C4-052R 1/14

8. СОВЕТУВАЊЕОхрид, 22 − 24 септември

Елена Маркова Велинова Регулаторна комисија за енергетика на Република Македонија

Ристо Ачковски Факултет за електротехника и информациски технологии – Скопје

АНАЛИЗА НА МОЖНОСТА ЗА ЗАЗЕМЈУВАЊЕ НА НЕУТРАЛНАТА ТОЧКА НА СРЕДНОНАПОНСКИТЕ ДИСТРИБУТИВНИ МРЕЖИ СО МАЛ ОТПОР

КУСА СОДРЖИНА

Со преминот од изолирана кон заземјена неутрална точка на среднонапонските (СН) дистрибутивни мрежи се разрешуваат проблемите со настанувањето на високите пренапони при земјоспоеви и можноста за појава на повторни палења на лакот што доведува до напрегање и забрзано стареење на изолацијата на елементите од мрежата. Но, сега се јавуваат нови проблеми сврзани со можноста за појава на опасни напони во заземјувачките системи на СН и НН мрежи, бидејќи во новите услови струјата на доземен спој (која сега може да се нарече и „струја на еднофазна куса врска“) се зголемува многукратно, па во ист износ ќе се зголемат и сите опасности од појава на превисоки напони на допир и чекор во мрежата. Поради тоа пот-ребни се дополнителни интервенции во постојните заземјувачи од мрежата како и во изборот и подесувањето на релејната заштита. Дали една СН мрежа треба да работи со изолирана неут-рална точка или истата треба да се заземји со мал отпор, ќе зависи од повеќе фактори. Освен претходно споменатите два фактора во врска со со релејната заштита и корекцијата на заземју-вачите, потребно е да се земат предвид и други фактори, како што се, на пример, типот и должината на мрежата, штетите кај потрошувачите при прекин на напојувањето во случај на грешка и друго.

Во овој труд е прикажана постапка за анализа на можноста за заземјување на неутрал-ната точка на една СН дистрибутивна мрежа. Врз основа на прикажаната постапка е изготвена компјутерска програма наменета за анализа на режимот со земјопој во една СН мрежа со произволна конфигурација и големина и со нејзина помош се правени анализи на поголем број разновидни мрежи. Од таквите анализи се заклучува дека кабелските мрежи, во принцип, може да се заземјуваат без притоа да се јават проблеми со превисоки вредности на напоните на чекор и допир, па поради тоа кај нив обично не е потребна никаква дополнителна корекција на заземјувачите. За разлика од нив, кај надземните СН мрежи тоа не е случај бидејќи скоро секогаш се јавува проблем со задоволување на условите за безопасност што ја наметнува потребата од корекција на заземјувачите или, пак, преземање на други заштитни мерки (поставување на слој од чакал или кршен камен, асфалтирање на просторот околу објектите и сл.) со што значително се зголемува цената на чинење на понуденото техничко решение за заземјување на неутралната точка со мал отпор.

Покрај тоа, во трудот е направен осврт кон изборот и подесувањето на потребната релејна заштита, врз основа на познатите (пресметаните) струи на доземен спој за сите точки од мрежата, чија неутрална точка се заземјува.

Клучни зборови: дистрибутивни мрежи, мал отпор, неутрална точка,заземјувачи, релејна заштита.

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 2/14

1 ВОВЕД

Кај среднонапонските дистрибутивни мрежи (10 kV, 20 kV и 35 kV) постојат сложени услови на работење кои во помала или поголема мера можат да се задоволат со различни начини на заземјување на неутралната точка како и со дополнителни технички зафати со цел да се ограничи струјата на земјоспој и нејзиното времетраење. Кај овие мрежи често, од економ-ски причини, не се обезбедува резервно напојување на потрошувачите во случај на исклучу-вање на водовите со грешка, а исто така големи се и трошоците за откривање и отстранување на дефектот, посебно во урбаните подрачја.

Заземјувањето на неутралната точка, посебно изборот на начинот на заземјување на неутралната точка обично е резултат на техничко економски анализи. Ова е од посебна важност при грешки со земја, кога начинот на заземјување има важна улога на изолационото ниво на мрежата и опремата во неа, појавата на пренапони и нивното ограничување, големината на струјата на еднофазна куса врска, изборот на релејната заштита и сл. Начинот на заземјување на неутралната точка се избира во согласност со конкретните технички карактеристики на разгледуваната мрежа со цел да се обезбедат сите технички критериуми за нормален и безбеден погон. Објективната проценка на избраното техничко решение за заземјување на неутралната точка преку споредба на вкупните трошоци сврзани со експлоатацијата на опремата како и штетите кај потрошувачите поради неиспорачаната електрична енергија, доведуваат до раз-лични можности за заземјување на неутралната точка и тоа:

- работа со изолирана неутрална точка,

- неутралната точка е заземјена со придушница ( компензирани мрежи),

- неутралната точка е заземјена со мал отпор.

