pdf online - netfei

Transkript

pdf online - netfei

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava
PROJEKCE A KONSTRUKCE
VYHRAZENÝCH TECHNICKÝCH
ZAŘÍZENÍ ELEKTRO I
MODELOVÁNÍ A SIMULACE SILNOPROUDÝCH SYSTÉMŮ
učební text
Jan Dudek
Ostrava 2014
Název:
Projekce a konstrukce vyhrazených technických zařízení
elektro I - Modelování a simulace silnoproudých systémů
Autor:
Ing. Jan Dudek, Ph.D.
Vydání:
první, 2014
Počet stran:
204
Studijní materiály pro studijní obor Projektování elektrických zařízení, FEI
Jazyková korektura: nebyla provedena.
Určeno pro projekt:
Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost
Název: NETFEI - Rozvoj sítí a partnerství mezi Fakultou elektrotechniky a informatiky
VŠBTUO a podnikatelským sektorem a institucemi terciálního vzdělávání
Číslo: CZ.1.07/2.4.00/31.0031
Realizace: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, KE
Projekt je spolufinancován z prostředků ESF a státního rozpočtu ČR
© VŠB – Technická univerzita Ostrava
ISBN 978-80-248-3535-8
OBSAH
1
ÚVOD ........................................................................................................................ 4
1.1.
Předmluva ................................................................................................................... 4
1.2.
Zpracování ropy – historie a současnost ........................................................................ 5
1.3.
Způsoby těžby a zpracování ropy .................................................................................. 8
Další zdroje ............................................................................................................................ 19
2
3
4
5
TOPOLOGIE SÍTÍ ....................................................................................................... 20
2.1.
Zdroje napájení .......................................................................................................... 20
2.2
Topologie sítě ............................................................................................................ 28
2.3
Jmenovitá napětí, druhy používaných sítí .................................................................... 31
2.4
Uzemnění sítí ............................................................................................................. 37
2.5
Ochrany v sítích nn a vn .............................................................................................. 41
VŠEOBECNÉ CHARAKTERISTIKY, KRITÉRIA PRO VOLBU ELEKTRICKÉ INSTALACE. ........ 45
3.1.
Charakteristiky napájecího napětí ............................................................................... 45
3.2.
Vnější vlivy ................................................................................................................. 47
3.3.
Klimatické podmínky .................................................................................................. 68
3.4.
Požadavky IEC 61892 .................................................................................................. 75
VÝPOČTY A STUDIE ELEKTRICKÝCH SÍTÍ..................................................................... 79
4.1.
Druhy a účel studií...................................................................................................... 79
4.2.
Electrical Load List ...................................................................................................... 87
4.3.
Input Data Document ................................................................................................. 96
4.4.
Load Flow Study ........................................................................................................102
4.5.
Short-Circuit Study ....................................................................................................108
4.6.
Dynamic Stability Study .............................................................................................114
Přílohy ...................................................................................................................127
5.1.
Tabulky z ČSN 34 1610:1963 ......................................................................................127
5.2.
Příklady parametrů jednotlivých komponent uváděné v Input Data Document ...........139
5.3.
Oteplení kabelů.........................................................................................................150
5.4.
Výstupní zprávy simulačních programů ......................................................................152
5.5.
Dynamická stabilita sítě.............................................................................................169
1. ÚVOD
1 ÚVOD
Čas ke studiu: 1,5 hodiny
Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět:
 popsat konvenční způsoby těžby a předzpracování ropy a zemního
plynu;
 uvědomit si vzájemné souvislosti nezbytné při projekci a modelování
elektrických sítí těchto těžebních zařízení;
 definovat elektrická zařízení, jež jsou nutná pro provoz těchto plošin.
VÝKLAD
1.1. Předmluva
Smyslem tohoto učebního materiálu je popsat studie silnoproudých elektrických sítí
užívaných v průmyslu těžby a zpracování ropy, jejich smysl, zásady tvorby a využití
při projektování těžních a následných zpracovatelských zařízení umístěných zejména
na volném moři (tedy převážně pracujících v tzv. ostrovním režimu).
Přestože návrh těchto zařízení a napájecích sítí má svá specifika, vč. odlišných
norem, legislativy a certifikace (schvalování) aplikovatelných pro toto odvětví, lze
mnohé z těchto níže popsaných typických postupů aplikovat i v jiných nepříbuzných
oblastech, za účelem optimalizace a verifikace návrhu silnoproudých napájecích sítí.
Text vznikl na základě zkušeností z mého 2,5-letého působení v komerční sféře,
v oddělení studií sítí, kde jsem ve spolupráci s norskými partnery byl spoluodpovědný
za tvorbu těchto studií. Není smyslem této studie rozepisovat komplexní matematický
aparát, ale seznámit čtenáře s výše uvedenou problematikou a možnostmi jejího
řešení v inženýrské praxi s využitím soudobých simulačních nástrojů.
Tyto nástroje jsou schopny rychlého snadného ověření provozních vlastností sítí,
avšak problémem je schopnost realisticky zhodnotit hodnověrnost a reálnost
prezentovaných výsledků. Kvalita provedených simulací je odvislá od vstupních dat,
kvalitě sestaveného modelu a v neposlední řadě schopnosti posoudit, které vlivy je
možno zjednodušit příp. zanedbat a jak se tato mnohdy nutná zjednodušení projeví
na celkové chybě simulace.
Protože simulování a modelování je specializovaná činnost, která je v mnoha
případech „odosobněna“ od praktické realizace a projekční činnosti a pro svou
náročnost je vykonávána pracovníky na specializovaných pozicích, je nutné krom
podstaty simulací se seznámit i s technologií, užitými komponenty, podmínky
instalace a předpisy pro danou oblast. Důvodem je skutečnost, že výstupy těchto
studií ovlivňují následnou projekční činnost a definují provozní vlastnosti. Z tohoto
4
1. ÚVOD
důvodu je značná část skript věnována popisu simulovaných objektů vč.
normativních odkazů.
1.2. Zpracování ropy – historie a současnost
Ropa a ropné produkty byly využívány pro účely svícení po dobu tisíců let.
V oblastech, v nichž jsou ložiska ropy uložena v plytkých rezervoárech, se mohou
objevovat průsaky ropy a tak, podobně jako u asfaltových jezer, může být ropa
přítomna na zemském povrchu.
Dříve se ropa získávala pouze přímým odběrem z místa, kde vytékala na povrch.
V roce 1859 vymyslel americký stavbař a vynálezce Edwin Drake způsob, jak se
k ropě dovrtat, poněvadž při dosavadním způsobu vrtání se jáma vždy zasypala.
Řešení spočívalo v tom, že vrták umístil do litinové roury - pažnice a provrtal tímto
způsobem dvacet metrů skály.
Tyto vrty byly z pohledu optiky současných vrtů poměrně plytké, typicky méně než
50 m hluboké, avšak produkovaly na svou dobu velké množství ropy. Na Obr. 1-1 je
fotka ropného pole, Oil Creek Valley, Phillipsův vrt (vpravo). Ten zpočátku v říjnu
1861 produkoval 4000 barelů ropy za den (1 barel = 159 litrů), a Woodfordův vrt
(vlevo) vykazoval denní produkci 1500 barelů ropy v červenci 1862.
5
1. ÚVOD
Obr. 1-1 Fotka ze sbírky „Drake well Museum“, Titusville, PA, vlevo Woodfordův vrt,
vpravo Phillipsův vrt, zdroj [1]
Surová ropa byla shromažďována do dřevěných nádob viditelných v popředí. Jak je
patrné na pozadí, jsou sudy na ropu různých velikostí. V této době nebyl objem sudu
standardizován. Po zvýšení produkce na 3000 barelů za den v roce 1861 a
následném zaplavení trhu klesla cena ropy k 10 centům za barel. V podobném
měřítku můžeme sledovat podobný efekt i nyní. Po rozmachu technologie těžby
břidlicového plynu ve Spojených státech amerických, je zde omezení přepravní
kapacitou a možnostmi odbytu, což způsobuje nízké výkupní ceny těchto surovin.
Benzín a nafta brzy vytlačily většinu jiných paliv používaných pro motorizovanou
přepravu. Automobilový průmysl, jehož rozmach začíná na přelomu 19. a 20. století
začal využívat právě převážně ropná paliva. Spalovací motory se staly
nepostradatelné a nenahraditelné pro letecký průmysl. Lodě, poháněné spalovacími
motory dosahovaly dvojnásobné rychlosti než jejich uhlím poháněné protějšky.
Zemní plyn byl spalován nebo pouštěn do země.
Přes snahu o přepravu a využití plynu, datované již od roku 1821, došlo k rozmachu
průmyslu zpracování zemního plynu až po druhé světové válce, kdy technika
svařování, válcování trub a pokrok v metalurgii umožnily konstrukci spolehlivých
plynovodů na dlouhou vzdálenost. V této poválečné době došlo k nárůstu produkce
ropy rovněž v důsledku širší produkce a využití plastických hmot. V současnosti je
zemní plyn převážně transportován jako zkapalněný zemní plyn (LNG) a tvoří
samostatnou komoditu trhu.
6
1. ÚVOD
S rozmachem motorismu a požadavky odběratelů bylo nezbytné zlepšit a
standardizovat výsledné ropné produkty. Rafinací ropy se ropné produkty rozdělují
na frakce, jež mohou být dále míchány podle přesných specifikací. Hlavní těžiště
zpracování se přesunulo z oblasti čištění a předzpracování na rafinaci. Rafinérie jsou
nepostradatelné pro získání kvalitních paliv a maziv z různých druhů surové ropy.
Zatímco před sto lety bylo ze surové ropy získáno 10-40 % paliv, moderní rafinérie
mohou získat ze surové ropy až 70 % paliv stejné kvality použitím různých
pokročilých způsobů jako reformování benzínů a procesy krakování (tepelný rozklad
uhlovodíků).
Chemické produkty získané z ropy a zemního plynu – petrochemické produkty jsou
neodmyslitelnou částí současného chemického průmyslu. Petrochemický průmysl je
poměrně mladé odvětví, jeho bouřlivý rozvoj začal ve 40. letech 20. století, tj. více jak
80 let po prvním úspěšném komerčním vrtu.
Požadavky na syntetické materiály, jež by nahradily nákladné a často méně efektivní
původní materiály během druhé světové války, daly popud k rozvoji petrochemického
průmyslu do současné podoby a významu ve vyspělých ekonomikách.
První umělé materiály byly zkoušeny a vynalezeny již předtím. Jejich zástupci jsou
například:

Syntetická guma na přelomu 19. a 20. století;

Bakelit, první synteticky získaná plastická hmota – 1907;

První organická rozpouštědla získaná petrochemickou cestou 20. léta 20.
století;

Polystyrén – 30. léta 20. století.
Tyto objevy nalezly dalšího využití ve všech oblastech života:

Bydlení (kuchyňské spotřebiče, textil, nábytek);

Lékařství (kardiostimulátory, vaky na krevní konzervy);

Volnočasové aktivity (obuv, oděv, počítače);

Specializované oblasti vědy a techniky jako archeologie, kriminalistika.
S rostoucí cenou ropy přesahující 100 $ za barel dochází k tomu, že i získání
uhlovodíků ze zdrojů, jež jsou náročné na těžbu, anebo zpracování se stává
ekonomicky realizovatelnou. Tyto zdroje, jimiž jsou např. térové písky ve Venezuele
a Kanadě, břidličné plyny ve Spojených státech amerických, metan uhelných slojí,
syntetická nafta ze zemního plynu a bionafta příp. bioethanol jsou na vzestupu
zejména v poslední dekádě.
Tyto zdroje v případě využití pro paliva mohou představovat více než třínásobek
stávajících zásob ropy a zemního plynu. Přestože některé ze zamýšlených zdrojů
jsou vice méně exotické a na okraji zájmu, i tak experti tvrdí, že podíl těchto
alternativních zdrojů může představovat stejnou míru jako současné zásoby ropy a
zemního plynu. Na druhou stranu ovšem jsou mnohé z těchto zdrojů kontroverzní.
Přes mnohé výhody je nutno zdůraznit i nedostatky. Biopaliva vytlačují tradiční
zemědělské plodiny a tím defakto zdražují základní potraviny.
7
1. ÚVOD
S těžbou břidlicového plynu není zatím tolik zkušeností. Při hydraulickém štěpení
(frakování) se používá voda s přísadami, jež mohou ohrozit životní prostředí
(zejména podzemní vody). Frakování je výrazný zásah do geologické formace.
Obr. 1-2 Ložiska břidlicového plynu v USA, červeně existující ložiska, žlutě možné
další výskyty, čáry znázorňují hloubku (červeně plytké, modré střední, fialové
nejhlubší ložiska), zdroj [7].
1.3. Způsoby těžby a zpracování ropy

Ložiska ropy
Ropa zaujímá póry v hornině tvořící kolektor. Typicky 60-90% objemu těchto pórů je
naplněno ropou a zbytek vodou. Aby bylo možné ropu těžit, musí být ropa obsažená
v pórech vytlačena jinou tekutinou. Může se tak stát průsakem vody z hlubších částí
kolektoru, rozpínáním plynové čepičky atd. Část ropy však nadále zůstane v pórech.
Jak velký je tento zbytek, závisí na vlastnostech horniny a ropy, a také na
vlastnostech tekutiny, která ropu vytlačuje. Vytlačení vodou obecně dává nižší
zbytkovou saturaci než vytlačení plynem. Tento proces nebude probíhat stejně
efektivně ve všech částech kolektorů. Budou části kolektorů, kam vytlačující tekutina
8
1. ÚVOD
nedosáhne. To se řídí tvarem a rozsahem kolektorů, vlastnostmi hornin a umístěním
produkčních vrtů.
Obr. 1-3 Ropná past, zdroj [3]
Rozlišují se tři základní způsoby těžby – primární, sekundární a terciální. Těží se jak
na souši, tak na moři (onshore a offshore).
Primární způsob těžby využívá k vytlačení ropy přírodní jevy. U ropných kolektorů se
primární výtěžnost těžby pohybuje v rozmezí 25-40 %. Primární způsoby těžby
mohou být vyvolány těmito jevy:
 Přítok vody z hlubších částí tzv. ropné pasti;
 Uvolnění a rozpínání plynu rozpuštěného ve vodě;
 Rozpínání plynové čepičky;
 Kontrakce horninového skeletu kolektoru;
 Gravitační síly.
S postupem času klesá tlak až k bodu, kdy musí nastoupit tzv. sekundární způsoby
těžby. Tím je např. čerpání ropy pomocí pump, příp. injektáž vody nebo zpětným
pumpováním zemního plynu, vzduchu nebo CO2.
Terciální metody se užívají tehdy, jestliže sekundární metody nestačí na udržení
produkce, avšak těžba je nadále rentabilní. Principem je snížení viskozity (zvýšení
tekutosti) ropy pomocí injektáže horkou vodní parou příp. injektáží detergentů.

