.02/

2/

5.125.7102/2/

6.60161010

?

________________________

316

301520

22

222

2222

65.065.0

22

222

2222

65.065.0

==

=

===

===

==

=

===

===

=

==

===

h

10 m

7.5

m

rp

d

rp-h

rp

67

Zaštitni kut

• Metoda oblikovanja gromobranske zaštite preko zaštitnog kuta se

najčešće koristi pri zaštiti visokonaponskih nadzemnih vodova

Zaštitni kut kao funkcija visine graĎevine

i različitih klasa zaštite

68

Zaštitni kut

• Zaštitni kut kao funkcija visine građevine i različitih klasa

69

Zaštitni kut

• Usporedba metode zaštitnog kuta i rotirajuće kugle

Rotirajuća kugla

Zaštitni kut

HvataljkaPovršina

zemlje

Jednaka površina

70

rp

rp

rp

Zaštita nadzemnih visokonaponskih vodova

71

H

Dg'

rp

rp-H

B

Dg' Dg

'

UDARI U ZEMLJU UDARI U ZAŠTITNI VODIČ UDARI U ZEMLJU

Arp

rp

C

rp

SΘ

H udaljenost zaštitnog uţeta od zemlje

Dg' zaštitni polumjer

C granična ploha zaštićenog prostora (označeno crtkano)

s zaštitni kut

Elektrogeometrijski model na nadzemnom vodu

72 72

Funkcija dimenzija glave stupa:

S

psinΘ-12

hH≈r

za (H - h < r/2)

0.65p

K10

rI =

Dalekovod je učinkovito zaštićen:

rp

rp

rp

0.65

p I 10r =

Zaštita nadzemnih visokonaponskih vodova

73

Atmosferski prenaponi na dalekovodima

I, tf

Povratni preskok

I, tf

Greška štićenja

Inducirani prenaponi

I, tf

74

Vrste udara u postrojenje

1) Slučaj bliskog udara s

preskokom

2) Slučaj bliskog udara u fazni

vodič bez preskoka

3) Slučaj udaljenog mjesta

udara

Atmosferski prenaponi na vodovima

75

Udar groma u nadzemni vod

Nailazak putnog vala na diskontinuitet

Refleksije i lomovi putnih valova

76

Udar groma u stup, putujući val na zaštitnom vodiču i stupu, inducirani

napon na faznom vodiču

Putni val na stupu

77

Za vrijeme propagacije udarnog prenapona vodom, korona smanjuje

njegov srednji nagib (strminu) i amplitudu

Promjena strmine putnog vala

78

Indirektni i inducirani naponi

• Proračun induciranih napona zahtijeva:

• Model struje povratnog udara koji opisuje prostornu i vremensku

raspodjelu struje udara duţ kanala groma za vrijeme povratnog

udara; uzimajući put groma kao vertikalnu antenu, mogu se

izračunati električna i magnetska polja potrebna za izračunavanje

induciranih prenapona;

• Model ulančenja koji opisuje meĎudjelovanje ovih elektromagnetskih

polja na vod.

79

Geometrija za proračun elektromagnetskih polja povratnog udara za

idealnu zemlju

Proračun elektromagnetskih polja

80

Primjer faznog prenapona (u voltima) na otvorenom potrošačkom kraju zbog

20 kA udara 200 m lijevo u istoj ravnini s vodom

Prenapon na potrošačkom kraju

PRENAPONI U MREŽAMA

Prof.dr.sc. Ivo Uglešić, dipl.ing.

Doc.dr.sc. Viktor Milardić, dipl.ing.

Sveučilište u Zagrebu

Fakultet elektrotehnike i računarstva

Poslijediplomski doktorski studij

Documents

Prenaponi u Mrezama