Во дистрибутивните мрежи на Република Македонија засега се применуваат два система на заземјување на неутралната точка: 1) изолирана неутрална точка, кој што претставува доми-нантен случај и 2) заземјување на неутралната точка пореку мал активен отпор со ограничување на струјата на земјоспој на 300 А.

Познато е дека при настанување на доземен спој (спој на фаза со земја) во мрежата со изолирана неутрална точка доаѓа до преодни појави, кои зависно од големината на струјата на доземниот спој, имаат влијание врз нејзиното нормално функционирање, ја напрегаат изола-цијата во сите елементи од мрежата, а во некои случаи предизвикуваат дефекти во нејзиното работење. Во случаите кога поради големиот вкупен доземен капацитет на мрежата струите на земјоспој имаат недозволено високи вредности и самогасењето на лакот е неможно, решение се бара во заземјување на неутралната точка на дистрибутивната мрежа.

Преземањето на оваа мерка доведува до стабилизирање на напонските состојби во мрежата, односно до спречување на појава на опасни пренапони за време на земјоспојот кои доведуваат до стареење и често пати до пробив или оштетување на изолацијата на електричната опрема и материјалите кои се составен дел на мрежата. Во пракса, во мрежите со изолирана неутрална точка, кај кои струјата на доземен спој има недозволено висока вредност, најчесто доаѓа до оштетување и пробивање на изолацијата на каблите, кабелските глави и спојници, изолаторите кај надземните водови и др. поради што доаѓа до прекин во снабдувањето со електрична енергија на потрошувачите и економски штети заради санирањето.

Кога струите на земјоспојот ја преминуваат дозволената граница која изнесува неколку десетини А, веројатноста за самогаснење на овие струи значително се намалува, па во таков случај можно решение на проблемот е заземјување на неутралната точка со придушница, со цел намалување на преостанатата струја на земјоспој местото на дефектот на само неколку А.

Последната можност е заземјување на неутралната точка на мрежата со метален отпор-ник преку кој се заземјува неутралната точка на напојните енергетски трансформатори, при што струјата на еднофазна куса врска се ограничува на една определена вредност која кај нас, во согласност со техничката препорака ТП6 [12], изнесува 300 А.

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 4/14

Uf - фазен напон на СН собирници непосредно пред настанувањето на самиот земјоспој;

z и z0 - подолжните параметри на магистралниот вод за директен и нулти систем;

l растојание од почетокот на повредениот извод до местото на земјоспојот;

ZN - импеданцијата преку која е заземјена неутралната точка на мрежата;

ZК – вкупна импеданција (отпорност) на електричниот лак Rлак, воспоставен на местото на земјоспојот и влезната импеданција Zвл на заземјувачкиот систем на местото на земјоспој, т.е. ZK = Zвл + Zлак.

Кај земјоспоеви настанати во кабелските мрежи влезната импеданција на заземјувачкиот систем на местото на земјоспојот Zвл е многу помала од импеданцијата ZN и како таква може да се занемари. Но, при земјоспоеви настанати на столбовите од надземните водови без заштитно јаже и без неутрален спроводник (што е вообичаено за СН надземни водови) таа е еднаква на отпорноста на распростирање на заземјувачот на самиот столб RS (Zвл = RS) и како таква воопшто не е занемарлива.

Отпорноста на електричниот лак Rлак воспоставен на местото на земјоспојот зависи од многу фактори, но доминантни се неговата должина lлак и јачината на струјата на земјоспојот IZ. Тие зависности се нелинеарни и обично се добиваат по експериментален пат. На сликата 3 е прикажана крива која ја дава зависноста на падот на напон по единица должина на електричниот лак од струјата на лакот кај стабилните лакови и при нормални атмосферски услови Оваа зависност е добиена по пат на мерења во СН дистрибутивни мрежи извршени од неколку автори [1].

Слика 3. Зависност Rl = f(IZ) за стабилен лак и нормални атмосферски услови

Врз основа на таквите експерименти подоцна се изведени повеќе емпириски релации со помош на кои може да се пресмета отпорноста на самиот електричен лак. Притоа најчесто се користи формулата на Ворингтон (Warrington) која гласи:

лак лак1,4

28700

Z

R lI

= ⋅ (2)

За вообичаените вредности на струите на земјоспој во мрежи со заземјена неутрална точка преку мал отпор од IZ = 300 А, отпорноста на електричиот лак по метар должина изнесува околу 10 (Ω/m), т.е. Rлак ≈ 10⋅lлак (Ω).

Ако со IN ја означиме струјата на земјоспој настаната на СН собирници од напојниот трансформатор тогаш можеме да пишуваме:

N

fNN

N

fN Z

UIXZ

ZjX

UI ≈>>

+= ; (3)

Величината IN претставува најголема вредност на струјата на земјоспој што може да се јави во набљудуваната мрежа. Како што се гледа од (3), таа зависи исклучиво од фазниот напон Uf на СН собирници непосредно пред настанувањето на самиот земјоспој и од импеданцијата ZN преку која што е заземјена неутралната точка на мрежата.

