6.3.5.3
Metoda navrhování optimální ochrany zařízení omezovači
přepětí
Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv
Zatímco spínací přepětí je možné měřit a výsledky vyhodnotit a
zevšeobecnit, je obtížné nebo přinejmenším velmi nákladné experimentovat s
atmosférickými přepětími. Proto se pro účely koordinace izolace a optimalizace
ochrany proti atmosférickému přepětí v sítích vn a vvn používají různé metody
výpočtů kombinované se statisticky zpracovanými daty o blescích. Pro analýzu
přepětí se používají počítačové programy simulující elektromagnetické jevy v
kovových strukturách – např. program EMTP.
NahoruStatistika blesků
Vstupním údajem pro výpočet je četnost úderů blesku do země a
rozdělení četnosti vrcholových hodnot proudu blesku a rozdělení četnosti
strmostí čela impulsu.
NahoruElektrogeometrický model vedení
Pomocí tzv. EGM modelu se vypočtou statisticko-proudové parametry
úderů blesků do vedení – přímých úderů do fázových vodičů a zpětných
přeskoků.
NahoruModel rozvodny s připojenými vedeními
V simulačním programu se vytvoří model příslušné konfigurace
vedení (včetně stožárů, geometrie vodičů, modelů přeskoků) a chráněného
zařízení, popř. rozvodny (včetně všech přístrojů, kabelů, omezovačů přepětí).
Simulují se údery blesku do vedení pro určitý rozsah proudových parametrů
blesku a kontroluje se, při jakých parametrech blesku dojde k překročení
izolačních hladin PIH jednotlivých zařízení.
NahoruVýpočet střední doby mezi PIH Sdpi
Z výsledků modelových výpočtů PIH se určí statistická četnost
blesků, které vedou k překročení izolačních hladin zařízení a tím se určí
statistická četnost výskytu PIH těchto zařízení. Převrácená hodnota četnosti
PIH je střední doba mezi překročeními izolační hladiny zařízení Sdpi.
Výpočet se provede pro nechráněná zařízení a pro různé varianty
ochrany omezovači, pokud připadají v úvahu. Pro všechny varianty výpočtu se
určí Sdpi pro jednotlivá chráněná zařízení a pro celý systém. Sdpi systému se
vypočte jako převrácená hodnota součtu převrácených hodnot Sdpi jednotlivých
zařízení (neboli celková četnost PIH systému je součtem četností PIH
jednotlivých zařízení).
Provede se zhodnocení zjištěných Sdpi. Pro jednotlivé druhy
zařízení se požadují různé minimální hodnoty Sdpi. Pro zařízení vývodů rozvoden
a pro DTS a kabely jsou to řádově stovky až tisíce let a pro napájecí
transformátory 110 kV/vn jsou to desetitisíce let. Jiné hodnoty Sdpi se
požadují pro systém jako celek. Za přiměřenou se považuje hodnota Sdpi systému
v rozmezí 100 až 1000 let v závislosti na rozsahu sledovaného systému. Např.
pro jeden vývod vedení zaústěného do rozvodny je požadována hodnota tisíce let,
zatímco pro celou rozvodnu je přiměřená hodnota stovek let.
Dále se vyhodnotí vyváženost ochrany uvnitř systému, tzn. zda
nejsou velké rozdíly mezi Sdpi srovnatelných zařízení. Zvolí se taková varianta
ochrany, u níž jsou vyvážená Sdpi uvnitř systému a celková Sdpi nepřekračuje
limit.
Výpočet střední doby mezi překročeními tepelné kapacity
omezovačů
Obdobně se na modelu posuzované konfigurace vypočte, pro jaké
parametry blesku dojde k překročení tepelné…