Následné zpracování (předzpracování) ropy
Některé vrty těží přímo zemní plyn, jenž může být přímo upotřeben nebo zkapalněn.
Častěji ovšem vrt těží společně ropu s vodou a zemním plynem (rozpuštěn v kapalné
ropě) společně s dalšími znečišťujícími látkami, jež musí být vyseparovány a
zpracovány. Odlučovače jsou různých typů, nejčastěji užívaný je gravitační
odlučovač.
9
1. ÚVOD
Tok vytěžené ropy z vrtu je přiveden do gravitačního odlučovače, což je vodorovně
položená válcová nádoba. Doba retence je typicky kolem 5 minut, během nichž
dochází k uvolnění rozpuštěného zemního plynu a usazení těžší vody ke dnu,
přičemž surová ropa zůstane uprostřed. Tlak je často snižován v několika
postupných krocích, aby bylo řízeno odloučení rozpuštěných plynů. Náhlý pokles
tlaku by mohl totiž způsobit bouřlivé odloučení plynů, což může způsobit nestabilitu a
nebezpečný stav.
Obr. 1-4 Gravitační odlučovač, zdroj [1]
Ať již přímo na vrtné plošině nebo v její blízkosti se tedy musí nacházet spousta
podpůrných obslužných zařízení jak pro zajištění napájení, zajištění sekundárního
způsobu těžby, předzpracování a čištění vytěžené suroviny, zkapalnění zemního
plynu a nezřídka jejího uskladnění do doby příjezdu obslužného tankeru. Obecně
technologie umístěné na ropné plošině nebo v její blízkosti musí zajišťovat:












výrobu elektrické energie, její rozvod a transformaci na napájení všech
zařízení;
systémy topení a klimatizace (souhrnně nazývané HVAC – heating, ventilation
and air conditioning);
odlučovače (typicky vícestupňové);
elektrostatické odsolovače surové ropy;
čističky vody;
systémy komprese, a příp. zkapalňování zemního plynu;
systémy odloučení vody a mlhy při kompresi zemního plynu;
kompresory pro zajištění sekundárního způsobu těžby;
kompresory pro zajištění přečerpání skladovaných surovin;
napájení řídících částí a ubytoven pro obslužný personál;
pro vrtné věže rovněž pohon vrtacích souprav, pump pro injektáž cementu a
výplach vrtu (v angličtině mud pump).
Těžba ropy na souši
10
1. ÚVOD
Pozemní těžba je ekonomicky výhodná již od několika desítek barelů denně. Ropa a
zemní plyn jsou tímto způsobem těženy z několika miliónů vrtů na světě. Konkrétní
síť pro těžbu ropy a zemního plynu může být velmi rozsáhlá, složená z tisícovek vrtů,
vzdálených od sebe stovky kilometrů, zásobující zpracovatelský závod. Těžební vrty
jsou nejčastěji kolmé.
Pro nejmenší rezervoáry je vytěžená ropa skladována v tancích a v pravidelných
intervalech vyzvedávána cisternami nebo vlaky k dalšímu zpracování v rafinérii.
Pozemní vrty v oblastech bohatých na výskyt ropy mohou být rovněž
vysokokapacitní vrty s produkcí tisíců barelů ropy za den. Vytěžená surovina je
transportována do zpracovatelského závodu potrubím nebo cisternami. Těžba
v jedné lokalitě může být realizována několika různými vlastníky, proto je nutné
provádět měření průtoků jednotlivých vrtů.
Na Obr. 1-5 je znázorněna hlavice těžebního vrtu. Ropa, plyn a voda vytékají na
povrch pod tlakem ložiska (primární způsob těžby) bez pomocí pumpy. Průtok se
reguluje manuálně pomocí ventilů. Vytěžené produkty odtékají potrubím ke
zpracování.
Obr. 1-6 znázorňuje čerpání ropy pomocí pumpy. Toto řešení se používá jako
sekundární způsob těžby, kdy tlak ložiska je příliš malý ať již v důsledku malé
hloubky ložiska nebo jeho částečným vytěžením.
Obr. 1-5 Hlavice těžebního vrtu, zdroj [2]
11
1. ÚVOD
Obr. 1-6 Čerpání ropy pomocí pumpy, zdroj [2]

Těžba ropy v moři
Pro těžbu ropy v moři jsou využívány těžní plošiny různých typů v závislosti na
velikosti a hloubce dna. V posledních letech jsou stále více využívány ryze
podmořské instalace sestávající se z individuálních hlavic spojených s centrální
hlavicí, kde se ropa buď skladuje, nebo posílá potrubím na pevninu event.
zpracovatelskou plošinu.
Za účelem minimalizace množství odlehlých vrtů je využíváno šikmého vrtání, jež má
za účel dosáhnout do různých částí rezervoárů s využitím jedné nebo několika
vrtných souprav.
Koncepty těžebních systémů pro moře od pevných (fixních) plošin připevněných ke
dnu, plovoucí plošiny (ať již kotvené nebo využívající dynamický systém korekce
polohy) po podmořské těžební systémy je schematicky znázorněn na Obr. 1-7.
Napájení těchto systémů může být realizováno buď z pobřeží podmořským kabelem,
ať už formou vysokonapěťového střídavého nebo stejnosměrného přenosu nebo
z vlastních generátorů umístěných na plošině, buď pro každou plošinu zvlášť, nebo
pro celý komplex plošin.
12
1. ÚVOD
V některých případech obsahuje těžební plošina veškerá zařízení pro
předzpracování vytěžené suroviny, jindy je k těžební plošině připojena další např.
plovoucí plošina (např. FPSO), jež zajišťuje předzpracování a skladování vytěžené
suroviny.
Obr. 1-7. Koncepty těžebních systémů pro těžbu na moři, zdroj [2]
Pevné plošiny
Komplex plošin pro plytké šelfové vody (shallow water complex) je charakteristický
několika nezávislými plošinami, složenými z částí pro zpracování a obslužnou
technologii spojenou přístupovými žebříky. Jednotlivé plošiny mají různé funkce
vyústění vrtu, zpracování, ubytování a výrobu elektrické energie. Na Obr. 1-8 je
znázorněn takovýto komplex – jedná se o norský komplex v Severním moři u
norského šelfu Ekofisk.
Obr. 1-8 Komplex konvenční plošin pro plytké (šelfové) vody, Ekofisk, Norsko, zdroj
[4]
13
1. ÚVOD
Pevné plošiny na tzv. gravitační bázi (gravity base) se skládají z množství
betonových pevných pilotů umístěných do dna, nejčastěji s prostorem pro skladování
ropy uvnitř betonového pilotu. Velká plošina obsahuje všechny části nezbytné pro
zpracování a obslužnou technologii v jednotlivých modulech. Tyto plošiny byly
charakteristické pro velká ropná pole v 80. a 90. letech pro hloubky od 100 do 500 m.
Betonové piloty byly odlity na pevnině. Skrze zaslepené vzduchové kapsy byly
schopny plavby na vodní hladině. Po odtažení na místo instalace byly postaveny na
mořské dno.
Obr. 1-9 Největší pevná plošina na gravitační bázi, troll A, zdroj [4]
Plošiny věžového typu „Compliant tower“ jsou konstrukčně podobné pevným
plošinám. Jsou složeny z úzké věže, připevněné k základové struktuře na mořském
dně a vystupující na hladinu. Tato věž je v porovnání s pevnými plošinami
předchozího typu pružná. Pružnost tohoto provedení umožňuje instalaci v hlubších
vodách, jelikož plošina je schopná absorbovat tlaky vyvolané větrem a mořem.
Plošiny typu „Compliant tower“ se používají pro hloubky od 500 do 1000 m.
14
1. ÚVOD
Obr. 1-10 Plošina typu "Compliant tower", zdroj [4]
Obr. 1-11 FPSO, všimněte si plamene (tzv.flare) na přídi, ten slouží jako místo
odvodu hořlavých plynů z pojišťovacích ventilů, buď hoří pořád, nebo je zapalován při
únicích plynů, zdroj [5]
15
1. ÚVOD
Plovoucí plošiny
Tyto systémy se souhrnně nazývají floating production tedy systémy plovoucí těžby a
zpracování. Používané plovoucí systémy jsou tyto:
FPSO (floating production, storage and offloading)
Jejich hlavní výhodou je to, že se jedná o samostatné objekty, jež nepotřebují vnější
infrastrukturu (tedy potrubí a prostor pro skladování vytěžené suroviny). Surová ropa
je v pravidelných intervalech přečerpávána do tankerů. Periodicita vyprazdňování je
v řádu dnů až týdnů podle kapacity produkce a skladovacích prostor. FPSO zajišťují
produkci v řádu 10.000 až 200.000 barelů za den.
FPSO je typicky plavidlo tankerového typu, nezřídka se jedná o přestavěný existující
ropný tanker typu VLCC (very large crude carrier), tedy volně přeloženo velmi velký
tanker na surovou ropu, nebo ULCC (ultra large crude oil carrier), tedy tzv.
supertanker. Tato upravená plavidla jsou zpravidla užívána pro ropná ložiska
v oblastech s hloubkou vody přesahující 100 m.
Obr. 1-12 FPSO - SEVAN, zdroj [5]
Těžební hlavice a podmořské potrubí ze dna jsou umístěny v otočné věži v střední
části nebo na přídi, aby se mohlo plavidlo otáčet proti směru větru, vln a proudu.
16
1. ÚVOD
Otočná věž je buď kotvena několika ocelovými lany a řetězy nebo je pozice lodi
korigována dynamicky.
Dynamická korekce pozice je často využívána i u vrtných souprav.
Většina těchto instalací používá podmořské vrty. Hlavní proces zpracování vytěžené
suroviny je umístěn na palubě, podpalubí se používá ke skladování a následnému
přečerpání do tankeru.
Modifikací FPSO je projekt norské společnosti Sevan Marine. Ten využívá kruhového
plavidla, jež má ze všech směrů stejný profil, tudíž odpadá nutnost natáčení proti
směru větru a nepotřebuje otočnou věž.
Předpjaté kotvené plošiny (tension leg platforms – TLP)
Tyto plošiny se skládají ze struktury, jež je udržována na místě skrze vertikální
kotevní prvky uchycené do základů zabudovaných v mořském dně. Tento systém se
používá v hlubokých vodách do hloubky přibližně 2.000 m. Kotevní prvky jsou duté
vysoko pevnostní ocelové trubky, jež jsou namáhány vztlakem a omezují vertikální
pohyb.
Obr. 1-13 TLWP - Předpjatá kotvená plošina, zdroj [5]
Polo-ponorné plošiny
Tyto plošiny mají podobný design, ale bez předepjatého kotvení. Toto jim umožňuje
větší laterální a vertikální volnost pohybu a je používáno ve spojení s pružným
potrubím a pružnými vrty.
17
1. ÚVOD
Plošiny typu SPAR
Tyto plošiny se skládají z jednoduchého plovoucího válcového plavidla, na něž je
upevněna plošina. Válcové plavidlo ovšem nezasahuje do mořského dna. Místo toho
je ukotveno do dna kabely a potrubím. Velký plovoucí válec umožňuje stabilizaci
plošiny ve vodě a dovoluje pohybem absorbovat tlak větru při hurikánu. Plošiny typu
SPAR mohou být značně objemné a používají se v hloubkách vody mezi 300 a
3000 m.
Obr. 1-14 Plošina typu SPAR, zdroj [6]
18
1. ÚVOD
Shrnutí pojmů
DPO, DYNPOS dynamic positioning – systém udržování plovoucí plošiny na místě,
pomocí vlastního pohonu a např. GPS;
FPSO floating production storage and offloading – plovoucí plošina určena k těžbě a
předzpracování a skladování/čerpání ropy;
POSMOOR position mooring – systém kotvení plovoucích plošin;
TLWP Tension leg wellhead platform – předpjatá vrtná plošina;
VLCC Very large crude (oil) carrier – velký ropný tanker.
Otázky
1. Jak se dělí vrtné plošiny pro těžbu na moři?
2. Jaká elektrická zařízení jsou přítomna na mořských plošinách, co zabezpečují?
Další zdroje
[1] Devold, Havard: Oil and gas production handbook – An introduction to oil and
gas production, transport, refining and petrochemical industry. ABB, 2013,
ISBN 978-82-997886-3-2
[2] Internet: www.wikipedia.cz, klíčové slovo ropa, datum 2014-03-10
[3] Internet: www.petroleum.cz, datum 2014-03-10
[4] Internet: http://electrical-engineering-portal.com/, datum 2014-03-10
[5] Internet: www.wikipedia.org, klíčové slovo FPSO, datum 2014-03-11
[6] Internet: http://site.metacos.com, datum 2014-03-11
[7] Internet: www.wikipedia.org, klíčové slovo Shale Gas, datum 2014-05-20
19
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
2 TOPOLOGIE SÍTÍ
Čas ke studiu: 2 hodiny
Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět:
 popsat možné zdroje napájení zařízení pro zpracování ropy na volném
moři;
 popsat základní topologii výše uvedených napájecích sítí a druhy
užitých napájecích soustav včetně hladin jmenovitých napájecích
napětí;
 definovat požadavky na uzemnění napájecích sítí, a vlastnosti
napájecích sítí v závislosti na druhu napájecí sítě a impedanci
uzemnění;
 vyjmenovat základní požadavky na ochrany v sítích nn a vn.
VÝKLAD
2.1. Zdroje napájení