Сега, врз основа на (1), за јачината на струјата на земјоспој IZ може да пишуваме:

1

0f f

N 0

21 .

+ Z (2 ) / 3 3ZK

K N N N

z zU U jX ZI l

jX Z z z l Z Z Z

− ++= ≈ ⋅ + + ⋅ + + + ⋅

(4)

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 5/14

или:

Z NI Iμ= ⋅ (5)

каде што е:

1

021 .

3K

N N

z zjX Zl

Z Zμ

− ++= + + ⋅

(6)

Од горенаведеното се гледа дека јачината на струјата на земјоспој главно зависи од локацијата на самиот земјоспој (должината l), од подолжните параметри на магистралниот вод z и z0 за директен и нулти систем и од величината ZK. Сумарната реактанција XΣ на ВН систем и напојниот трасформатор е многу помала од ZN и како таква малку влијае врз големината на струјата IZ.

За илустрација на претходно кажаното ќе ни послужи следниот пример.

Нека за мрежата од сликата 2 се познати следните податоци: моќност на трифазна куса врска настаната на ВН собирници SK3 = 250 MVA; Трансформатор 110/10 kV/kV (Un = 10 kV); номинална моќност SnT = 20 MVA; uk% = 12%. Изводот е надземен со спроводници Al/Č 50/8 за кои се познати подолжните парамeтри за директен и нулти редослед z = (0,625+j0,38) Ω/km и z0 = (1,925+j1,331) Ω/km. Неутралната точка од мрежата е заземјена со мал отпор RN = 20 Ω. На сликата 5 е прикажана зависноста на параметарот |μ| од локацијата на местото на земјоспојот l во надземната мрежа за вредност на параметарот RK = Rлак + RS = 0. Пресметаните зависности се добиени со помош на последната релација.

Слика 4. Зависност |μ| = f(l) за надземна мрежа со пресек Al/Č 50/8. ZN = RN = 20 Ω

Нека претпоставиме дека напонот пред настанување на земјоспојот бил еднаков на U =

1,05⋅Un = 10,5 kV (Uf = U/ 3 = 6,06 kV). Тогаш максималната струја на доземен спој што ќе се јави при земјоспој на самиот почеток од изводот ќе биде IN = Uf/RN = 303 A. Нека земјоспојот, кој што претставува метален спој фаза – земја (Rлак = 0), настанал на растојание l = 10 km од почетокот на изводот во ТС СН/НН со мала отпорност на распростирање (RS ≈ 0 и RK = Rлак + RS ≈ 0), тогаш од дијаграмот прикажан на сликата 5 отчитуваме μ ≈ 0,55. Според тоа струјата на доземен спој ќе биде:

10 km; | | 0,55 303 167 A.Z Nl I Iμ= = ⋅ = ⋅ =

Доколку, пак, земјоспојот настане на крајот од изводот (l = 20 km) тогаш ќе имаме:

20 km; | | 0,37; | | 0,37 303 112 A.Z Nl I Iμ μ= = = ⋅ = ⋅ =

Лесно може да се докаже дека, на пример, за случајот RK = 20 Ω (во случај на земјоспој на столб од надземен вод), овие две вредности ќе изнесуваат 108 А и 83 А – респективно.

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 6/14

Слични вакви зависности можат да се добијат, на идентичен начин, и за други пара-метри на напојниот систем и други пресеци на магистралниот вод од мрежата. Така, на пример, во табелата 1 се прикажани вредностите на модулот од коефициентот |μ| во зависност од местото на земјоспојот l во разгледуваната надземна мрежа за пресеци на изводот Al/Č 50/8 и Al/Č 70/12 и за разни вредности на параметарот RK = Rлак + RS.

Табела 1. Зависност |μ| = f(l) за разни вредности на RK

Al/Č 50/8 Al/Č 70/12

l (km) RK = 0 RK = 10 RK = 20 RK = 30 RK = 0 RK = 10 RK = 20 RK = 30

0 0,9999 0,6663 0,4998 0,3999 0,9999 0,6663 0,4998 0,3999

5 0,7112 0,5271 0,4180 0,3462 0,7679 0,5577 0,4371 0,3592

10 0,5457 0,4322 0,3569 0,3036 0,6140 0,4746 0,3855 0,3242

15 0,4408 0,3648 0,3103 0,2697 0,5081 0,4107 0,3433 0,2944

20 0,3691 0,3149 0,2740 0,2421 0,4321 0,3608 0,3085 0,2689

3 ЗАШТИТА ОД ДОЗЕМНИ СПОЕВИ. СЕЛЕКЦИЈА НА ЗАШТИТА ОД ДОЗЕМНИ СПОЕВИ. СЕЛЕКЦИЈА НА ИЗВОДОТ СО ЗЕМЈОСПОЈ. НАГОДУВАЊЕ НА ЗАШТИТАТА

Во нормални услови на работа напонот на неутралната точка (ѕвездиштето) од мрежата е (приближно) еднаков на нула. Сите три фазни напони имаат иста, или приближно иста вредност, а струите во фазните спроводници од одделните изводи образуваат (приближно) трифазен симетричен систем на струи. Нултите компоненти на напоните и струите во тој режим се сосема мали или пак воопшто не постојат.

