Proč je linka vvn 110kV zemněná síť?

[Jiří Pánov]

Zajímalo by mě, proč jsou naše síťě, konkrétně 110kV zemněné.

Tuto otázku jsem dostal u zkoušek z vyhlášky 50.
Pominu-li, že mi tato otázka přišla nesouvisející se zmíněnou vyhláškou, bylo mi řečeno, že je to kvůli funkci opětovného zapnutí (OZ) což mi jako důvod nesedí.

Funkce OZ je mi dobře známa a znám její praktické využití na linkách 110kV ,  kdy při poruše v jedné fázi dojde k jejímu vypnutí a opětovnému zapnutí, při čemž zbývající dvě zůstávají sepnuté.
Stejně tak vím, k čemu dochází při zkratu v zemněné síti a k čemu dojde při zemním spojení v síti izolované.
Jsou nějaké jiné zásadní důvody, proč je tato linka provozována jako síť zemněná a ne izolovaná?

[Michal Souček]

Reaguji jako laik a prosím o korigování názoru: Je to z toho důvodu, aby bylo možné provést vzdálené připojení a to motoricky (motor, stykač, apod.),  zařízením připojeným na definovaný potenciál, a to i tehdy, vypadnou-li dvě fáze, tzn. třetí fází proti zemi? Znamená to, že vypadnutí 3 fází najednou je statisticky neodůvodněné? Děkuji, neboť tuto otázku mohu také dostat u zkoušek a zrovinka VVN není moje doména.

[dolac]

Tak ako siete uzemnené (u nás VVN a ZVN),  tak aj siete s neučinne uzemneným  uzlom (vn) máju svoje výhody a aj nevýhody. U sieti uzemnených  je nevýhoda pomerne veľký skratový prúd pri zemnom spojení. U sieti s neučinne uzemneným uzlom TR je zase nevýhoda vysoké prepätie na zdravých fázach  (teda až 1,73Un) a s tým spojená aj izolačná pevnosť prvkov sietí, ktorá by pri VVN a ZVN už mohla byť problém. Výhoda u sieti neučinne uzemnených je zase to, že sa môžu určitý čas prevádzkovať aj so zemným spojením. Ak by bola sieť VVN neučinne uzemnená, pri jednofázovom zemnom spojení by miestom spojenia tiekol pomerne veľký kapacitný prúd, ktorý je daný kapacitou zdravých pomerne dlhých VVN liniek a dosahoval by značne hodnoty. Ak by bol skrat prechodného charakteru a dochádzalo k jeho prerušovaniu, vznikali by v dôsledku toho vysoké prepätia a teoreticky by mohlo dôjsť k viacfázovemu zemnému spojeniu a teda k tvrdému skratu.
Pokiaľ sa nemýlim, myslím že sú krajiny kde sú aj VVN linky s neučinne uzemneným uzlom.
To Souček: Nerozumiem čo ste chcel povedať:  ??           

[dolac]

To Jiří Pánov: zabudol som dodať, že OZ-ty fungujú aj vo vn sieťach, čo určite viete, takže táto skutočnosť dôvodom zemnenia uzla TR vo VVN sieťach nebude. 

[Jiří Pánov]

To: dolac
Děkuji za váš názor ( i za názor p.Součka )

V podstatě jste mě pochopil správně. Zajímalo mě proč u VVN ( konkrétní dotaz na linku 110KV ),  používáme síť s uzemněným uzlem.
Domnívám se totiž, že uzemněná síť VVN má o proti izolované nějakou provozní výhodu a proto se také používá. To co mi bylo sděleno u zkoušek, že uzemněná síť VVN se provozuje  kvůli funkci OZetu ,  mi nepřijde jako správný důvod.
Vaše odpověď s důvody, že by v případě poruchy u izolované sítě docházelo k většímu namáhání izolace a k větším kapacitním proudům mi přijde velmi logická a něco podobného jsem měl také na mysli, ale nechtěl jsem nic nadhazovat.
Každopádně si myslím, že OZ by s určitými úpravami mohl fungovat i v síti izolované. Myslím, že mě u zkoušek dusili z něčeho o čem sami nic nevěděli.