Způsoby napájení
Ropné a vrtné plošiny potřebují k provozu značný instalovaný výkon. Podle velikosti
plošiny a instalovaných technologií se instalovaný výkon na velkých plošinách
pohybuje od 30 MW do stovek MW. V principu lze využívat několika způsobů
zajištění dodávek elektrické energie.
Vysokonapěťový střídavý přenos – plošiny jsou napájeny z pevniny podmořským
vysokonapěťovým kabelem. Jmenovité napětí bývá až 100 kV. Toto řešení může být
výhodné pro kratší vzdálenosti. Spolehlivost napájení je determinována především
spolehlivostí dodávek elektrické energie do rozvodny na pevnině a podmořského
kabelu. Ten sám o sobě má intenzitu vlastních vnitřních poruch velice nízkou, avšak
může být poškozen kotvami lodí nebo rybařením s využitím vlečných sítí. Střední
doby oprav při poruchách podmořských kabelů jsou vysoké. Přesto je výsledná
asymptotická pohotovost napájení vysoká. Jednoznačnou nevýhodou jsou vysoké
náklady na zřízení tohoto napájení pro delší vzdálenosti od pobřeží a složitější řízení
napětí a kompenzace jalového výkonu.
Vysokonapěťový stejnosměrný přenos – HVDC. Jedná se o relativně mladou
technologii, která se pro přenosy na velkou vzdálenost jeví jako nejperspektivnější.
S rozvojem výkonových spínacích prvků je možné v současné době realizovat
vysokonapěťový přenos s využitím měničů s vlastní komutací napěťového typu
s IGBT tranzistory s napětím stejnosměrného meziobvodu ± 320 kV, s přenášeným
výkonem jednoho páru usměrňovač – střídač až 1000 MW. (Pozn. Obecně lze HVDC
20
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
přenos realizovat i tyristory, příp. GTO tyristory, pro ropné plošiny se takřka výhradně
používá varianta s IGBT tranzistory).
Výhodou řešení vysokonapěťového stejnosměrného přenosu pomocí měničů
napěťového typu s vlastní komutací jsou následující:

možnost nezávislého řízení jalové energie odebírané ze sítě;

kompenzace účiníku na straně zátěže;

možnost rozdílného napětí a frekvence na straně zátěže a sítě;

z principu funkce nedochází k přenosu rušení a emisím harmonických proudů
mezi stranou napájení a zátěže;

bezproblémové obnovení napájení po black-outu;

pro napájení stačí dva vysokonapěťové kabely;

při přenosu se neprojevuje úbytek napětí na reaktanci kabelů, rovněž pro
stejnosměrné proudy není nutné uvažovat vliv skinefektu;

kapacita kabelů neinjektuje jalový výkon (nekompenzuje), tudíž nedochází
k Ferrantiho jevu na konci nezatíženého vedení;

nedochází k výskytu bludných proudů, rovněž výsledné magnetické pole okolo
kabelů je nízké a konstantní (z důvodů stejnosměrného proudu a uložení
kabelů v páru vedle sebe);

měniče přispívají do zkratu pouze jmenovitým proudem (velmi rychlé řízení
okamžitě snižuje napětí), rovněž přenosovou cestu nelze přetížit (měniče
nedovolí vyšší proud, než projektované špičkové proudové zatížení);

protože se přenáší jen činný výkon, jsou kabely schopny přenášet vyšší
výkony než u klasického vysokonapěťového střídavého přenosu.
Obr. 2-1 Schematické znázornění topologie HVDC přenosu, zdroj [1]
21
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Na druhou stranu ovšem stejnosměrný vysokonapěťový přenos vyžaduje stavební
úpravy – v souvislostí instalací měníren jak na pevnině, tak na moři. Vyšší počáteční
náklady v souvislosti s instalací měníren jsou pro větší vzdálenosti (nad 100 km)
částečně vykompenzovány nižšími ztrátami a potřebou pokládky pouze dvou kabelů.
Obr. 2-2 2x40 MW HVDC měnírna na plošině Troll A, zdroj [1]
Lokální výroba elektrické energie – jedná se o nejčastěji využívanou technologii.
Hlavní zdroj elektrické energie je obvykle zajištěn několika soustrojími synchronních
generátorů se jmenovitými výkony 20-40 MW. Pohon je zajištěn vznětovými motory a
plynovou turbínou typicky s možností volby pohonného agregátu. Tyto hlavní zdroje
elektrické energie jsou typicky na vysokonapěťové sběrnici s napětími 6.6 – 13.8 kV.
Jsou-li na plošině použity synchronní generátory jako hlavní zdroje elektrické
energie, je jejich instalovaný výkon resp. počet generátorů volen tak, aby splňovaly
N-1 kritérium pro špičkovou projektovanou spotřebu, tj. jeden generátor je záložní.
Kromě hlavního zdroje elektrické energie disponují plošiny vždy tzv. nouzovým
zdrojem elektrické energie a často tzv. základním zdrojem elektronické energie, oba
vesměs na nn hladinách.
Kombinace výše uvedených způsobů – vždy při napájení z pevniny nebo
energetického centra (tzv. hubu) je na plošině tzv. nouzový zdroj elektrické energie
(obvyklý instalovaný výkon je v rozmezí 500 kW – 2 MW) a často základní (tzv.
Essential generator) s instalovaným výkonem kolem 2 - 4 MW.
22
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Samotné napájení z pevniny bývá často řešeno pro napájení vícero plošin v okolí
(rádius cca 20-50 km). Tento soustředěný centralizovaný zdroj tzv. hub může
obsahovat např. měnírnu HVDC, příp. centralizovanou výrobu elektrické energie
plynovými turbínami, odkud je provedeno napájení vysokonapěťovým střídavým
přenosem.
Příkladem je projekt Utsira High pro napájení ropných plošin v šelfu Severního moře
u pobřeží Norského království.
Obr. 2-3 HVDC přenos z Karstø do Utsira Hubu s následným HVAC přenosem na
plošiny, zdroj [2]

Lokální výroba elektrické energie
Protože lokální zdroje elektrické energie dominují ve stávajících instalacích a
zároveň jsou vždy přítomny minimálně jako nouzové zdroje, je vhodné tyto zdroje
rozvést podrobněji.
Jak bylo uvedeno výše, ropné plošiny mají vícero zdrojů elektrické energie. Hlavní
generátory, základní zdroje elektrické energie, nouzové zdroje elektrické energie, což
je jednak nouzový generátor, jednak jednotky UPS.
Jednotlivé zdroje elektrické energie (hlavní generátory, generátory základního zdroje,
nouzové generátory a UPS) se umísťují do různých požárních úseků, aby požár
v jedné části nezpůsobil výpadek obou systémů napájení. Zpravidla jsou umístěny
nad nejhlubší čarou ponoru (v případě tzv. FPSO). Samozřejmostí je umístění těchto
zdrojů do prostor bez nebezpečí výskytu výbušné atmosféry (nebo minimálně do
zóny 2).
23
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Hlavní generátory (Main generators) mají zpravidla dvojí systém pohonu (vznětový
motor a plynovou turbínu) s možností automatického přepnutí pohonného systému
za provozu. Jejich úkolem je zajištění normálního provozu a obslužných technologií
celého komplexu.
Pomocné obvody hlavních generátorů (motor control centers) musí být napájeny
z generátorů základního zdroje energie nebo nouzových generátorů, aby byl
umožněn jejich rozběh po black-outu.
Generátory tzv. základního zdroje energie (Essential generators) se skládají
z jednoho nebo více dieselgenerátorů, jež mají za úkol zajišťovat napájení
nejdůležitějších technologií v případě výpadku hlavních generátorů.
Rozsah
napájené technologie bývá specifikován výrobcem plošiny resp. dodavatelem
technologie. Tyto generátory musí automaticky naběhnout při ztrátě hlavního zdroje
napájení a obnovit napájení nejdůležitějších technologií. Typicky, po znovuobnovení
hlavního zdroje elektrické energie musí být hlavní generátory schopny krátkodobé
synchronizace s generátory základního zdroje energie tak, aby nedošlo výpadku
napětí při přepínání do normálního provozu.
Náběh generátorů tzv. základního zdroje energie je umožněn buď pomocí stlačeného
vzduchu (tzv. black-start), nebo ze zdrojů elektrické energie buď z nouzových
generátorů, nebo z UPS.
Typické zátěže, jež jsou napájeny ze základního zdroje energie jsou:

pomocné obvody (MCC - motor-control center) pro rozběh jednoho hlavního
generátoru z black-outu;

všechno (nebo většinu) osvětlení kritických míst plošiny jako jsou velíny,
rozvodny a technologie;

část (30-50 %) normálního osvětlení ostatních částí plošiny a ubytovacích
kapacit;

kompresor pro vývin stlačeného vzduchu (akumulátor stlačeného vzduchu pro
rozběh generátoru);

palivová čerpadla;

výkon pro zajištění redukovaného provozu plošiny a obytného komplexu
(chladicí, mrazící jednotky, kuchyně, výroba TUV, kanceláře, PC atd).;

nákladní jeřáb (příp. jeřáby);

komunikační technologie, obvody MaR procesů;

minimální rozsah klimatizace a vytápění v místnostech s rozváděči a
technologických celcích.
Nouzové generátory (Emergency generators), jsou rovněž dieselgenerátory a slouží
k zajištění nouzového napájení v případě absence napájení hlavního a/nebo nebo
základního zdroje energie. Rozsah napájení bývá navržen výrobcem plošiny resp.
dodavatelem technologie a je schvalován certifikačním institutem, např. ABS.
Typické zátěže napájené z nouzových generátorů jsou:

nouzové a únikové osvětlení;
24
2. TOPOLOGIE SÍTÍ

výstražné osvětlení (překážky, otvory, obrysová světla);

identifikační a navigační osvětlení;

komunikační technologie;

systémy detekce ohně a kouře (požární EZS systémy);

systémy hašení požáru (vč. požárních čerpadel);

systémy nouzového zastavení;

optické a zvukové hlásiče;

systémy větrání a chlazení pro technologie zde jmenované;

základní klimatizace (tj. např. antikondenzační jednotky);

osvětlení větrného rukávu (heliport);

osvětlení mola pro nalodění/vylodění, místa, jež jsou obsluhována resp. s
výskytem osob v nouzovém režimu;

ponorné systémy ovládané ze zdroje elektrické energie;

vodotěsné dveře a příklopy

podmořská zařízení;

pomocné obvody (MCC - motor-control center) pro rozběh jednoho hlavního
generátoru z black-outu, nejsou-li zajištěny základními zdroji energie;

všechny obvody pro zajištění bezpečnosti osob a technologie;

všechny obvody, jež jsou zahrnuty jako bezpečnostní a jsou napájené ze
zdrojů UPS (tyto zdroje jsou rovněž napájeny z nouzového generátoru).
UPS (Uninterruptable power sources) patří mezi nouzové zdroje elektrické energie.
Jeho výhodou je okamžitý náběh při přerušení dodávek elektrické energie. Z hlediska
vnitřní topologie rozeznáváme tzv. offline, online a line interactive UPS.
Vzhledem k omezenému výkonu (ten je omezen váhou a množstvím uložené energie
v akumulátorech, což mj. souvisí s dobou zajištění dodávek elektrické energie) jsou
ze systémů UPS napájeny pouze kritické spotřebiče pro zajištění bezpečnosti. Jsou
to obecně tyto systémy:

digitální komunikace (DCS), systémy nouzového vypnutí (ESD), systémy
hlášení požáru a detekce hořlavých plynů (F&G);

navigační světla, obrysová světla;

systémy MaR;

obvody pro zajištění startu nouzového generátoru;

obvody napájení ochran v rozváděčích;

obvody osvětlení a zajištění provozu heliportu;

obvody zajišťující bezpečné odstavení provozu turbín;

telekomunikační obvody.
25
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Baterie systémů UPS se umísťují v předem určených místnostech. Jsou-li pro
akumulátory použity olověné články, je nutné stanovit, dochází-li při nabíjení k vývinu
vodíku a podle toho následně určit zóny výskytu hořlavých plynů. V případě
existence výbušné atmosféry je nutno respektovat požadavky na instalaci, jak jsou
uvedeny např. v EN 60079-14.
26
27
Průběh dodávaného činného a jalového výkonu generátorů a EFD (buzení) při výpadku generátoru
Obr. 2-4 Jednopólové schéma instalace na ropné plošině typu FPSO, s patrnými hlavními generátory, generátory
pro zajištění základního provozu (tzv. "essential generators") a nouzový generátor společně se zdroji UPS.
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
2.2

Topologie sítě
Obecná topologie sítě
Většina elektrických instalací je provedena jako dvojitá radiální síť (dvojpaprsková).
To znamená, že každý hlavní rozváděč dané napěťové hladiny má dva přívody,
každý do své samostatné sekce. Sekce jsou mezi sebou odděleny podélnými spínači
přípojnic (bus-tie). Tyto spínače přípojnic jsou na nižších hladinách (vyjma hlavní
sběrnice) normálně rozpojené (NO). Topologie je patrná z Obr. 2-4.
V případě výpadku napájení dochází k automatickému sepnutí podélného spínače
přípojnic. Vyjma krátkodobého provozu při údržbě jsou tedy dva ze tří spínačů (dva
spínače přívodu a jeden podélné sekce přípojnic) sepnuty, jeden je vypnut. Jak bylo
uvedeno v předchozím odstavci, podélné spínače přípojnic jsou normálně rozpojené
(NO) vyjma hlavní sběrnice, kde jsou tyto spínače normálně sepnuté (NC). Při
rozpojení podélných spínačů přípojnic na hlavním rozváděči dochází k rozpadu sítě
na vícero ostrovů.
Přívody k těmto rozváděčům jsou zásadně připojené z různých sekcí nadřazeného
rozváděče, aby při poruše jedné sekce na nadřazené napěťové hladině bylo možné
napájet podružné rozváděče.
Alternativně jsou rozváděče, jež zajišťují napájení zařízení v případě výpadku
hlavního napájení, napájené z nadřazeného rozváděče vn a rozváděče, na který je
připojen základní nebo nouzový zdroj elektrické energie.
Celý přívod (tj. vývod, kabeláž, vn/nn transformátor a přívod do podružného
rozváděče) musí být dimenzován tak, aby při poruše druhého přívodu zajistil
normální provoz obou (nebo více) sekcí napájeného rozváděče.
Pouze rozváděče pro napájení pomocných technologií (MCC) a malé rozváděče pro
osvětlení mají jednoduchou radiální (paprskovou) topologii.