Но, во случајот на доземен спој на било која локација во мрежата доаѓа до нагло поре-метување на таа напонска и струјна симетрија. Напонот на ѕвездиштето добива вредност блиска до номиналниот фазен напон, додека напонот на фазата во земјоспој паѓа на нула. Како резултат на земјоспојот струјата во погодената фаза се зголемува за вредноста IZ додека струите во преостанатите две (здрави) фази остануваат приближно исти. Постојната симетрија, значи, се нарушува и во повредениот извод се појавува нулта компонента на струјата која лесно може да се регистрира. Фазните струи во преостанатите изводи од мрежата остануваат практично исти бидејќи тие зависат од потрошувачката на конзумот кој што е практично симетричен. Значи струјната несиметрија кај здравите изводи не се нарушува, т.е. кај нив не се јавува нулта компонента на струјата.

Појавата на голем напон на ѕвездиштето резултира со појава на нулта копонента на фазните напони на СН собирници од напојната трансформаторска станица и тоа е доволна информација за сигнализација настанатиот земјоспој во мрежата. Појавата на нултата компо-нента на струјата во погодениот извод, пак, претставува можност за локализација на самиот земјоспој бидејќи нулти компоненти на струја не постојат во здравите изводи. Овие појави овозможуваат со соодветен избор и правилно подесување на релејната заштита да се постигне сигурна и селективна заштита од настанатиот земјоспој во мрежата.

Во случајот на мрежа со изолирана неутрална точка на почетокот од секој од среднонапонските изводи приклучени на постројката ТС ВН/СН , потребно е да се предвиди секундарна прекуструјна заштита со временски член од типот RI, TZI или RIT релеи (или слични на нив од други производители). Селективноста на заштитата се постигнува на тој начин што времето на дејствување на оваа прекуструјна заштита поставенa на изводите треба секогаш да е пократко од времето на дејствување на прекуструјната заштита на енергетскиот трансформатор од кој се напојуват изводите. Исто така на среднонапонските изводи може да се додаде и насочена земјоспојна заштита, како што е електромеханичко реле тип RE55, односно статичко реле ТFP 4090 (4091). Овие релеи служат за дојава на земјоспој, но исто така постои можност и за исклучување на доземниот спој, доколку релеите имаат вградено и временски член. Бидејќи во изолирани мрежи струјата на доземен спој е капацитивна, релето RE55 се

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 7/14

подесува да проработи на вредност од 1 до 10% од вредноста n n( sin )U I ϕ⋅ ⋅ . (Во случај на компензирани мрежи релето RE55 исто така се користи за дојава на доземен спој или пак за исклучување, само што во овој случај тоа се подесува на 0,5 ÷ 5% од вредноста n n cosU I ϕ⋅ ⋅ .

Кога СН мрежа, која дотогаш работела со изолирано ѕвездиште, премине на работа со заземјена неутрална точка преку мал отпор, потребно е да се изврши промена во заштитата. Во ваков случај ( заземјена мрежа со мал отпор) не постои потреба од гореспоменатите релеи RE55, односно ТFP 4090 (4091). Посебно е важно да се напомене дека заштитата на секој од изводите треба да содржи осетлив прекуструен член IR1 за заштита од доземен спој (еднофазна куса врска). Доколку ваков член нема во релето за секундарна прекуструјна заштита, тогаш ова реле IR1 дополнително се вградува. При тоа членот (релето) IR1 се подесува на најмалата вредност на нултата компонента на еднофазната куса врска и тоа на вредност n(0,2 0,5) I− ⋅ , со цел истото да продејствува и за мали вредности на струјата на грешка, т.е. за вредности на струите на еднофазна куса врска кога истите настанале во крајните точки од среднонапонскот извод ( најдалеку од напојната ТС ВН/СН). Исто така и во овој случај временското степенување на заштитата се постигнува на тој начин што времето на исклучување во случај на доземниот спој (од страна на IR1) или било кој друг вид на куса врска (од страна на RIT, RI или TZI) треба да биде помало од времето на исклучување на прекуструјната заштита на енергетскиот транс-форматор од којшто се напојуваат среднонапонските изводи.