Mimochodem mám z práce určitou praxi i s izolovanou sítí vn 6KV, ovšem tam jsou trošku jiné podmínky, protože vedení je kabelové a slouží jen k rozvodu tzv. vlastní spotřeby v podniku, takže je i relativně krátké. Každopádně se zde u každého vn 6KV vedení používají poměrně velké tlumivky ( ze školy tuším že jde Petersonovu tlumivku ) tzv. reaktory, zařazené do série každého vedení. Reaktory eliminují špičky a podle mne jakož to indukční zařízení eliminují velké kapacitní proudy, které jsou u kabelového vedení větší, než u linek vedených na stožárech.
Podobně je u nás v podniku provozováno také vedení VVN 35KV ( též izolovaná síť ) . Toto vedení má již poměrně velkou délku směrem ke spotřeiteli, řádově několik desítek Km. I přesto, že je vedení na stožárech ( venkovní vedení podobně jako u linky VVN 110KV ) i zde jsou použity masivní tlumivky - reaktory a izolátory . Pominu-li, že hladina napětí 35KV je v tomto směru dost nebezpečná záležitost ( výše napětí i proudů je velká, při poruše na zařízení dochází často k destrukcím průchodek, reaktorů, měničů,... ) ,  vidím použití velkých reaktorů u izolovaných linek 110KV dost nevýhodné.
Myslím si, že celý problém se motá hlavně kolem kapacitních proudů, namáhání izolace a celkové technické problematiky a proto se tedy VVN  linky 110KV provozují jako zemněná síť .

[Petr Doležal]

Pozor:
Tzv. Petersenka, správně zhášecí tlumivka je jednofázová, připojená k uzlu transformátoru a slouží ke kompenzování kapacitních proudů jak při změnách konfigurace sítí vn, tak i při jejich zemních spojení.
Reaktory jsou třífázové (lépe řečeno 3x jednofázové) cívky bez jádra, u nichž se indukční odpor zvyšuje s narůstajícím proudem a tím omezují zkraty a proto se nemusí zářízení dimenzovat tak vysoko. Někdy ani nejsou na trhu přístroje s takovou zkratovou odolností. Řekl bych, že reaktory jsou výsadou průmyslových objektů s "těžkými" vn rozvodnami.

[Jiří Pánov]

JJ děkuji za upřesnění, je to přesně tak 

[J.M.]

Jen pridam muj nazor. Je take z duvodu provozovani jednotlivych siti. (uzlova, mrizkova, okruhova...) Proto je neco uzemeno (da se porucha obejit a napajet z jine strany nebo mista) a nebo "izolovano" (musi bezet s poruchu).

[Vitezslav2]

 ,  chtěl bych poprosit, jestli by mi mohl někdo laicky vysvětlit, funkci zhášecí tlumivky? Děkuji

[Jiří_Hrubý]

Tak tedy laicky: Když spadne drát, teče proud do země, proti tomu proudu teče v protifázi proud od tlumivky a sfoukne oblouk...

[Vitezslav2]

 :-) Děkuji, moc pěkná odpověď. To si opíšu.
A proto tedy jde zařízení provozovat i s poruchou?

[Jiří Kubík]

Ne  - s poruchou lze provozovat IT sítě i když tam žádná tlumivka není.
Pokud se spojí jedna fáze se zemí, neděje se celkem nic, jenom napětí
ostatních dvou fází vzroste proti zemi na napětí sdružené.
Musí se s tím počítat protože izolace je více namáhána.

[Jirka Š. Svejkovský]

Ano.
Pokud je zemní proud dostatečně vykompenzován (jednotky ampér),  lze vedení s jednou poruchou provozovat bez vypnutí až do nalezení a opravy. Samozřejmě záleží na topologii sítě, výhodnější je přepnout na zálohu a řešit hned.

Edit: Sdružené napětí se při zemní poruše nemění, mění se napětí proti zemi. Což u soustavy IT může znamenat problém ve stísněné svorkovnici motoru, ale u trafa těžko.