Hlavní sběrnice
Hlavní zdroje elektrické energie jsou pro vysoké instalované výkony prakticky vždy
připojeny na vysokonapěťovou sběrnici. Jmenovité napětí této sběrnice je typicky
mezi 6.6 – 13.8 kV. Hlavní sběrnice (vn rozváděč, vzduchový nebo plynem
izolovaný) bývá rozdělen do více sekcí, jež mají mezi sběrnicemi podélnou spojku
přípojnic s vypínačem (tzv. bus-tie). Důvodem je eliminace rozsahu výpadku sítě při
zkratech přímo na vn rozváděči a možnost rozpadu sítě na vícero ostrovních
systémů při nestabilitě systému (čímž sice jedna sekce bude podrobena black-outu,
avšak zbývající sekce budou mít možnost zotavení).
Většinou se jedná o jednoduchý systém přípojnic, dělený na sekce. Výjimečně se lze
setkat s okružní topologií přípojnic příp. s dvojitým systémem přípojnic.
Jsou-li zkratové proudy na hlavním vn rozváděči příliš vysoké, přesahující jmenovitý
krátkodobý výdržný proud Icw resp. jmenovitý dynamický zkratový proud ip, lze
v určitých případech s výhodou instalovat tzv. Is-limiter.
28
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Obr. 2-5 Principielní funkce is limiteru, zdroj [3]
29
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Obr. 2-6 Is- limiter v odnímatelném provedení ve vn rozváděči, zdroj [3]
Is-limiter je spínací přístroj obsahující dva vodiče. První pro hlavní proudovodnou
cestu společně s velmi rychlým přístrojem se střadačovým mechanismem pro
mžikové vypínání, druhý paralelní vodič obsahující rychlou pojistku. Jakmile
popudový člen logiky zaznamená strmý nárůst proudu, tj. ještě před dosažením
amplitudy, vyšle popud na mechanismus mžikového vypnutí. Celý proud okamžitě
překomutuje na druhou větev s pojistkou, jež uhasí oblouk v čase kratším než 1 ms.
Nastavení ochrany umožňuje selektivně vypínat jen proudy s předpokládanou
amplitudou vyšší než definovanou úroveň, tedy prvek nereaguje na všechny zkraty,
např. při menším počtu hlavních generátorů v provozu.
Na rozdíl od zábleskové ochrany příp. diferenciální ochrany, které mají rovněž
rychlou detekci poruchy, zde hovoříme nejen o rychlé a selektivní detekci poruchy,
ale především o rychlém rozpojení obvodu (doprovázené rozpadem sítě), že do
zkratového proudu fakticky přispívají pouze generátory na sběrnici na straně
poruchy.
Na hlavní sběrnici se typicky připojují tyto spotřebiče:
30
2. TOPOLOGIE SÍTÍ


transformátory napájející vn sběrnici pro motory středních výkonů (typicky
4.16 – 6.6 kV), motory s PN = ~100 kW ~ 1.5 MW;

motory velkých výkonů přímo spouštěné ze sítě (PN > 1.5 MW);

motory a měniče velkých výkonů (PN > 1.5 MW) (pozn. často obsahují vlastní
troj nebo čtyřvinuťové transformátory);

transformátory vn/nn pro napájení hlavních nn rozváděčů.
podružný vn rozváděč
Pro napájení motorů a spotřebičů s výkony v řádu stovek kilowatů se často využívá
podružného vn rozváděče s napěťovou hladinou 4.16 – 6.6 kV.
Při dimenzování napájecího transformátoru pro napájení podružného vn rozváděče
je nutné vzít v potaz i charakter připojených zátěží. Zejména při napájení
asynchronních motorů spouštěných přímým připojením na síť je nutné zohlednit
záběrový proud těchto motorů, jež v důsledku zkratové impedance transformátoru
způsobuje vyšší dynamický pokles napájecího napětí na podružné vn hladině.
V extrémním případě nemusí být možné velký asynchronní motor v plně zatížené síti
rozběhnout.
Tento efekt se rovněž projevuje po zkratech na nadřazené hladině vn, kdy všechny
motory připojené na síť zpomalí v důsledku poklesu napětí po dobu trvání zkratu a
následně po izolování poruchy mají všechny motory snahu akcelerovat. Tento efekt
je rozebrán podrobně v kapitole 4.6.

rozváděče nn
Rozváděče nn slouží k napájení jednak technologických celků s výkony motorů do
řádu stovek kW, jednak k napájení obytných bloků, osvětlení a obvodů MaR. Hlavní
rozváděče mají dva nezávislé přívody.
Topologie sítě (a z toho plynoucí systém vzájemného napájení rozváděčů) musí
umožňovat provoz ze základního zdroje elektrické energie (tzv. Essential generator)
a nouzového zdroje elektrické energie (tzv. Emergency generator). Zejména na
rozváděči základního zdroje elektrické energie a nouzového zdroje elektrické energie
bývají nejvyšší absolutní hodnoty zkratových proudů (ty se typicky počítají pro
paralelní provoz těchto generátorů s hlavními generátory).
2.3

Jmenovitá napětí, druhy používaných sítí
druhy užívaných stejnosměrných napájecích soustav
Následující druhy sítí jsou považovány za standardní:
a) dvouvodičové s jedním pólem přímo uzemněným, avšak kovové součásti
nebo trup neslouží k zpětnému vedení proudu – TN;
b) třívodičové se středním (M) vodičem přímo uzemněným, avšak kovové
součásti nebo trup neslouží k zpětnému vedení proudu – soustavy TN;
c) dvouvodičové izolované sítě – soustavy IT.
31
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Obecně užití trupu plavidla nebo kovových součástí nesmí být použito k vedení
proudu (např. funkce vodiče PEN).
V uzemněných stejnosměrných soustavách by měl být uvážen vliv elektrochemické
koroze. Rozhodnutí, zda bude zemněn kladný nebo záporný pól by mělo být zváženo
na okolnostech a s přihlédnutím k provozním vlastnostem.
Soustava ad a)
Neživé části
Uzemnění soustavy
Obr. 2-7 Dvouvodičové sítě typu TN-S (DC)
Soustava ad b)
Neživé části
Uzemnění soustavy
Obr. 2-8 Třívodičové sítě typu TN-S (DC)
32
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Soustava ad c)
Neživé části
Uzemnění neživých
částí
Obr. 2-9 Dvouvodičové sítě typu IT (DC)

jmenovitá napětí stejnosměrných soustav
Tab. 2-1 obsahuje doporučené hodnoty napájecích napětí a maximální mez
napájecího napětí pro napájení příslušné technologie.
Tab. 2-1 Napájecí napětí stejnosměrných soustav, zdroj [5]
Využití – napájená
technologie
Jmenovitá napětí
Mez napájecího napětí
(V)
(V)
Silové EZ
110, 220, 600, 750, 1000
1500
Vaření, ohřev
110, 220
500
Osvětlení a zásuvky
24, 110, 220
500
Komunikace
6, 12, 24, 48, 110, 220
250
Napájení záchranných
člunů a podobných
plavidel
12, 24, 48
55
Napájení řídících přístrojů
24, 110, 220
250

druhy užívaných střídavých napájecích soustav
Následující druhy sítí jsou považovány za standardní pro obvody primární distribuce
elektrické energie:
a) třífázové třívodičové izolované nebo impedančně uzemněné soustavy – IT;
b) třífázové třívodičové soustavy s přímo uzemněným uzlem – soustavy TN;
c) třífázové čtyřvodičové soustavy s přímo uzemněným uzlem, avšak kovové
součásti nebo trup neslouží k zpětnému vedení proudu – soustavy TN.
33
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Obvody sekundární distribuce elektrické energie mohou být obecně stejného typu
jako primární distribuční obvody, avšak navíc se připouští tyto druhy napájecích sítí:
d) jednofázové dvouvodičové izolované sítě – soustavy TN;
e) jednofázové dvouvodičové sítě s přímo uzemněným jedním pólem – soustavy
TN;
f) jednofázové dvouvodičové sítě s uzemněným středem napájecího zdroje pro
napájení světelných a zásuvkových okruhů – soustavy TN;
g) jednofázové třívodičové s uzemněným středem napájecího zdroje, avšak
kovové součásti nebo trup neslouží k zpětnému vedení proudu – soustavy TN.
Neživé části
Uzemnění sítě
Obr. 2-10 Třífázová čtyřvodičová síť TN-S
Neživé části
Uzemnění sítě
Obr. 2-11Třífázová třívodičová síť IT
1)
Soustava může být izolována od země nebo uzemněna přes dostatečnou
impedanci
34
2. TOPOLOGIE SÍTÍ

jmenovitá napětí a frekvence střídavých soustav
Tab. 2-2 a Tab. 2-3 obsahují doporučené hodnoty jmenovitých napájecích napětí a
maximální mez napájecího napětí pro napájení podle druhu soustavy a frekvence.
Pro napětí nad 1 kV a.c. jsou uvedeny pouze hodnoty rozsahu I s omezením 40 kV
a.c. a to pro řadu I a řadu II. Řada II se používá v některých oblastech vč. Severní
Ameriky (zdroj EN 62271-1).
Tab. 2-2 Napájecí napětí střídavých soustav pro meze 100 V – 1 kV a.c., zdroj [5]
Třífázové tří- a čtyřvodičové soustavy
Jednofázové třívodičové
soustavy
Jmenovitá napětí
Jmenovitá napětí
(V)
(V)
50 Hz
60 Hz
60 Hz
-
120/208
120/240d
230c -
240c
-
230/400a
-
230/400a
277/480
-
400/690b
480
-
-
347/600
-
1000
600
-
Pozn. 1 Napětí soustavy 400 V a 690 V je rovněž využíváno v soustavách
s frekvencí 60 Hz, např. FPSO.
Pozn. 2 Třífázové, třívodičové soustavy s jmenovitým napětím 230 V se objevují
v IEC 61892-2:2012
a
Hodnota 230/400 V je dána sjednocením předchozích hladin 220/380 V a
240/415 V. V některých zemích jsou stále provozovány soustavy 220/380 V a
240/415 V.
b
Hodnota 400/690 V je dána přechodem z předchozích hladin 380/660 V.
c
Hodnota 220 V se také v některých zemích používá.
d
Hodnota 100/200 V se rovněž v některých zemích používá pro jmenovité
frekvence 50/60 Hz.
35
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Tab. 2-3 Hodnoty normalizovaných třífázových napětí pro jmenovité hladiny nad 1 kV
a nepřesahující 35 kVa, zdroj [5]
Řada I
Nejvyšší napětí pro
zařízení Um
(efektivní hodnota)
Řada II
Jmenovitá napětí sítě
Nejvyšší napětí pro
zařízení Um
(efektivní hodnota)
Un (efektivní hodnota)
(kV)
(kV)
Jmenovitá napětí sítě
Un (efektivní hodnota)
(kV)
(kV)
3,6b
3b
3b
4,4b
4,16b
7,2b
6,6b
6b
-
-
12
11
10
-
-
-
-
-
13,2c
12,47c
-
-
-
13,97c
13,2c
14,52c
13,8c
(17,5)
-
(15)
-
-
24
22
20
-
-
-
-
-
26,4c,e
24,94c,e
36d
33d
30d
-
c
-
-
-
36,5
34,5c
40,5d
-
35,0c
-
-
Pozn. 1 Doporučuje se, aby v každé zemi byl poměr mezi dvěma sousedními
hladinami vyšší než 2.
Pozn. 2: Pro obvyklé soustavy řady I se odchylka nejvyššího napětí a nejnižšího
napětí pro zařízení neliší o více než ± 10 % od jmenovitého napětí. Pro
obvyklé soustavy skupiny II se odchylka nejvyššího napětí pro zařízení neliší
o více než +5 % a nejnižšího napětí pro zařízení neliší o více než -10 % od
jmenovitého napětí.
a)
Tyto soustavy jsou obvykle třívodičové, není-li uvedeno jinak. Uváděné
hodnoty jsou sdružená napětí.
Napětí uvedená v závorkách by měla být považována za nepreferovaná.
Doporučuje se, aby tyto hodnoty nebyly používané pro nově budované
soustavy.
b)
Tyto hodnoty by neměly být používány pro veřejné distribuční sítě.
c)
Tyto soustavy jsou obecně čtyřvodičové, hodnoty napětí uvedené v tabulce
jsou sdružená napětí. Fázová napětí jsou sdružená napětí děleno 1,73.
d)
Zvažuje se sjednocení těchto hladin.
e)
Hodnota 22,9 kV pro jmenovitá napětí a 24,2 kV a 25,8 kV vztahující se
k nejvyššímu napětí pro zařízení se rovněž používá v některých zemích.
36
2. TOPOLOGIE SÍTÍ

ovládací napětí
Pro systémy rozvodu elektrické energie nad 500 V musí být ovládací napětí
omezeno na 250 V, kromě případů, kdy všechna zařízení pro ovládání jsou uzavřena
v příslušném rozváděči a distribuční napětí nepřesahuje 1 kV.
2.4

Uzemnění sítí
sítě vn
Sítě vn bývají provedeny jako sítě s izolovaným uzlem typu IT s vysokoimpedančním
uzemněním středu. Toto uzemnění je odporové, přičemž uzemňovací odpor omezuje
velikost poruchového proudu během zemního spojení typicky na hodnotu 5~20 A
(doba průchodu jmenovitého proudu bývá kolem 10 s).
Podle ref. [5] je doporučená maximální hodnota poruchového proudu při zemním
spojení 20 A na generátor nebo transformátor. Hodnota odporové složky
poruchového proudu by měla být vyšší než trojnásobek kapacitního proudu při
zemním spojení.
Pro síť hlavní sběrnice se uzemnění IT sítě přes odpory provádí buď na hlavních
generátorech nebo skrze uzemňovací transformátor (earthing transformer).
Uzemňovací transformátor se používá pro vytvoření nulového bodu v třífázových
soustavách, ve kterých není nulový bod přímo přístupný. Takto uměle vytvořený
nulový bod je potom možné uzemnit přímo, pomocí rezistorů, tlumivek nebo
zhášecích tlumivek stejně jako nulový bod.
V konkrétních aplikacích zde uvedených se využívá uzemňovací transformátor
s vinutím spojeným do lomené hvězdy nebo D-Y transformátor s nízkonapěťovým
sekundárním vinutím. Toto je spojené do série a konce jsou zapojené přes odpor.
Principielní schéma je na Obr. 2-12.
37
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Obr. 2-12 Principielní schéma zapojení a funkce Y-D uzemňovacího transformátoru
Obr. 2-13 Uzemňovací transformátory, zdroj [4]
Použití uzemňovacích transformátorů je prostorově a finančně nákladnější – zřízení
samostatného oddílu pro uzemňovací transformátor ve vn rozváděči, pořízení
uzemňovacího transformátoru, avšak přináší výhodu v tom, že poruchový proud při
38
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
zemním spojení je víceméně konstantní, tj. odporová složka Iro není závislá na počtu
připojených generátorů.
U generátoru s uzemněným středem vinutí protéká každým uzemňovacím odporem
odporová složka Iro, což způsobuje kolísání výsledného proudu Io v závislosti na
počtu připojených generátorů.
V případě sítí vn, jež jsou napájené ze snižujícího transformátoru (např. pro napájení
motorů a spotřebičů výkonů řádu stovek kW), je transformátor často proveden jako
D-Y a je možné tedy uzemnit nulový bod vinutí. Uzemnění se, podobně jako
v případě hlavní sběrnice, provádí jako vysokoimpedanční přes uzemňovací odpor.