Како опција за заштитата од доземен спој во мрежи со заземјена неутрална точка со мал отпор може да се користи прекуструјна заштита која реагира на фазни струи. Во овој случај прекуструјната заштита треба да се подеси на најмалата вредност на струјата на доземен спој (еднофазна куса врска), а оваа вредност пак треба да е значително поголема од погонската струја на штитениот вод. Бидејќи овие два услови не можат секогаш да се исполнат, а и ваквата заштита може да не биде селективна, ова решение се смета за економски оправдано, но не секогаш и за технички можно.

4 АНАЛИЗА НА РЕЖИМОТ НА ЗЕМЈОСПОЈ ВО РАЛИЧНИ ТИПОВИ НА МРЕЖИ

4.1 Режим на земјоспој во кабелска мрежа во гратска средина

Како пример за демонстрација на добиените резултати ќе ни послужи кабелската мрежа во гратска средина од Слика 5 од Прилогот . При анализите е земен делот на 10 kV мрежа напојуван од ТС 110/35/10 kV „Југ Нова“ со инсталирана снага од 2×31.5 MVA+40 MVA, изградена во седумдесетите години од минатиот век. Притоа се вршени се пресметки режимот на земјоспој во случај кога ѕвездиштето на мрежета би било заземјено преку мал активен отпор со вредност RN = 20 Ω.

Пресметките што се вршени во овој пример (дел од кабелската мрежа - извод бр. 4 кој што е приклучен на енергетскиот трансформатор бр.2 во ТС 110/35/10 kV „Југ Нова“), имаат за цел да утврдат дали и на кои локации во мрежата ќе се јават опасности од појава на превисоки напони во новите услови на работење на мрежата со заземјена неутрална точка преку мал акти-вен отпор. Во табела 2 се прикажани резултатите добиени од овие анализи при еднофазна куса врска на секој од јазлите (постојните ТС 10/0,4 kV кои припаѓаат на изводот), после заземјување на неутралната точка со мал отпор. Притоа се посматраат следните излезни величини: Izsp – струја на земјсопојот; Izaz, Uzaz – струја и напон на заземјувачот; Uc и Ud напони на чекор и допир (V) и Zvl (mΩ) – влезна импеданција во заземјувачкиот систем на местото на земјоспојот.

Од прикажаните резултати може да се заклучи дека напонот на чекор и допир во ТС при земјоспоеви кај самите ТС не надминува 65 V, што значи дека кај ниту еден од постојните заземјувачи не е потребна интервенција.

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 8/14

Табела 2 Напони на допир и чекор во сите јазли од 10 kV извод бр. 4 при земјоспоеви кај самите јазли при Iz = 300 A

4.2 Режим на земјоспој во надземна мрежа во рурална средина

Како пример на надземна мрежа во рурална средина земен е делот на 10 kV мрежа напо-јуван од ТС 35/10 kV „Илинден“ со инсталирана снага од 2×8 MVA, изградена во шеесетите години од минатиот век (Слика 6).

Анализиран е предметниот 10 kV извод бр. 7 напојуван од енергетскиот трансформатор бр. 2 во ТС 35/10 kV „Илинден“ , кој се протега сè до Црешево и Смиљковци со должина од сса 14 km, во кој најголем дел од мрежата е надземна со Al/Fe проводници со пресек 35 mm2 на бетонски и дрвени столбови без заштитно јаже. Во рамките на овој извод постојат и кабелски делници, кои претставуваат помал дел во однос на надземните водови.

При премин кон работа на оваа мрежа со заземјена неутрална точка со мал отпор од 20 Ω точно може да се види кој јазел од изводот е критичен, т.е. каде нема да бидат задоволени условите за безопасност за работа на мрежата. Во табела 3 се прикажани резултатите добиени од анализата на СН извод бр. 7 од ТС 35/10 kV „Илинден“, при еднофазна куса врска на секој од јазлите (постојните ТС 10/0,4 kV, столбови со линиски разделувачи и кабелски глави како и столбови за отцеп, кои припаѓаат на изводот).

р.бр Земјоспој на локација Izsp (A) Izaz (A) Uzaz (V) Uc (V) Ud (V) Zvl (mΩ)

1 ТС 110/35/10 Југ Нова 302 49 31 3 1 102

2 ТС 11 Октомври 18 (809) 299 3 12 1 1 41

3 ТС 11 Октомври 16 (715) 299 2 10 1 1 35

4 ТС Дабар (1391) 297 5 24 3 2 81

5 ТС 11 Октомври 1 (205) 298 3 12 1 1 41

6 ТС 106 (206) 293 7 31 3 3 106

7 ТС 11 Октомври 2 (241) 295 3 14 2 1 49

8 ТС 11 Октомври 15 (691) 290 6 31 3 3 105

9 ТС 11 Октомври 9 (259) 293 5 22 2 2 76

10 ТС 11 Октомври 13 (613) 294 4 20 2 2 66

11 ТС 11 Октомври 14 (614) 293 3 15 2 1 50

12 ТС нас. М. Гинова (263) 289 9 33 4 3 113

13 ТС Расадник 2 (716) 291 5 24 3 2 83

14 ТС ф-ка М. Гинова (131) 292 4 19 2 2 65

15 ТС Црвена Звезда (130) 291 4 17 2 2 60

16 ТС Прогрес (129) 291 3 15 2 1 52

17 ТС Кисела Вода 4 (1142) 286 7 33 4 3 117

18 ТС Мирка Гинова 2 (381) 290 4 18 2 2 62

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 9/14

Табела 3. Резултати за мрежата од Прилогот 2 (ТС 35/10 kV/kV Илинден- извод бр. 7)