[Jiří_Hrubý]

Vyladit vzdušnou síť je docela laborace. Zvlášť když se upustilo od transponování, které tomu docela pomáhalo.
V drtivé většině případů se zem na vzduchu vypíná. Vzhledem k rozsahu sítě je to zejména o bezpečnosti.
Může třeba chytnout louka, mohl to shodit traktorista, nebo se v extrémním případě rozteče sloup.
Napětí proti zemi namáhá izolaci koncovek a při takovém zemním spojení se často ukážou ty "odfláknuté" nebo se zapomenutou bariérou...

[Jiří Kubík]

Ano.
Pokud je zemní proud dostatečně vykompenzován (jednotky ampér),  lze vedení s jednou poruchou provozovat bez vypnutí až do nalezení a opravy. Samozřejmě záleží na topologii sítě, výhodnější je přepnout na zálohu a řešit hned.

Edit: Sdružené napětí se při zemní poruše nemění, mění se napětí proti zemi. Což u soustavy IT může znamenat problém ve stísněné svorkovnici motoru, ale u trafa těžko.

Podstatnou část své kariéry jsem strávil v objektu s kabelovou sítí IT vn
bez kompenzace, protože vzhledem k její velikosti (kapacitním proudům)
kompenzovat nebylo třeba.

Vzhledem k jejímu stáří, docházelo k zemním spojením poměrně
často. Závada se hledala a odstraňovala až ve volných dnech.
Takže provoz sítě IT bez kompenzace při zemním spojení možný je a tlumivka není
podmínkou.

A nepíšu, že se změní sdružené napětí, ale že napětí ostatních fází
proti zemi vzroste na napětí sdružené.
Ve svorkovnicích vn motorů bývá místa dost.
Spíš by to mohlo být nepříjemné  olejovému vn trafu v uzemněné nádobě, pokud by se zanedbaly kontroly oleje.

Šedivá je teorie a zelený strom života.

[Jirka Š. Svejkovský]

Osobně jsem viděl kompenzaci na rozsáhlé síti 22 kV v továrně (kabelové). Na druhou stranu, distribuční 22 kV ve městě nejspíš kompenzované nebude, to by mi neproletělo zemákem cca 1000A. To se moc dlouho provozovat nedá.

Přiznám se, nadzemní vedení vn jde trošku mimo mě, provozujeme nadzemní pouze vvn a tam je to TT s rychlým vypnutím.

Vy jste nikdy neviděl bouchlou svorkovnici u 6kV motoru po zemním spojení? Průraz mezi L1 a kostrou. Ani izolace uzlu to nezachránila. Dnes se všechno vyrábí menší, ještě menší, až ...

[Jiří Kubík]

Hlavně že se domluvíme...
Bouchlého na nn, vn, i vvn jsem toho viděl dost a dvakrát to byla záležitost velice
smutná.
Motor ne - naše motory zemní spojení vždy ve zdraví přežily.

Využiji příležitosti:

Teoreticky jsem se svého času zajímal o to, jak se dá provést v IT síti kompenzace,
když vinutí traf je v provedení D, t.j. uzel neexistuje.
Prý je to možné nějakou speciální tlumivkou, ale nikde jsem na to nenarazil.

[Jirka Š. Svejkovský]

Teoreticky jsem se svého času zajímal o to, jak se dá provést v IT síti kompenzace,
když vinutí traf je v provedení D, t.j. uzel neexistuje.
Prý je to možné nějakou speciální tlumivkou, ale nikde jsem na to nenarazil.

Přes bauchův zhášecí transformátor. Tím si vyrobíte umělý uzel.

Některý tlumivky ho mají už v sobě. Ale moc se to už nevidí.

Já to potkal jednou u piditrafa 50kVA pro napájení jakéhosi postaršího stroje Na uzel zhášecího trafa byl připojen shunt pro rychlé vypnutí. Celkem zbytečně, na druhé straně to hlídala moderní ochrana. Asi to tam zbylo.