sítě nn
Sítě nn se uzemňují buď přímo, tj. jako sítě s uzemněným středem. V daném případě
se sítě projektují jako TN-S nebo jako sítě IT s izolovaným středem (odpor hlídače
izolačního stavu se neuvažuje), případně jako sítě IT s impedančním uzemněním
středu. Tyto sítě s impedančním uzemněním středu mají omezení zemního proudu
na max. 100 A na generátor resp. transformátor, tedy v mnohém se spíše blíží
definici sítí TT, ale ref. [5] je považuje za sítě IT.
Sítě IT se používají pro napájení technologických celků. Sítě s izolovaným středem
musí mít hlídač izolačního stavu, přičemž v prostorách s potenciálně výbušnou
atmosférou jsou spotřebiče při detekci zemního spojení převážně odpojovány.
Instalace napájející technologie mimo nebezpečné prostory mohou zůstat v provozu,
avšak zemní spojení musí být detekováno.
Sítě TN-S se užívají pro napájení zejména obytných bloků (ubytovacích kapacit).
Přehled vlastností je uveden v Tab. 2-4.
Tab. 2-4 Shrnutí hlavních vlastností sítě závisejících na způsobu uzemnění, zdroj [5]
Způsob zemnění
Izolovaná síť IT
(absence
impedančního
uzemnění)
Izolovaná síť
(uzemněná přes
impedanci)
Přímo uzemněná síť
(TN-S)
Napětí soustavy
Všechny metody jsou potenciálně možné, je nutno vzít v úvahu, že vyšší
napětí soustavy mají vyšší úrovně energie ve VA, tedy přímo uzemněné
nebo nízkoimpedančně uzemněné soustavy jsou nežádoucí.
Přepětí
Nejvýraznější přepětí nejsou vzhledem k příčinám vzniku ovlivněny
způsobem uzemnění soustavy. (Pozn. Avšak v izolované síti zejména vn
bez impedančního uzemnění středu může docházet při přerušovaném
zemním spojení k přepětí rovnému několikanásobku jmenovitého napětí.)
Rizika úrazu
elektrickým proudem
Při přímém dotyku mohou všechny instalace vyvolat riziko smrtelného
úrazu, nezávisle na způsobu uzemnění.
Užití proudového
chrániče
Není možné.
Užití proudového
chrániče s reziduálním
proudem 30 mA by
mělo být zváženo, tj. je
možné.
Možné.
Užití 3P+N tj.
čtyřvodičové sítě
Není přípustné,
nepoužívá se.
Možné.
Možné.
39
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Velikost poruchového
proudu při zemním
spojení
Záleží na celkové
kapacitě vůči zemi,
typicky malá např. 1 A.
Záleží na hodnotě
impedance, typicky 5400 A.
Může dosáhnout až
‘
150 % I3K .
Kontinuita provozu
v případě zemního
spojení
Normálně možná.
Je možná, ale není
doporučená, obecně
závisí na hodnotě
impedance.
Není možná.
Minimální požadovaná
ochrana při zemním
spojení
Alarm nebo detekce.
Alarm/detekce, relé
s funkcí zemního
spojení, nadproudová
ochrana (volba záleží
na hodnotě
impedance).
Nadproudová ochrana.
Dimenzování
rozváděče na
poruchové proudy
Může být nutné dimenzovat na dvojfázový nebo
symetrický trojfázový zkrat.
Může být nutné
dimenzovat na
jednofázový zkrat
a/nebo trojfázový zkrat.
.
Způsob
vyhledání
poruchových proudů
Poruchy nejsou
jednoduše
lokalizovatelné nejsouli instalovány součtové
transformátory (měření
reziduálního proudu).
Jsou-li ochrany
vybaveny detekcí
netočivé složky, proudy
a navíc jsou
detekovány a
lokalizovány.
V opačném případě
musí být dohledány
obsluhou.
Poruchy jsou snadno
detekovatelné
(nadproud).
Riziko požáru
Velice nízké, za
předpokladu, že
poruchový proud
nepřekročí 1 A.
Dlouhotrvající porucha
může představovat
nebezpečí.
Riziko vznícení hořlavých plynů.
Vysokoimpedanční poruchy mohou vést k požáru
v místě poruchy.
Riziko oblouku
Nízká ---------------------------zvyšující se -------------------------vysoká
Dostupnost
zařízení
Podobné systémy výroby a distribuce elektrické
energie je možné aplikovat i zde.
vhodných
40
Dovoluje užití zařízení
navržené pro TN-S
systémy v instalacích
budov a průmyslu.
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
Obr. 2-14 Vznik přepětí v síti IT při přerušovaném zemním spojení (vodorovná osa,
čas, svislá osa průrazný proud (restrike current) a napětí
2.5

Ochrany v sítích nn a vn
Základní požadavky na ochrany
Elektrická instalace a instalovaná zařízení musí být chráněna proti náhodným
nadproudům tj. jak přetížením, tak zkratům vhodnými nadproudovými přístroji. Volba,
rozmístění a chování různých ochranných přístrojů musí poskytovat úplnou a
koordinovanou ochranu tak, aby byla zajištěna:


kontinuita napájení (plná selektivita);
nebo alespoň zajištění napájení s využitím částečné selektivity, záložní
ochrany nebo jiného koordinovaného způsobu ochranných zařízení pro
zajištění napájení ostatních obvodů tj. obvodů, v nichž není porucha (to v praxi
znamená, po izolování poruchy je znovuobnoveno napájení ostatních částí
instalace);
41
2. TOPOLOGIE SÍTÍ

maximální eliminace nepříznivých jevů poruch tak, aby nedošlo k poškození
instalace a nebezpečí požáru;
Za těchto podmínek, jistící předměty elektrické instalace musí být navrženy a užity
tak, aby odolaly tepelným a elektrodynamickým jevům způsobenými nadproudy a to
až do hodnoty zkratových proudů po dobu přípustného trvání nadproudu.
Kontinuita služby, tj. zajištění napájení Kontinuita napájení (plná selektivita)
(např. tzv. záložní ochrana a částečná
selektivita).
)
na
Tab. 2-5 Plná selektivita vs. záložní ochrana resp. částečná selektivita, zdroj [5]
Před výskytem poruchy Během poruchy
Po výskytu poruchy
Pojmem plná selektivita rozumíme to, že všechny nadproudy až do hodnoty
nejvyššího předpokládaného zkratového proudu jsou vypnuty jisticím prvkem nejblíže
k místu poruchy.
Pojmem částečná selektivita rozumíme to, že selektivita je zaručena pouze do určité
hodnoty poruchového proudu (nižší než maximální zkratový proud v dané části
42
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
instalace) a pro vyšší proudy poté vybaví oba jisticí prvky (tj. jak vývodu, tak
nadřazený jisticí prvek na přívodu rozváděče).
Pojem záložní ochrana rozumíme to, že prvek, jenž je nejblíže poruše buď selže
nebo nemá jmenovitou vypínací schopnost rovnou maximálnímu poruchovému
proudu, jež se na jeho výstupních svorkách může vyskytnout, a tedy tyto nadproudy
vypínají oba prvky – jak prvek nejblíže poruše (izoluje místo poruchy), tak nadřazený
jisticí prvek, ten ovšem musí mít příslušnou vypínací schopnost.
Prvky, jež mají poskytnout ochranu před nadproudy, musí být voleny s ohledem na:




přetížení;
zkraty;
zemní spojení tam, kde připadají v úvahu.
Koordinace ochran
Ochranná zařízení musí být volena tak, aby v případě sériového (radiálního) řazení
umožňovala v případě poruchy vybavení jen nadřazeného prvku nejblíže k místu
poruchy.
Nadřazená ochranná zařízení musí být schopna přenést poruchový proud bez
poškození a bez vybavení, aby umožnila prvku nejblíže poruchy izolovat vadnou část
instalace.
Selektivita musí být zajištěna pro následující obvody:

mezi jednotlivými ochranami generátorů, spojkami přípojnic
ochranami vývodů z přípojnic;

mezi napáječi (přívody) a větvemi vývodů pro základní napájení (essential
service) vyjma případů užití kaskádování;

mezi ochranami generátoru základního zdroje elektrické energie, přívody
nouzového napájení a větvemi vývodů.
(bus-tie),
Pro generátory hlavního a základního zdroje elektrické energie platí, že vypínače
musí vybavit, aby nedošlo k poškození generátorů vlivem tepelných účinků
nadproudů.
Shrnutí pojmů
Částečná selektivita – pojmem částečná selektivita rozumíme to, že selektivita je
zaručena pouze do určité hodnoty poruchového proudu (nižší než maximální
zkratový proud v dané části instalace) a pro vyšší proudy poté vybaví oba jisticí prvky
(tj. jak vývodu, tak nadřazený jisticí prvek na přívodu rozváděče).
Is-limiter prvek sloužící k omezování zkratových proudů, zejména na hlavní sběrnici,
který umí velice rychle vypínat selektivně pouze ty zkraty, které mají předpokládanou
amplitudu ip resp. ekvivalentní zkratový proud I“k vyšší než např. výdržné proudy
43
2. TOPOLOGIE SÍTÍ
rozváděče ICW resp. ip. Rychlost je natolik velká, že nedojde k nárůstu proudu nade
tyto meze, tj. hasí oblouk před dosažení předpokládané amplitudy.
Radiální síť jedná se o paprskovou síť, tedy nejjednodušší topologii sítě. Rozváděče
jsou napájeny v sérii. Výpadek kabelu paprsku vede k výpadkům napájení sítě za
místem poruchy.
Plná selektivita – pojmem plná selektivita rozumíme to, že všechny nadproudy až
do hodnoty nejvyššího předpokládaného zkratového proudu jsou vypnuty jisticím
prvkem nejblíže k místu poruchy
Záložní ochrana – pojem záložní ochrana rozumíme to, že prvek, jenž je nejblíže
poruše buď selže nemá jmenovitou vypínací schopnost rovnou maximálnímu
poruchovému proudu, jež se na jeho výstupních svorkách může vyskytnout, a tedy
tyto nadproudy vypínají oba prvky – jak prvek nejblíže poruše (izoluje místo poruchy),
tak nadřazený jisticí prvek, ten ovšem musí mít příslušnou vypínací schopnost.
Otázky
1. Jaké jsou možnosti napájení ropných plošin? Srovnejte jejich výhody a vlastnosti.
2. Jaké druhy sítí se využívají pro trojfázové obvody primární distribuce elektrické
energie?
3. Co je to uzemňovací transformátor, proč se používá?
4. Srovnejte vlastnosti IT a TN sítí. Proč je výhodné
s vysokoimpedančním odporovým uzemněním středu?
použít
IT
síť
5. Proč se používá dělení rozváděčů do sekcí s podélnou spojkou přípojnic?
6. Kdy se typicky použije dvojitá radiální síť (a jak) a kdy jednoduchá radiální síť?
Další zdroje
[1]
ABB Ludwika, Sweden – It’s time to connect with offshore wind supplement,
katalog ABB, Doc. No. Pow0038R6LR, Ludwika 2010
[2]
Internet: http://www.statoil.com/en/NewsAndMedia/News/2012/Pages, článek
Utsira. Datum 2014-03-20
[3]
ABB Rattingen, Is limiter, Doc. No. DEABB 224308E
[4]
Cressall Resistors Ltd., www.cressall.com, uzemňovací transformátory
[5]
IEC 61892-2:2012
[6]
ABS – rules for building and classing, steel vessels, 2012. Zdroj:
www.eagle.org
44
VŠEOBECNÉ CHARAKTERISTIKY, KRITÉRIA PRO VOLBU INSTALACE
3 VŠEOBECNÉ CHARAKTERISTIKY, KRITÉRIA PRO VOLBU
ELEKTRICKÉ INSTALACE.
Cíl:
Po prostudování tohoto odstavce budete umět:
 definovat pojem vnější vlivy;
 popsat souvislosti mezi stupni přísnosti klimatu a vnějšími vlivy;
 vytvořit protokol o stanovení klimatických podmínek a protokol o
určení vnějších vlivů;
 stanovit základní kritéria pro volbu a stavbu elektrické instalace pro
mobilní a pevné jednotky na volném moři.
Výklad
3.1. Charakteristiky napájecího napětí

