Utjecaj Zeljeznickog Elektroenergetskog Sustava Na Okolis

Embed Size (px)

Text of Utjecaj Zeljeznickog Elektroenergetskog Sustava Na Okolis

  • ELEKTRINE ELJEZNICE(Utjecaj eljeznikog elektroenergetskog

    sustava na okoli)

    ELEKTRINE ELJEZNICE(Utjecaj eljeznikog elektroenergetskog

    sustava na okoli)sustava na okoli)sustava na okoli)Poslijediplomski doktorski studij

    Nositelj: Prof.dr.sc. Ivo Uglei, dipl.ing. D236

  • OPA RAZMATRANJAOPA RAZMATRANJA

    ZATITA OD NAPONA DODIRA I KORAKA U KM

    IZNOENJE POTENCIJALA

    ELEKTRINA I MAGNETSKA POLJA U OKOLINI POSTROJENJA ELEKTRINE VUE 25 kV

    ANALIZA NESIMETRINOG OPTEREENJA PRIJENOSNE MREE 110 KV PRIKLJUENJEM ELEKTROVUNIH PODSTANICA 110/25 KV

  • Zatita od napona dodira i koraka u KMZatita od napona dodira i koraka u KM

    Proraun potencijala tranica zemlja.

    - Poznato je da pri normalnom pogonu i kratkom spoju u kontaktnoj mreidolazi do porasta potencijala tranica.

    - Veliina porasta potencijala na mjestu utiskivanja struje je posljedicavie faktora:

    3

    - veliina utisnute struje;- odvod tranice (tranica);- udaljenost od EVP-a;- jednokolosjena ili dvokolosjena pruga;- jedna povratna tranica ili dvije povratne tranice;- specifini otpor tla.

  • Zatita od napona dodira i koraka u KMZatita od napona dodira i koraka u KM

    EESEVP

    Vozni vod

    Tranice

    R1 L1

    L2R2

    G

    M12

    4

    Principijelna raspodjela struje kratkog spoja ili struje elektrine vue i porasta potencijala tranica

    - U EMTP-RV (program za proraun elektromagnetskih prijelaznih pojava) je napravljen model 40 km jednokolosijene pruge.

  • Zatita od napona dodira i koraka u KMZatita od napona dodira i koraka u KM

    Diskretno je modeliran svaki kilometar jednokolosijene pruge s dvijepovratne tranice ekvivalentnom matricom impedancija:

    Odvod tranica je modeliran u diskretnim vrijednostima od 0,2 do 2 [S/km]. Vrijednost otpora uzemljenja EVP je usvojena 1 .

    5

    Vrijednost otpora uzemljenja EVP je usvojena 1 . Uzimajui u obzir struje kratkog spoja za pojedini EVP i smanjenje struje kratkog spoja s poveanjem udaljenosti od EVP-a dobiju se slijedei dijagrami.

  • Zatita od napona dodira i koraka u KMZatita od napona dodira i koraka u KM

    Porast napona tranice prema referentnoj zemlji

    600

    800

    1000

    1200

    1400N

    a

    p

    o

    n

    t

    r

    a

    n

    i

    c

    e

    (

    V

    )

    Odvod 0,2 S/kmOdvod 0,3 S/kmOdvod 0,5 S/kmOdvod 1,0 S/kmOdvod 2,0 S/km

    PSN1 Skrad NES O. Hreljin

    6

    0

    200

    400

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30Udaljenost kratkog spoja od EVP-a (km)

    Porast napona tranice pri kratkom spoju krakova napajanja iz EVP Moravice

  • Zatita od napona dodira i koraka u KMZatita od napona dodira i koraka u KM

    Porast napona tranice prema referentnoj zemlji

    600

    800

    1000

    1200N

    a

    p

    o

    n

    t

    r

    a

    n

    i

    c

    e

    (

    V

    )