р.бр Земјоспој на локација Izsp (A) Izaz (A) Uzaz (V) Uc (V) Ud (V) Zvl (mΩ)

1 ТС ЗИК (223) 232 232 1412 102 154 6080

2 Отцеп за Стајковци 207 207 1899 337 180 9180

3 ЛР307 210 210 1816 324 175 8640

4 ЛР308 207 207 1788 319 173 8640

5 Отцеп за ТС ЗИК (224) 203 203 1860 330 176 9180

6 КГ258 262 70 607 108 59 2320

7 ТС ЗИК Ново Краварство (224) 262 94 606 44 65 2316

8 Отцеп за ТС Давос 204 204 1758 314 170 8640

9 Отцеп за ТС Арс Комерц 199 199 1610 289 159 8100

10 ЛР312 194 194 1679 300 162 8640

11 ТС Арс Комерц (622) 209 209 1348 97 144 6460

12 ЛР311 194 194 1675 299 162 8640

13 ТС Давос (31) 217 217 1153 85 131 5320

14 Отцеп за с. Брњарци 202 202 1745 312 169 8640

15 Отцеп за ТС ЗИК (231) 192 192 1451 263 146 7560

16 КГ260 235 41 351 63 34 1493

17 ТС ЗИК (231) 235 65 348 26 39 1482

18 Отцеп за ТС с. Стајковци 4 213 213 1611 292 162 7560

19 Отцеп за ТС с. Стајковци 5 204 204 1544 279 156 7560

20 Отцеп за ТС ЗИК (225) 205 205 1768 316 171 8640

21 ТС с. Стајковци 4 (825) 211 211 1605 113 162 7600

22 КГ259 256 66 646 114 60 2524

23 ТС ЗИК (225) 256 94 645 46 67 2520

24 ЛР313 190 190 1842 325 171 9720

25 ТС с. Стајковци 5 (864) 208 208 1423 102 149 6840

26 Отцеп за ТС с. Стајковци 9 253 36 349 61 32 1379

27 ТС с. Стајковци 9 (1335) 252 62 347 36 28 1377

28 Отцеп за ТС с. Стајковци 8 181 181 1953 340 175 10800

29 КГ267-ЛР324 255 26 256 45 24 1005

30 ТС с. Стајковци 8 (1284) 254 36 246 18 26 969

31 КГ261 248 12 125 22 11 502

32 ТС с. Стајковци 7 (1033) 249 21 101 11 9 406

33 КГ262 246 10 98 17 9 397

34 КГ263 248 11 103 18 10 415

35 ТС с. Стајковци 1 (390) 228 70 532 37 54 2331

36 КГ264 228 55 531 94 49 2328

37 ТС с. Стајковци 6 (1135) 190 190 1369 97 140 7220

38 Отцеп за ТС с. Стајковци 3 171 171 1852 322 166 10800

39 Отцеп за ТС с. Стајковци 2 176 176 1707 301 158 9720

40 ЛР314 172 172 1766 309 161 10260

41 ТС с. Стајковци 2 (829) 188 188 1359 96 139 7220

42 Отцеп за ТС с. Стајковци 10 234 15 144 25 13 617

43 ТС с. Стајковци 10 (1447) 228 26 138 15 11 605

44 ЛР315 172 172 1676 295 156 9720

45 ТС с. Стајковци 3 (830) 181 181 1447 101 143 7980

46 Отцеп за ТС с. Два Бреста 172 172 1670 294 155 9720

47 ТС Два Бреста (395) 95 95 3611 167 145 38000

48 Отцеп за ТС с. Смиљковци 160 160 1809 313 159 11340

49 Отцеп за ТС с. Шејница 170 170 1469 262 142 8640

50 ТС Шејница (521) 180 180 1164 84 124 6460

51 КГ265 211 29 281 50 26 1333

52 КГ266 211 29 277 49 26 1315

53 Отцеп за ТС с. Смиљковци 2 161 161 1482 263 140 9180

54 ТС с. Смиљковци (391) 174 174 1122 81 120 6460

55 КГ268-ЛР325 209 10 89 16 9 427

56 ТС с. Смиљковци 2 (1323) 208 8 40 3 5 190

57 Отцеп за ТС с. Црешево 3 166 166 1438 257 139 8640

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 10/14

58 ЛР316 166 166 1348 242 133 8100

59 ТС с. Црешево 3 (1322) 176 176 1069 77 116 6080

60 ТС с. Црешево (392) 171 171 1235 88 127 7220

61 Отцеп за ТС с. Страчинци 147 147 1906 323 158 12960

62 Отцеп за ТС с. Страчинци 2 139 139 1799 305 150 12960

63 ТС с. Страчинци 2 (1324) 143 143 1635 108 139 11400

64 ТС с. Страчинци (509) 141 141 1712 112 141 12160

65 ТС 35/10 KV Илинден извод 7 295 259 163 16 6 555

66 КГ270 277 13 157 27 14 567

67 ЛР317 163 163 2116 359 176 12960

68 Отцеп за ТС с. Брњарци 2 186 186 2006 349 179 10800

69 Отцеп за ТС с. Брњарци 1 192 192 1863 328 173 9720

70 ТС с. Брњарци 1 (1433) 197 197 1649 115 160 8360

71 ТС с. Брњарци 2 (877) 199 199 1665 116 162 8360