Rozvody střídavého proudu
Tolerance napájecího napětí a zkreslení napájecího napětí jsou vztažena a měřena
v místě připojení jednotlivých spotřebičů.
Tolerance napájecího napětí jsou vyjádřena v Tab. 3-2 jako percentuální odchylky od
jmenovitého napětí sítě.
Déletrvající podpětí je způsobeno vyššími proudy generátoru. Tento jev vzniká často
v důsledku tzv. „brownout condition“ tj. provozem asynchronních motorů v oblastech
skluzu vyšších než skluz zvratu, k němuž dochází např. při zotavení napětí
synchronních generátorů po trojfázových zkratech na hlavní sběrnici.
Podpěťové ochrany vesměs pracují jako vícestupňové, typicky jsou nastaveny na
80 % napájecího napětí. V prvním kroku vypínají např. přímo připojené asynchronní
motory, ve druhém kroku spojky sběrnic (bus-tie), poté snižující transformátory a
nakonec synchronní generátory.
Tolerance frekvence sítě jsou vyjádřeny jako percentuální odchylky od jmenovité
frekvence.
Frekvence sítě může být dále omezena podfrekvenčními ochranami generátoru,
který v případě déletrvajícího poklesu frekvence automaticky vypíná příslušný
generátor. Pokles frekvence nastává např. při přetížení sítě, kdy turbína není
schopna dodat takové množství činného výkonu, jenž je odebírán napájenou
45
instalací. Při velkých poklesech frekvence může dojít k poškození turbíny a/nebo
generátoru.
Tab. 3-1 Charakteristiky střídavého napájecího napětí v místě připojení spotřebičů,
zdroj [1]
Charakteristika napájecího napětí
Tolerance
Tolerance napájecího napětí (trvalá)
+6 %
-10 %
7%
Tolerance napěťové nesymetrie včetně nesymetrie způsobené
napájenými nesymetrickými zátěžemi
Trvalé cyklické změny napětí
2%
Změny v důsledku přechodových jevů např. v důsledku změny zátěže
+20 %
(krátkodobé odchylky od napájecího napětí)1)
-20 %
Zotavovací čas (krátkodobých odchylek od napájecího napětí)
>1,5 s
Negativní (zpětná) složka napájecího napětí pro instalace s točivými
>1%
stroji trvalá
Negativní (zpětná) složka napájecího napětí pro instalace s točivými
> 1,5 %
stroji krátkodobá (několik minut)
Zkreslení napájecího napětí – celkové THD, pro třídu 2 podle EN
> 8%
2)
61000-2-4
Zkreslení napájecího napětí – jednotlivá harmonická, pro třídu 2 podle
> 5%
2)
EN 61000-2-4
Pozn. 1) Výsledná odchylka napájecího napětí (trvalá tolerance a krátkodobé změny
by neměla přesáhnout ±20 %.
Pozn. 2) Některá elektrická zařízení mohou vyžadovat třídu 1 (5 % a 3 %). Rovněž
požadavky certifikačních společností mohou být přísnější.
Tab. 3-2 Kolísání frekvence napájecího napětí střídavých soustav, zdroj [1]
Frekvence
Tolerance
+5 %
-5 %
0,5 %
Trvalá odchylka frekvence sítě
Cyklické změny frekvence
+10 %
- 10 %
Tolerance přechodných změn
Zotavovací čas (změn frekvence)
<5s
Pozn. Celková odchylka frekvence v kterémkoliv bodě sítě (složená z trvalé odchylky
a odchylky vlivem přechodných změn) by neměla přesáhnout ±12,5 %.
Pro úplnost, zkreslení napájecího napětí THD (total harmonic distortion) je poměr
r.m.s. hodnoty součtu všech harmonických složek do uvažovaného řádu označeného
„H“ a hodnoty r.m.s. základní harmonické.
46
Rovnice 3-1
√∑
Kde
Q
představuje napětí nebo proud;
Q1
představuje r.m.s. hodnotu základní harmonické;
h
je řád harmonické;
Qh
je r.m.s. hodnota složky harmonické řádu h;
H
je hodnota, do které jsou harmonické pro stanovení THD zahrnuty (podle
IEC 61892 je to 50).

rozvody stejnosměrného proudu
Odchylky stejnosměrného napětí od jmenovité hodnoty napětí sítě jsou uvedeny v
Tab. 3-3.
Tab. 3-3 Charakteristiky stejnosměrného napájecího napětí v místě připojení
spotřebičů, zdroj [1]
Charakteristika napájecího napětí
Tolerance
Tolerance napájecího napětí (trvalá)
Cyklické změny napětí
Zvlnění napětí (a.c. r.m.s složka superponovaná na d.c. napětí)
+10 %
-10 %
5%
+10 %
Rychlé změny (např. přepěťové špičky způsobené spínáním), amplituda
impulzního napětí
24 V d.c.
500 V
110 V d.c.
1500 V
220 V d.c
2500 V
600 V d.c.
4000 V
1000 V d.c.
6000 V
1)
Pozn. Hodnoty jsou v souladu s IEC 60664-1. Hodnoty pro d.c. soustavy
s jmenovitým napětím přesahujícím 1 kV nejsou v normách uváděny.
3.2. Vnější vlivy

Protokol o určení vnějších vlivů
Protokol o určení vnějších vlivů je nedílnou součástí průvodní dokumentace
elektrické instalace. Jeho smyslem je definovat přesně jak vlivy působící na
elektrické zařízení (teplota, vlhkost, korozivní látky), tak vlivy, kterými může elektrické
47
zařízení nepříznivě ovlivnit okolní prostředí (povaha skladovaných/ zpracovávaných
látek, obsluha, možnost úniku/ hustota osob).
Tento dokument slouží jako jedno z nutných vymezení pro volbu, montáž, instalaci a
užívání elektrických zařízení a musí být archivován po celou dobu užívání elektrické
instalace.

Obdobné dokumenty
Protokol o určení vnějších vlivů byl prvně definován v normě ČSN 33 2000-3:1995.
Od této doby neprošel výraznějšími změnami. Aktuálně je zahrnut v národní příloze
normy ČSN 33 2000-5-51 ed.3:2010, kde je uveden i jeho vzor.
Před dobou platnosti ČSN 33 2000-3, tj. mezi léty 1989-1996 platila norma
ČSN 33 0300 – Druhy prostředí pro elektrická zařízení. Definovala soubor vlastností
prostředí, jež působí na elektrická zařízení s ohledem na dominantní vnější vlivy,
určovala prostředí pomocí předdefinovaných trojčíslí v trojúhelníku (např. 311 základní prostředí, 322 - horké, 412 – pod přístřeškem).
Na rozdíl od protokolu o určení vnějších vlivů, bylo toto prostředí určeno
projektantem a často uvedeno pouze ve výkresové dokumentaci nebo textové
průvodní zprávě. Jak bude popsán dále, je protokol o určení vnějších vlivů
komplexnější a modulárnější než zmíněné určení prostředí.
Protokol o určení vnějších vlivů tak, jak jej zná odborná veřejnost, je české
specifikum. To ovšem v žádném případě neznamená, že v zahraničí se problém s
vymezením vnějších vlivů neřeší obdobně.
Pro rozsáhlé projekty se často využívá u nás méně známý soubor IEC 721
Klasifikace podmínek prostředí a jejich stupně přísnosti, jež lze užít pro kompletní
fázi životního cyklu tj. nejen volbu a instalaci elektrických zařízení, ale i během
přepravy, skladování a užívání. Dokument je normou IEC a tudíž znám celosvětově.
Pro potřebu podrobné specifikace se v zahraničí často užívá textového popisu,
dokumentu v anglickém jazyce nazývaným „Electrical Design Philosophy“, který
kromě vnějších vlivů podrobně specifikuje i základní požadavky na elektrickou
instalaci, volbu komponent, přidružené studie (výpočty zkratů, harmonická analýza,
úbytky napětí v statickém chodu elektrické sítě, dynamické chování sítě při a po
zkratu a při připojení zátěží s velkými magnetizačními a/nebo záběrnými proudy) a
požadované chování z hlediska selektivity, stupně důležitosti napájení atd..
Tento dokument (Electrical Design Philosophy) rovněž nezřídka specifikuje
jednoznačně okruh norem, jež při návrhu musí být vzaty v úvahu.

Definice a značení vnějších vlivů
Vnější vlivy se označují dvěma písmeny velké abecedy a číslicí. První písmeno
označuje tzv. Všeobecnou kategorii vnějšího vlivu:
A vnější činitel prostředí (tj. vliv prostředí na elektrické zařízení)
48
B využití (často lze chápat jako zpětnou interakci s prostředím)
C konstrukce budovy
Vnější činitel prostředí určuje vlastnosti okolí vytvořené okolím samotným nebo
předměty, zařízeními v prostoru umístěnými. Jedná se např. o tyto činitele: AA –
teplota, AB – vlhkost, AC – nadmořská výška, AD – voda, AE – cizí předměty (písek,
prach) atd....
Využití sleduje uplatnění objektů nebo jejich částí zejména pak vlastnost osob
vycházejících z jejich duševních a pohybových schopností, stupně elektrotechnické
kvalifikace, elektrického odporu lidského těla (vliv BA), hustoty osob v prostoru a
možností jejich úniku (vliv BD) a vlastnosti zpracovávaných resp. skladovaných látek
(vliv BE) s ohledem na vznik požáru resp. výbuchu.
Druhé písmeno označuje povahu vnějšího vlivu, tedy druh vlivu.
Číslice označuje třídu vnějšího vlivu, tj. kvantifikuje vliv jako takový. S výjimkou vlivu
AA – teplota, AB – vlhkost a BA – vlastnost osob platí pro většinu vnějších vlivů, že
vyšší číslice znamená vyšší působení vnějšího vlivu a tudíž vede k přísnějším
požadavkům na volbu a montáž elektrického zařízení (např. AD1 zanedbatelný
výskyt vody. AD8 hluboké ponoření).
Stručný seznam všech vnějších vlivů je uveden v Tab. 3-4 a Tab. 3-5. Jelikož vnější
vlivy mohou negativně ovlivňovat provoz a bezpečnost elektrického zařízení, je nutné
zvážit opatření vedoucí k potlačení resp. imunitě elektrického zařízení vůči těmto
vlivům. Některá z možných opatření jsou specifikována v ČSN 33 2000-5-51 ed.3,
rovněž TNI 33 2000-5-51:2011 specifikuje obdobná opatření.
Jako jedno z možných a snadno představitelných opatření zejména s ohledem na
výskyt vody a prachu je aplikace stupně ochrany krytem (IP – kód), proti korozi může
sloužit např. volba materiálu a vhodná povrchová úprava např. nátěrem.
49
Tab. 3-4 Stručný seznam vnějších vlivů – I., zdroj [3]
Vnější vliv Popis
AA
teplota okolí
AG
ráz
AA1
-60 ºC .. +5 ºC
AG1
mírný
AA2
-40 ºC .. +5 ºC
AG2
střední
AA3
-25 ºC .. +5 ºC
AG3
silný
AA4
- 5 ºC .. +40 ºC
AH
vibrace
AA5
+ 5 ºC .. +40 ºC
AH1
mírné
AA6
+5 ºC .. +60 ºC
AH2
střední
AA7
-25 ºC .. +55 ºC
AH3
silné
AB
vlhkost
AJ
ostatní mechanická namáhání
AB1
teplota AA1, vlhkost 3-100%
AK
rostlinstvo
AB2
AK1
bez nebezpečí
AB3
AK2
nebezpečné
AB4
AL
živočichové
AB5
AL1
bez nebezpečí
AB6
AL2
nebezpeční
AB7
AM
záření (a jiná působení)
AB8
AM1
harmonické, meziharmonické
AM2
signální napětí
AC
nadmořská výška
AC1
≤ 2000 m
AM3
změny amplitudy napětí
AC2
≥ 2000 m
AM4
neustálené napětí
AM5
změny kmitočtu
AD
voda
AD1
zanedbatelná
AM6
indukované napětí nízké frek.
AD2
kapky
AM7
d.c. proud v a.c. obvodech
AD3
vodní tříšť
AM8
vyzařovaná magnetická pole
AD4
stříkající voda
AM9
elektrická pole
AD5
tryskající voda
AM21
indukované oscilující napětí
AD6
vlny
AM22
AM21
šířené
vedením,
jednosměrně
v
řádu
ns
–
AM22
AD7
mělké ponoření
AM23
s, ms – AM23
AD8
hluboké ponoření
AM24
oscilační přech. jevy na vedení
AM25
jevy vyzařované vys. kmitočtem
AE
cizí tělesa
AE1
zanedbatelná
AM31
elektrostatické výboje
AE2
malé předměty
AM41
ionizace
AE3
velmi malé předměty
AN
sluneční záření
AE4
lehká prašnost
AN1
zanedbatelné
AE5
mírná prašnost
AN2
střední
AE6
silná prašnost
AN3
silné
50
Tab. 3-5 Stručný seznam vnějších vlivů – II. (pokr. Tab. 3-4)
AF
koroze
AP
seismicita
AF1
zanedbatelná
AP1
zanedbatelná
AF2
AF3
atmosférická
občasná
AP2
AP3
nízká
střední
AF4
trvalá
AP4
silná
AQ
AQ1
AQ2
AQ3
AR
AR1
AR2
AR3
bouřková činnost
zanedbatelná
nepřímé ohrožení
přímé ohrožení
pohyb vzduchu
pomalý
střední
rychlý
AS
AS1
AS2
AS3
vítr
malý
střední
velký
BA
schopnost osob
BE
BE1
BE2
BE2N1
BE2N2
BA1
běžná
BE2N3
BA2
BA3
děti
invalidé (i pacienti)
BE3
BE3N1
BA4
poučení
BE3N2
BA5
znalí
BE3N3
látky v objektu
bez nebezpečí
nebezpečí požáru
nebezpečí požáru hořlavých hmot
nebezpečí požáru hořlavých
prachů
nebezpečí požáru hořlavých
kapalin
nebezpečí výbuchu
nebezpečí výbuchu hořlavých
prachů
nebezpečí výbuchu hořlavých
plynů a par
nebezpečí výbuchu výbušnin
BB
odpor lidského těla
BE4
BC
BC1
dotyk se zemí (odpor na zem)
žádný
BD
BD1
nebezpečí
znečištění/kontaminace
hustota lidí / možnost úniku
málo lidí / snadný únik
BC2
BC3
BC4
výjimečný
častý
trvalý
BD2
BD3
BD4
málo lidí / obtížný únik
hodně lidí / snadný únik
hodně lidí / obtížný únik
CB
CB1
provedení budovy
zanedbatelné
CB2
CB3
CB4
šíření ohně
nebezpečí posunu
poddajné a nestabilní
CA
CA1
CA2
Konstrukční materiály
nehořlavé
hořlavé
51