    Odvod 0,2 S/kmOdvod 0,3 S/kmOdvod 0,5 S/kmOdvod 1,0 S/kmOdvod 2,0 S/km

    PSN1 Lokve

    PSN1 Skrad

    7

    Porast napona tranice pri kratkom spoju krakova napajanja iz EVP Delnice

    0

    200

    400

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30Udaljenost kratkog spoja od EVP-a (km)

  • Zatita od napona dodira i koraka u KMZatita od napona dodira i koraka u KM

    Iz prikazanih dijagrama moe se izvui openiti zakljuak:- da porast napona tranica prema referentnoj zemlji, a time i eventualno stvaranje opasnih napona dodira, dominantno ovisi o odvodu tranica. - oportuno je meusobnim povezivanjem metalnih masa (stupova, portala...) i njihovih uzemljivaa i tranica poveati ukupni odvod tranica.

    Struja vue

    8

    Struja vue

    Struja kroz tranice

    Struja kroz zemlju

    EVP

    Napon tranica prema zemlji

    Struja kroz tranice

    Struja kroz zemlju

    Princip raspodjele struje i napona tranica pri napajanju elektrine vue

  • Zatita od napona dodira i koraka u KMZatita od napona dodira i koraka u KM Ugradnjom povratnog ueta postiu se znaajni pozitivni uinci:- smanjenje impedancije kontaktne mree;- smanjenje porasta potencijala tranica pri kratkom spoju i normalnom pogonu;- smanjenje induktivnog utjecaja;- smanjenje magnetskog polja u blizini elektrificirane pruge.

    a

    bnosivo ue

    povratno uec

    9

    d e

    1500 mm

    kontaktni vodii

    tranice

    Kontaktna mrea s povratnim uetom

  • Zatita od napona dodira i koraka u KMZatita od napona dodira i koraka u KM

    Raspodjela povratne struje koja tee kroz zemlju, tranice i povratno ue ovisi o poloaju vlaka i mjestu izmeu vlaka i EVP-a na kojemu se raspodjela rauna.

    Postotak struje koja tee povratnim uetom

    34%

    36%

    38%

    40%vlak na 10 km od EVP-avlak na 20 km od EVP-avlak na 30 km od EVP-a

    10

    20%

    22%

    24%

    26%

    28%

    30%

    32%

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30Krak napajanja (km)

    P

    o

    s

    t

    o

    t

    a

    k

    Omjer struje koja tee kroz povratno ue prema ukupnoj struji povratnog ueta i tranica

  • Kapacitivni utjecaj KM 25 kV na NN vodie

    CICVV

    CVI

    UVV UIUVI

    Vozni vodNN vodi

    Prikaz potencijala pri kapacitivnom utjecaju voznog voda na NN vodi

    Uvv napon voznog voda;Uvi influencirani napon NN vodia;Uvi napon izmeu VV i NN vodia.

    C l

    IVI

    VIVVI CC

    CUU+

    =

    =

    r

    aln4

    lCVI

    qVVVIL rlUCf2I pi=

    l - duina paralelnog poloenog NN vodia; rq - faktor priguenja uslijed slabljenja utjecaja elektrinog polja.

  • Kapacitivni utjecaj KM 25 kV na NN vodieInfluencirani napon

    3

    4

    5

    6U

    i

    (

    k

    V

    )

    c=6 mc=8 mc=10 mc=12 mc=14 mc=16 mc=20 m

    0

    1

    2

    3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30a (m)

    Dijagram influenciranog napona UI u ovisnosti o rastojanju odvoznog voda a i visini NN vodia iznad zemlje c

  • Kapacitivni utjecaj KM 25 kV na NN vodie

    S

    t

    r

    u

    j

    a

    [

    m

    A

    ]