Од добиените резултати се гледа дека напонот на чекор и допир е помал од 65 V само во јазлите со реден број 7, 16, 17, 23, 26, 27, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 42, 43, 51, 52, 55, 56, 65 и 66. Кај останатите 50 јазли не е исполнет условот за безопасност од струен удар, т.е потребни се мерки за корекции на соодветните заземјувачи. Како технички најповолно решение веројатно е најповолно да се постави слој од чакал или кршен камен во форма на круг со радиус најмалку 1,15 m и дебелина од најмалку 10 cm околу столбовите или трансформаторските станици, чии заземјувачи не задоволуваат. Оваа мерка би требало да се изведе кај сите јазли каде што не е исполнет условот за безопасност од струен удар. При тоа со мерење е утврдено дека ваквиот слој од чакал или кршен камен има вредност на специфичниот отпор од најмалку 5000 Ωm. Од изнесеното се гледа дека со поставување на ситен камен или чакал се решава проблемот со опасноста од струен удар, доколу се заземји неутралната точка во ТС 35/10 kV „Илинден“. Разгледуваниот 10 kV извод број 7 е пример со долга надземна мрежа во рурална средина, во кој на 50 јазли е потребно да се изведе поставување на кршен камен или чакал, со што зна-чително ќе се поскапи техничкото решение.

5 ЗАКЛУЧОК

Со преминот од изолирана кон заземјена неутрална точка се разрешуваат проблемите со настанувањето на високите пренапони при земјоспоеви и можноста за појава на повторни палења на лакот што доведува до напрегање и забрзано стареење на изолацијата на елементите од мрежата. Но, се јавуваат нови проблеми сврзани со можноста за појава на опасни напони во СН и НН мрежа бидејќи во новите услови струјата на доземен спој (која сега може да се нарече и „струја на еднофазна куса врска“) се зголемува за повеќе од 3,5, па во ист износ ќе се зголемат и сите опасности од превисоки напони на допир и чекор во мрежата. Поради тоа се потребни дополнителни интервенции кај постојните заземјувачи од мрежата како и кај изборот и подесувањето на релејната заштита. Дали една СН мрежа треба да работи со изолирана неутрална точка или истата да се заземји со мал отпор, ќе зависи од повеќе фактори. Освен претходно споменатите два фактора со релејната заштита и корекцијата на заземјувачите, при донесувањето на одлуката за начинот на заземјување на неутралната точка од една СН мрежа е потребно да се земе предвид типот и должината на мрежата, како и висината на штетите кај потрошувачите цената при прекин на електронапојувањето во случај на грешка.

При тоа важно е да се напомене дека дистрибутивните мрежи работат радијално, дел од нив имаат можност за двострано (резервно) напојување од друг извор, но тоа во погон значи отворени рингови на соседната страна. Поради тоа, доколку една ТС ВН/СН премине да работи во режим со заземјена неутрална точка со мал отпор, не е препорачливо мешање на нејзината СН мрежа со СН мрежи од другите ТС ВН/СН кај кои режимот на работа останал со изолирана неутрална точка. Од извршените анализи може да се заклучи дека кабелските мрежи, во принцип, може да се заземјуваат без да се јават проблеми со високи вредности на напон на чекор и допир, па поради тоа не е потребна никаква корекција на заземјувачите. За разлика од нив, кај надземните мрежи (особено оние со долги изводи) тоа не е случај, т.е. скоро секогаш ќе се јави проблем со задоволување на условите за безопасност на поголем број места, а со тоа се

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 11/14

наметнува потребата од корекција на заземјувачите или пак поставување на слој од чакал или кршен камен, со што се зголемува цената на чинење на понуденото техничко решение за заземјување на неутралната точка со мал отпор.