Členění prostředí z hlediska nebezpečí úrazu elektrickým proudem
Na podkladě určení vnějších vlivů pro potřeby posouzení nebezpečí úrazu
elektrickým proudem, příp. elektrickým či elektromagnetickým polem, který může
nastat při provozu elektrického zařízení, se prostory člení na:

normální;

nebezpečné;

zvlášť nebezpečné.
Toto členění je české specifikum, existující již v normě ČSN 34 1010:1965 –
Všeobecné předpisy pro ochranu před nebezpečným dotykovým napětím. Aktuálně
jsou tyto požadavky zapracované do národní přílohy normy ČSN 33 2000-4-41,
ed.2:2007, Z1:2010.
Je nutné si uvědomit, že členění prostor s ohledem na riziko úrazu elektrickým
proudem a následné požadavky jsou jedny, nikoliv jediné požadavky na provedení
elektrické instalace z pohledu vnějších vlivů. Jako příklad může sloužit vliv BE3N1
resp. BE3N2 – tedy riziko výbuchu hořlavých prachů resp. par a plynů. Tyto prostory
(resp. výše uvedené vnější vlivy) mohou za předpokladu absence jiných vnějších
vlivů, zvyšujících riziko úrazu elektrickým proudem, být klasifikovány jako prostory
normální.
Z protokolu o určení vnějších vlivů se vyberou ty vlivy, jež zvyšují riziko úrazu
elektrickým proudem. Je-li instalace resp. elektrické zařízení vystaveno byť jen po
přechodnou dobu vnějšímu vlivu, který je uveden v seznamu zvlášť nebezpečných, je
daný prostor klasifikován jako zvlášť nebezpečný. (Pozn. zcela mimořádné události,
jako je např. prasklé potrubí s vodou, porušení střešní krytiny s následným
zatékáním apod. se neuvažují.)
Pro provedení instalací v prostorech zvlášť nebezpečných (což je i případ místností
pro zdravotnické účely minimálně skrze vliv BA3) platí povinnost provedení tzv.
doplňkové ochrany (proudový chránič a doplňující místní pospojování). Dalším
požadavkem kladeným na prostory zvlášť nebezpečné je požadavek na redukci
bezpečného malého napětí a konvenčních mezí dotykových napětí na hodnotu 12 V
AC a 25 V DC nestanoví-li zvláštní předpis hodnoty jiné.
Tab. 3-6 obsahuje vnější vlivy, jež se uplatňují v prostorech normálních. Některé z
těchto vnějších vlivů jsou tzv. normální vnější vlivy, tj. vnější vlivy, které se berou jako
výchozí. Jejich význam je rozebrán v následující kapitole.
Tab. 3-7 a Tab. 3-8 uvádějí vnější vlivy, jež jsou přiřazeny pro prostory nebezpečné a
zvlášť nebezpečné. Za zmínku stojí již uvedená explicitní poznámka o zvlášť
nebezpečných prostorech s vnějším vlivem BA3.
52
Tab. 3-6 Vnější vlivy v prostorech normálních, zdroj [15]
AA teplota okolí
AA1, AA2, AA31)2), AA41), AA5, AA8
A
B
C
AB vlhkost
AB5
AC nadmořská výška
AC11), AC2
AD voda
AD11)
AE cizí tělesa
AE11), AE43), AE53), AE63)
AF
AF11)
koroze
AG ráz
AG11)
AH vibrace
AH11)
AK rostlinstvo
AK11)
AL živočichové
AL11)
AM záření
AM11), AM4
AN sluneční záření
AN11), AN2, AN3
AP
seismicita
AP11)5)
AQ bouřková činnost
AQ11)6)
AR pohyb vzduchu
AR11), AR2, AR3
AS vítr
BA schopnost lidí
AS11)
BA11)7)
BC dotyk se zemí
BC1, BC2
BE
CA konstrukční materiály
BE11), BE24), BE2N14),
BE3N24), BE3N34), BE4
CA11), CA2
CB provedení budovy
CB11), CB2
BE2N23)4),
BE3N13)4),
Poznámky:
1)
Třídy vlivu, jež jsou definovány jako normální vnější vlivy.
2)
Třídy vlivu, jež jsou definovány jako normální vnější vlivy, avšak připouští v určitých
případech nezbytná speciální opatření.
3)
Prach, který je nevodivý.
4)
Tyto vnější vlivy neovlivňují nebezpečí úrazu el. proudem osob, avšak je nutno
dbát, aby ochrana před dotykem nemohla sama od sebe být příčinou vznícení
nebo výbuchu.
5)
Ohrožení zdraví je způsobeno jinými vlivy, nikoliv možnost úrazu el. proudem.
6)
Objekty, které je nutno chránit před bleskem jsou definovány ve vyhl. 268/2009 Sb.
53
7)
V případě, že jsou pod dozorem nebo dohledem osob BA4 (poučených) nebo BA5
(znalých).
Tab. 3-7 Vnější vlivy v prostorech nebezpečných, zdroj [15]
AA teplota okolí
AA6, AA7
A
B
AB vlhkost
AB1, AB2, AB3, AB4, AB8
AE cizí tělesa
AE21), AE31), AE41), AE51),2), AE61),2)
AF
AF2, AF3
koroze
AG ráz
AG2
AH vibrace
AH2
AK rostlinstvo
AK2
AL živočichové
AL2
AM záření
AM2, AM3, AM5, AM6
AP
AP21), AP31), AP41)
seismicita
AQ bouřková činnost
AQ23), AQ33)
AS vítr
BA schopnost lidí
AS21), AS31)
BA11)4)BA31), BA41)
BC dotyk se zemí
C CB provedení budovy
BC4, BC3
CB4
Poznámky:
1)
Z hlediska bezpečných malých napětí živých částí (SELV, PELV) se tyto prostory
pokládají za normální.
2)
Výskyt vodivého prachu.
3)
V zájmovém prostoru je nutno zajistit ochranu před účinky blesku a jeho následky.
4)
V případě, že prostory s BA1 (nekvalifikované osoby) nejsou pod dozorem nebo
dohledem osob BA4 nebo BA5 (poučených nebo znalých), mohou se stát prostory
zvlášť nebezpečnými.
54
Tab. 3-8 Vnější vlivy v prostorech zvlášť nebezpečných, zdroj [15]
AB vlhkost
AB6, AB7
AD voda
A AF
B
koroze
AD21), AD31), AD41), AD5, AD6, AD7, AD8
AF4
AG ráz
AG32)
AH vibrace
BA schopnost lidí
AH32)
BA33)
BE
BE2N34)
Poznámky:
1)
Venkovní prostory s těmito vnějšími vlivy mohou být posouzeny jako prostory
pouze nebezpečné, jestliže se tyto vlivy v daném prostoru vyskytují pouze občas a
je zajištěno, že s elektrickým zařízením se bude manipulovat pouze v době, kdy
působí maximálně jen vnější vlivy příslušné prostorům nebezpečným a normálním.
2)
Z hlediska ochranného opatření – ochrana malým napětím SELV a PELV
odpovídajícím napěťovým hladinám max. 12 V AC a 25 V DC se tyto prostory
pokládají za normální.
3)
Zdravotnické prostory, v nichž předpisy vyžadují určité způsoby ochrany.
4)
Jen jsou-li hořlavé kapaliny vodivé.

Sestavení a vzor protokolu o určení vnějších vlivů
O určení vnějších vlivů a opatřeních, které vnější vlivy podmiňují, musí být písemný
doklad – Protokol o určení vnějších vlivů. Při změnách využití objektu (technologie,
změně využití místností nebo používaných látek) musí být určeny znovu ty části
vnějších vlivů, u kterých dochází ke změnám.
Norma ČSN 33 2000-5-51 ed.3 hovoří o dvou úlevách, kdy lze upustit od povinnosti
vypracovávat protokol o určení vnějších vlivů, k nim je ovšem zapotřebí přistupovat
velice obezřetně:

Pro jednoznačné vnější vlivy, které jsou ve smyslu výše uvedené Tab. 3-6
považovány za normální, není nutno vypracovávat protokol.

Vnější vlivy (nebo jejich části) není nutno určovat v prostorech, pro které jsou
tyto vlivy stanoveny technickou normou nebo jiným předpisem. V protokolu o
určení vnějších vlivů se u těchto prostorů uvede pouze odkaz na normu nebo
příslušný předpis, na jejichž základě byly vnější vlivy zcela nebo z části
stanoveny.
Rozborem výše uvedených úlev lze dospět k následujícímu. Pro společné prostory
např. chodeb ubytovacích prostor je typickým vnějším vlivem BD2 a vyšší, což není
normální vnější vliv. Analogicky se tedy pro jednoznačné určení, zdali se jedná
55
pouze o normální vnější vlivy (což zde nejsou) dostáváme k povinnosti určit všechny
vnější vlivy.
V případě druhého požadavku, který je aplikovatelný a odborné veřejnosti nejvíce
znám v případě bytových koupelen a umývacího prostoru v kuchyni, jež jsou zcela
jednoznačně specifikovány normou ČSN 33 2000-7-701 resp. ČSN 33 2130 je
situace podobná, tj. protokol není nutno vypracovávat, resp. v dokumentaci příp.
protokolu pro skupinu místností se uvede odkaz na příslušnou normu, jak je uvedeno
výše.
Sestavení Protokolu o určení vnějších vlivů je prováděno odbornou komisí. Její
složení není normativně předepsáno, avšak má se obecně vzato, že v komisi by měli
být minimálně tři lidé, kteří jsou schopni poskytnout odborné stanovisko ke
správnému určení vnějších vlivů. Tito lidé zároveň podpisy stvrdí finální verzi
protokolu.
Z členů, jež by měli být přítomni při sestavování protokolu se jedná o tyto zástupce:

zástupce investora;

uživatele budoucí elektrické instalace resp. technolog (zpravidla má zkušenost
se stávající instalací, příp. informace o zamýšleném užití nové instalace);

projektanta budoucí elektrické instalace;

revizního technika (nejlépe se zkušeností s dosavadní instalací, často
moderuje diskuzi);

požárního technika (zejména pro kvalifikované vyjádření k vlivům BD, BE);

bezpečnostního technika dané organizace.
Z hlediska obsahu protokolů se v něm uvedou buď všechny určené vnější vlivy, příp.
je možné výčet redukovat pouze na ty vnější vlivy, jež nejsou vnějšími vlivy
normálními (pozor neplést s normálními prostory) se současným konstatováním, že
ostatní vnější vlivy jsou vlivy normálními.
Na základě vnějších vlivů musí být zcela jednoznačně klasifikován prostor z hlediska
nebezpečí úrazu elektrickým proudem (tj. normální, nebezpečný, zvlášť nebezpečný)
např. větou: „Na základě vyhodnocení vnějších vlivů byl prostor z hlediska rizika
úrazu elektrickým proudem shledán prostorem normálním ve smyslu ČSN 33 20004-41 ed.2, Z1:2010.“
Do Protokolu o určení vnějších vlivů se často do sekce zdůvodnění často uvádějí
požadavky na výběr, stavbu a užívání elektrické instalace s ohledem na určené
specifické vnější vlivy. Mohou obsahovat buď informace, jež jsou uvedeny obecně
např. ČSN 33 2000-5-51 ed.3 (pro příslušné vybrané vnější vlivy), a/nebo informace
ze specifických jednoúčelových norem (přípustná je i formulace např. prostor
koupelny bude řešen v souladu s ČSN 33 2000-7-701 ed.2), a v neposlední řadě i
zpřesňující podmínky pro užívání instalace (týkající se režimu vstupu, požadavkům
na odbornou kvalifikaci obsluhy, příp. nutnosti vypracovat MPBP – místní provozní
bezpečnostní předpis, jež je jako dokument definován v NV 378/2001).
Pro sestavení Protokolu o určení vnějších vlivů je nutno, aby komise byla vybavena
následujícími podklady:

stavební výkresy objektu s výpisem užitých stavebních materiálů;
56

vyjádření specialisty požární bezpečnosti (požární zpráva);

požadavky hygienika;

obhlídka objektu, porovnání s obdobnou stavbou;

technické normy zamýšlené pro stanovení vnějších vlivů, příp. legislativa
(např. NV 23/2008);

pro prostory s vnějšími vlivy BE3 výkresovou dokumentaci s označením
jednotlivých zón a zároveň protokol o určení těchto zón (dle EN 60079-10).
Vzor protokolu vč. popisu jednotlivých položek je uveden na Obr. 3-1.
57
Obr. 3-1 Vzor protokolu o určení vnějších vlivů