    1000

    10000

    100000

    SMRTONOSNO

    BEZOPASNO

    Q =

    100 mAs

    Q =

    70 mAs

    Q =

    30 mAs

    Prikaz jakosti struje I u ovisnosti o vremenu trajanja t

    85 mA ~ 60 mA Ieff

    70 mA ~ 50 mA Ieff 30 mA ~ 21 mA Ieff

    Trajanje struje [ms] 10

    10 100 1000 10000

    100

    Isprekidana linija: prestanak disanja, pri duljem dijelovanju nastaje treperenje sranih klijetki

  • Induktivni utjecaj KM 25 kV na NN vodie

    Dijagram induciranog napona u NN vodiu u zavisnosti o duiniparalelnog voenja l i razmaku a izmeu voznog voda i NN vodia

  • Induktivni utjecaj KM 25 kV na NN vodie Specijalni sluaj induktivnog utjecaja je kratki spoj voznog voda.

    Prekidai u EVP-ima iskljue kratki spoj u vremenu cca. 80 ms.

    Doputeni naponi dodira u ovisnosti o trajanju struje

  • Uzemljenja u sustavima elektrine vue

    Zatitno uzemljenje je izravno uzemljenje metalnih dijelovaelektrinih postrojenja koji ne pripadaju strujnim krugovima, radi zatiteljudi od opasnoga dodirnog napona i napona koraka.

    Pogonsko uzemljenje je uzemljenje metalnih dijelova koji pripadajustrujnim krugovima elektroenergetskog postrojenja (na primjer zvjezditetransformatora).

    Uzemljivai se najee odvajaju za visokonaponska i niskonaponskapostrojenja.

    Kao pogonsko uzemljenje smatra se veza sekundarne stranetransformatora u EVP-u s tranicama kolosijeka. Ta se veza ostvarujepodzemnim kabelima, koji time postaju dio povratnog voda vunogstrujnog kruga.

  • Uzemljenja u sustavima elektrine vue

    Principijelna shema primjena zatitne mjere zatitno uzemljenje u podruju eljeznice

  • Uzemljenja u sustavima elektrine vue

    Naponski lijevak tranica na mjestu kvara u ravnini okomitoj na os kolosjeka

  • Utjecaj elektrine vue na podzemne cjevovode

    Podzemni cjevovodi u blizini elektrovunog sustava (EVP-a i kontaktne mree) izloeni su utjecajima preko induktivnih i galvanskih veza. Dolazi do pojave potencijalne razlike izmeu cjevovoda i okolnog zemljita koje mogu dosei visoke vrijednosti i ugroziti sigurnost osoblja. U fazi projektiranja se mora nastojati da objekti elektrine vue i cjevovodi ne budu locirani u pojasu induktivnih i galvanskih utjecaja iznad cjevovodi ne budu locirani u pojasu induktivnih i galvanskih utjecaja iznad dozvoljenih. Pri radovima na cjevovodu mora se izmeu alata, dizalica i sl. i dijelova pod naponom osigurati sigurnosna udaljenost od 3 m za naponski nivo 20 kV 110 kV. Granina vrijednost napona izmeu cjevovoda i okolnog zemljita iznosi 1000 V .

  • Utjecaj elektrine vue na podzemne cjevovode

    Dozvoljeni napon dodira za podzemne cjevovode

  • Utjecaj elektrine vue na podzemne cjevovode

    Prostorna pozicija eljeznike pruge i naftovoda JANAF

  • Utjecaj elektrine vue na podzemne cjevovode

    Inducirani napon na naftovodu od PS Melnice

    100

    150

    200

    250I

    n

    d

    u

    c

    i

    r

    a

    n

    i

    n

    a

    p

    o

    n

    (

    V

    )

    Inducirani napon na naftovodu od PS (pumpna stanica) Melnice pri kratkom spoju na kraku prema PSN2 Sv. Kuzum

    0

    50

    0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50Udaljenost (km) od EVP Plase (prema PSN2 Sv. Kuzam)

    I

    n

    d

    u

    c

    i

    r

    a

    n

    i

    n

    a