За да се пресметаат релевантните податоци за струите/напоните при земјоспој, за сите СН изводи од конкретната анализирана СН мрежа, кои припаѓаат на една ТС ВН/СН чија неутрална точка е предвидено да се заземји, потребно е да се знаат следните параметри:

-тополошката структура на мрежата, водејќи притоа сметка за сите ТС СН/НН, столбо-вите за отцеп, столбовите со кабелски глави, линиски разделувачи и сл.;

-специфичниот отпор на тлото кај сите ТС СН/НН и сите разделни точки (столбови со разделувачи и сл.);

-типот на заземјувачот и материјалот од кој истиот е изработен, за секој јазел од заземју-вачкиот систем;

-типот и параметрите на сите водови (надземни или кабелски) помеѓу секои два јазли од мрежата, со нивни должина, тип и пресек;

-присуство на заштитни јажиња на надземните водови, со специфициран тип и пресек;

-присуство на дополнителни заземјувачки електроди во форма на челични поцинкувани ленти и бакарни јажиња, по должината на кабелските водови, со специфицирани потребни карактеристики;

-друго.

Со познатите потенцијали на заземјувачите и нивните карактеристики (тип, параметри RZ, Eдопир%, Eчекор% и др.), пак, во согласност со методологијата опишана во литературата (нпр. [1], [2]), се врши проценка на висината на напоните на допир и чекор коишто би се јавиле на соодветните места кога мрежата ќе премине да работи со заземјена неутрална точка.

Врз основа на познатите струи на доземен спој за сите точки од мрежата се врши избор и подесување на потребната релејна заштита. Во дистрибутивните мрежи на Македонија најголем дел од постојната заштита (70 %) е прекуструјна заштита, која реагира на фазни струи, изведена со електромеханички и електростатички релеи. Во оваа заштита со мали измени, како што се доградување на прекуструјниот член кој реагира на нулта компонента на струите (на изводите каде што го нема), или пак само негово активирање со поврзување во релеите каде што го има, ќе се постигне правилно подесување на заштитата. Во останатиот дел од мрежата на Македонија (30 %) заштитата е нумеричка и во неа членот за нулти струи веќе постои.

6 ЛИТЕРАТУРА

[1] J. Nahman.Uzemljenje neutralne tačke distributivnih mreža. Naučna knjiga, Beograd, 1980.

[2] Р. Ачковски.Заземјувачи и заземјувачки системи во електроенергетските мрежи. Скопје, ФЕИТ, 2005. Учебник.

[3] Р. Ачковски. Преносни и дистрибутивни системи. Скопје, ЕТФ, 1995. Учебник.

[4] Р. Ачковски. Високонапонски мрежи и системи. Скопје, ЕТФ, 1995. Учебник.

[5] Д. Рајичиќ. Вовед вo дистрибутивни електроенергетски системи. Скопје, ЕТФ, 1995. Учебник.

[6] H. Požar. Rasklopna postrojenja. Tehnička knjiga, Zagreb, 1973.

[7] Д. Стојановић. Пренос електричне енергије. Ниш, Електронски факултет 2008. Учебник.

[8] Прописи за техничките мерки за погон и одржување на електроенергетските постројки. Сл. лист на СФРЈ бр. 19/68.

[9] Правилник за техничките нормативи за електроенергетски постројки со номинален напон над 1000 V. Сл. лист на СФРЈ бр. 4/74 и измени во Сл. лист бр. 13/78.

[10] Техничка пропорака за проектирање, изградба и одржување на заземјувања на електроенергетски постројки (ТП-23).Здружена електропривреда Београд, јануари 1982.

MAKO CIGRE 2013 C4-052R 12/14

[11] Техничка препорака бр. 4а - Примена на релејна заштита и локална автоматика во дистрибутивните мрежи 10 kV, 20 kV, 35 kV и 110 kV. Пословна заједница електродистрибуција Србије, 2003.

[12] Техничка препорака бр. 6. Заземјување на неутрална точка на електродистрибутивните мрежи 110 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV u 0,4 kV. Пословна заједница електродистрибуција Србије, 2003.

[13] Техничка препорака бр. 7. Изведување на заземјување во електродистрибутивните трансформаторски станици 35/10(20) kV и 10(20)/0,4 kV. Пословна заједница електродистри-буције Србије, 2003.

[14] Техничка препорака бр. 9. Изведување на заземјување u заземјувачи на столбови на електроенергетски водови 110 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV и 1 kV. Пословна заједница електро-дистрибуције Србије, 2003.

[15] Правилник за техничките нормативи за заземјување на електроенергетски постројки со номинален напон над 1000V. Сл. лист на СРЈ бр. 61/95.

[16] Е. Маркова Велинова. Анализа на можноста за заземјување на неутралната точка на средно-напонски дистрибутивни мрежи со мал отпор. Магистерски труд. ФЕИТ - Скопје, 2012.