Vybrané vnější vlivy a opatření k jejich eliminaci
Zařízení pro zpracování ropy mohou skrze svoji rozmanitost obsahovat značné
množství vnějších vlivů, jež nejsou vnějšími vlivy normálními. Z hlediska volby a
montáže elektrických zařízení je nutno respektovat charakter vnějších vlivů a provést
58
opatření spočívající ve volbě (účinky vnějších vlivů se mohou navzájem ovlivňovat
nebo zvyšovat), event. v doplnění přiměřené ochrany.
Z hlediska vnějších vlivů, jež je nutno vzít v potaz, a jejichž opatření k potlačení jsou
obecně méně známé než např. vnější vliv AA – teplota nebo AD – voda, jsou
uvedena opatření pro tyto vnější vlivy: AF, AM, BD.
Vnější vliv AD – voda
Elektrické zařízení musí odolávat působení vody či jiné nehořlavé kapaliny, již je
vystaveno. Umisťování rozváděčů vn a hlavních rozváděčů v prostředí AD je
zakázáno, pokud jejich umísťování v tomto prostředí pro specifické užití nepovoluje
jiný elektrotechnický předpis.
Podružné rozváděče se musí vždy umisťovat tak, aby ani rozváděče, ani jejich
manipulační prostory nemohly být zasaženy vodou, tj. pouze v prostředí nejvýše
AD1. Je-li nebezpečí kondenzace vodních par v rozváděčích, je nutno provést taková
opatření (provětrávání, vytápění apod.), aby vnější vlivy v rozváděčích byly
vyhovující pro zařízení umístěná uvnitř.
Přednostně se mají používat nástěnné rozváděče se stupněm ochrany krytem
alespoň IP43 nebo vyšším, z nevodivého, korozně odolného materiálu.
Ruční svítidla musí splňovat požadavky elektrických předmětů třídy ochrany III s
napětím nejvýše 24 V. Tam, kde se provádí občasný nebo pravidelný oplach vodou
podlah, stěn, popřípadě i zařízení, musí být v provozních předpisech stanovena
oplachová pásma a obsluha musí být prokazatelně seznámena, jak si má při oplachu
počínat, aby bylo zamezeno možnosti úrazu elektrickým proudem, nebo poškození
elektrického zařízení. Elektrická zařízení, umístěna v oplachovém pásmu, musí mít
stupeň ochrany krytem alespoň IP44, nebo musí být chráněna proti přímému postřiku
vodou.
Pro prostory bazénů a koupelen platí předpis ČSN 33 2000-7-701 ed.2, resp.
ČSN 33 2000-7-702 ed.2, podrobně specifikující tzv. zóny s vyčerpávajícím popisem
jak má být elektrická instalace v těchto zónách povolena.
Tab. 3-9 Vnější vliv třídy AD a minimální stupně ochrany krytem, zdroj [14]
Přiřazení minimálního stupně ochrany krytem jednotlivým třídám AD
Kód
AD1 AD2
AD3 AD4 AD5 AD6 AD7 AD8
Stupeň ochrany krytem
IPX0 IPX1, IPX2 IPX3 IPX4 IPX5 IPX6 IPX7 IPX8
Vnější vliv AF - koroze
Při čištění, práci s desinfekčními prostředky, prostory laboratoří apod. se lze setkat
se spoustou chemických sloučenin, jež mohou nepříznivě ovlivnit materiály vodičů,
izolací a krytů.
Rozdělení a definice tříd vnějšího vlivu AF je uvedena v Tab. 3-10. Při rozhodování o
konkrétní třídě vnějšího vlivu lze pro určité korozivní látky vycházet z definice z již
59
výše zmíněného souboru IEC 721 (EN 60721), jmenovitě pak tabulky A2.3 normy EN
60721-3-3.
Pokud budou posuzované prostory včetně elektroinstalace desinfikovány tlakovou
parou (VAP) s příměsí desinfekce, je nutno zvážit krytí elektrického zařízení.
Tab. 3-10 Definice a charakteristika vnějšího vlivu AF, zdroj [3]
Vnější vliv, Vnější vliv
Charakteristika (popis)
Odkaz (bližší
třída
definice, limity)
AF1
AF2
AF3
AF4
zanedbatelný množství korozivních látek
významná, normální vnější vliv
nejsou EN 60721-3-3, 3C1
EN 60721-3-4, 4C1
atmosférický přítomnost korozivních znečišťujících EN 60721-3-3, 3C2
látek je významná. Instalace nebo
zařízení na břehu moře, v blízkosti EN 60721-3-4, 4C2
průmyslových oblastí, produkujících větší
množství nečistot v atmosféře. Tento typ
znečištění
vzniká
např.
produkcí
brusných prachů, vodivých a nevodivých
prachů.
občasný
či občasné nebo příležitostné vystavení EN 60721-3-3, 3C3
příležitostný korozivním nebo znečišťujícím látkám při
výrobě a užití těchto látek. Místa, kde se EN 60721-3-4, 4C3
zachází
s
malými
množstvími
chemických produktů a kde tyto produkty
mohou náhodně přijít do styku s
elektrickým zařízením. Tyto podmínky se
mohou vyskytnout v laboratořích a
místech, kde se užívají uhlovodíky
(garáže, kotelny apod.). Ochrana proti
korozi podle specifikace pro zařízení.
trvalý
Trvalé vystavení velkému množství EN 60721-3-3, 3C4
korozivních nebo znečišťujících látek
(chemické továrny). Zařízení speciálně EN 60721-3-4, 4C4
navržené podle specifikace zařízení.
Pro vnější vlivy AF2 a vyšší mají být zajištěna následující opatření.
AF2 a AF3 – Elektrická zařízení musí odolávat zvýšené korozní agresivitě prostředí,
způsobené přítomnými chemicky agresivními látkami ve formě plynů, par, aerosolů
nebo prachů. V případech, kdy odolnost materiálů v daném prostředí není
dostačující, musí být provedena dodatečná ochrana pokovením, nátěrem, zalitím
apod. Elektrické stroje, přístroje a svítidla musí mít stupeň ochrany krytem alespoň
IP44. Kryty mají být korozně odolné, nebo musí být opatřeny vhodnou povrchovou
úpravou. Šrouby, které se musí během života zařízení a jeho provozu uvolňovat,
musí být korozně odolné, nebo musí být opatřeny vhodnou povrchovou ochranou
60
pokovením. Vedení mají být přednostně kabelová. Pro jádra a pláště kabelů musí být
používány materiály dostatečně odolné přítomným agresivním látkám.
Při kladení kabelů v tomto prostředí se nesmí provádět ostré ohyby kabelů a
vystavovat pláště kabelů přídavnému namáhání. Dovolené poloměry ohybů kabelů
se doporučuje zvětšovat na dvojnásobek. Rozváděče se mohou v tomto prostředí
umisťovat jen, je-li to bezpodmínečně nutné a mají být provětrávány čistým
vzduchem. Tyto rozváděče mají mít stupeň ochrany krytem alespoň IP44.
AF4 – Elektrická zařízení musí odolávat extrémní korozní agresivitě prostředí
způsobené přítomnými agresivními látkami (plyny, parami, kapalinami, aerosoly,
popř. spadem pevných částic). V tomto prostředí se mají umisťovat jen elektrická
zařízení z technologických důvodů nutná. V případech, kdy odolnost materiálu v
daném prostředí není dostačující, musí být provedena dodatečná ochrana
(pokovením, nátěrem, apod.).
Elektrické stroje, přístroje a svítidla musí mít stupeň ochrany krytem alespoň IP54,
nebo musí být profukovány čistým vzduchem. Elektrické přístroje mají být proti
přímému zásahu chemicky agresivních látek chráněny polohou nebo zvláštními
kryty. Kryty elektrických předmětů musí být korozně odolné nebo musí být chráněny
vhodnou povrchovou ochranou. Šrouby, které se musí během života zařízení a jeho
provozu uvolňovat, musí být korozi odolné, nebo musí být opatřeny vhodnou
povrchovou ochranou pokovením.
Vedení mají být přednostně kabelová s měděnými jádry, pokud na měď negativně
nepůsobí přítomné agresivní látky. Konce jader mají být pocínovány a spoje po
montáži potřeny konzervačním tukem nebo zatřeny barvou. Slaněné konce vodičů se
nedoporučuje cínovat. Kabelové trasy se doporučuje chránit zakrytými instalačními
žlaby nebo alespoň stříškami z korozně odolného materiálu. Při kladení kabelů v
tomto prostředí se nesmějí provádět ostré ohyby a vystavovat pláště kabelů
přídavnému namáhání. Dovolené poloměry ohybů kabelů se doporučuje zvětšovat
na dvojnásobek.
Rozváděče se v tomto prostředí zásadně neumisťují. Pokud je to bezpodmínečně
nutné, musí být provětrávány čistým vzduchem. Rozváděče mají mít stupeň ochrany
krytem alespoň IP44. Ruční svítidla musí být provedena jako elektrické předměty
třídy ochrany III na napětí nejvýše 24 V. Zvláštní pozornost je nutno věnovat spojům
různých kovových materiálů; styková místa musí být před montáží elektrických
zařízení opatřena dostatečnou ochrannou vrstvou, aby bylo zabráněno vzniku
korozních mikročlánků.
Z hlediska volby materiálu s ohledem na předpokládanou chemickou sloučeninu a
případné povrchové úpravy kovových materiálů lze s výhodou použít tabulku z dnes
již neplatné ČSN 33 2000-5-51:2000. Některé z barev se v současnosti již
nevyrábějí, ve většině případů ovšem výrobci nabízejí náhrady. (Pozn. S – barvy na
syntetické bázi, O – barvy olejové, U – barvy polyurethanové).
61
Tab. 3-11 Korozní odolnost materiálů, zdroj [12]
62
Tab. 3-12 Popis, poznámky a definice k Tab. 3-11, zdroj [12]
63
Vnější vliv AM – elektromagnetická, elektrostatická nebo ionizující záření
Vnější vliv AM zahrnuje všechna možná elektromagnetická záření. Jedná se o nízko
a vysokofrekvenční elektromagnetické pole, emise harmonických způsobené
polovodičovými měniči, LEMP (elektromagnetický impulz vyvolaný bleskovým
proudem), statická elektřina a ionizující záření (gama, rentgenové záření).
Zdrojem elektromagnetického rušení na nízkém kmitočtu (vliv AM8) mohou být
jednak silové kabely, transformátory, startéry zářivek apod. Ochrana spočívá např. v
dodržení dostatečných vzdáleností mezi zdroji rušení a citlivými přístroji příp.
sdělovacím vedením. Tuto problematiku řeší kromě předmětných norem pro
zdravotnické prostory např. ČSN EN 50174-2. Zkoušky odolnosti jsou definovány v
ČSN EN 61000-4-8.
Zdrojem vysokofrekvenčního elektromagnetického pole (vlivy AM21, AM22) mohou
být spínané zdroje (polovodičové měniče, UPS). Ochrana spočívá v dodržení
dostatečné vzdálenosti od citlivých přístrojů a sdělovacího vedení, zkrácení délky
napájecího kabelu mezi měničem a zátěží, užití stínění a výstupních filtrů (du/dt filtry,
sinusové filtry). Tuto problematiku řeší soubor norem ČSN EN 61000 (EMC).
Vliv AM1 - Nízkofrekvenční rušení harmonickými proudu (zkreslení THDi a jako
důsledek zkreslení napájecího napětí THDu) je způsobeno např. neřízenými
usměrňovači, které jsou typické jako vstupní usměrňovače u nepřímých měničů
kmitočtu. Požadavky na zařízení definuje soubor ČSN EN 61000 (EMC). Řešením
mohou být zvláštní opatření v instalaci (filtry harmonických). Emise řeší norma ČSN
EN 61000-3-2, kompatibilní úrovně řeší ČSN EN 61000-2-2.
Statická elektřina (AM 31) může vzniknout např. v důsledku nevhodného oděvu,
manipulací s neuzemněnými přístroji nebo manipulací přístroji z elektrizovatelných
hmot, příp. použitím elektrických indukčních zařízení. Její projevy mohou zapálit
výbušné směsi prachů a plynů v atmosféře, zničit, příp. rušit provoz citlivých
elektrických přístrojů. Požadavky řeší normy EN 61000-4-2.
Ochrana před elektromagnetickým impulzem (AM23, AM21 ale hlavně vliv AQ)
způsobeným bleskovými proudy (ať již v důsledku průchodu plných či dílčích
bleskových proudů nebo indukovaných napětí) je řešena podrobně souborem EN
62305. Problematika komplexního řešení LPS a LPMS je natolik složitá, že lze
doporučit přenechat řešení návrhu a instalace společnosti, jež se specializuje těmito
projekty.
Posledním zmíněným vlivem je AM41 – ionizace. Podobně jako v případě LPS je
nutná součinnost s dodavatelem vybavení radiologického pracoviště.
Klasifikace prostředí s povahou AM – Elektromagnetická, elektrostatická nebo
ionizující působení, elektromagnetické jevy s nízkým kmitočtem šířené vedením,
indukcí nebo vyzařováním je v ČSN 33 2000-5-51 ed.3 popsáno v Tab. 3-13.
64
Tab. 3-13 Vnější vlivy AM dle ČSN 33 2000-5-51 ed.3 - jejich klasifikace a normy je
popisující, zdroj [3]
Kód
Vnější vliv
Odkaz na návazné předpisy
AM
Elektromagnetická,
elektrostatická nebo ionizující
působení
IEC 61000-2 řady IEC 61000-4 řady
(ČSN IEC 1000-X, ČSN IEC 61000-X)
AM-1-X
Harmonické, meziharmonické
ČSN EN 61000-2-2
AM-1-X
Signální napětí
ČSN EN 61000-2-2
AM-3-X
Změny amplitudy napětí
IEC 60364-4-444
AM-4
Neustálené napětí
ČSN EN 61000-2-2
AM-5
Změny kmitočtu
ČSN EN 61000-2-2
AM-6
Indukované napětí nízkého
kmitočtu
ITU-T
AM-7
Stejnosměrný proud
v obvodech střídavého
proudu
AM-8-X
Vyzařovaná magnetická pole
ČSN EN 61000-4-8
AM-9-X
Elektrická pole
IEC/TR 61000-2-5
AM-2X
Elektromagnetické jevy
s vysokým kmitočtem šířené
vedením, indukcí nebo
vyzařováním
AM-21
Indukovaná oscilující napětí
nebo proudy
ČSN EN 61000-4-6
AM-22-X
Šířené vedením,
jednosměrně vedené
v časovém měřítku
nanosekund
ČSN EN 61000-4-4
AM-23-X
Šířené vedením,
jednosměrně vedené
v časovém měřítku
milisekund
IEC 60364-4-43
AM-24-X
Oscilační přechodové jevy
šířené vedením
ČSN EN 61000-4-12,
AM-25-X
Jevy vyzařované vysokým
kmitočtem
ČSN EN 61000-4-3
AM-31-X
Elektrostatické výboje
ČSN EN 61000-4-2
AM-41-X
Ionizace
ČSN EN 60255-22-1
65
Vnější vliv BD – Podmínky úniku v případě nebezpečí
Jelikož z důvodu vysoké koncentrace osob a ztížených možností úniku (evakuace)
se v případě např. ubytovacích prostor, a nezřídka celé technologie bude jednat o
vliv BD2 a vyšší.
Dokumenty upravující provedení elektrické instalace v ČR jsou jednak ve Vyhl.
20/2008 Sb., jednak normy týkající se požární bezpečnosti staveb (ČSN 73 0802 a
zejména ČSN 73 0835), na něž se zmíněná vyhláška výslovně odvolává.
I když se nejedná o technickou normu, je žádoucí zohlednit i požadavky dokumentu
ND ESČ 33.01.03 Elektrické instalace v objektech se shromažďovacími prostory pro
služby a ve výškových budovách.
Druhy a vlastnosti volně vedených kabelů elektrických rozvodů jsou uvedeny v Tab.
3-14.
K Tab. 3-14 je vhodné uvést následující:
a) vyhláška je včetně zapracované změny 268/2011,
b) dřívější požadavek B2cas1d0 byl zmírněn na B2cas1d1,
c) kabel sám o sobě funkčnost při požáru negarantuje, musí se posuzovat tzv.
funkční integrita kabelové trasy. tj. užití certifikovaných prvků (krabice,
kabelové lávky apod.) v souladu s pokyny k instalaci,
d) výše uvedená tabulka se vztahuje i na sdělovací kabely,
e) kabel CYKY běžně užívaný v elektrických instalacích tyto požadavky
nesplňuje.
Z Vyhl. 23/2008 se k provedení elektrické instalace uvádí:
Volně vedenými vodiči a kabely se rozumí nechráněné elektrické rozvody (nikoli
pohyblivé), které jsou vystaveny možným účinkům požáru a jejichž uložení a ochrana
neodpovídá podmínkám stanoveným českými technickými normami uvedenými v
příloze č. 1 části 1 bodech 1, 2, 14 a 15 a části 4.
Pokud se v požárním úseku nachází více prostorů, je nutno pro požární úsek splnit
veškeré požadavky pro jednotlivé prostory.
Kabely a vodiče funkční při požáru se klasifikují třídou funkčnosti P15(30, 60,
90,120)-R nebo PH15(30, 60, 90,120)-R v minutách. Třídy funkčnosti kabelů anebo
vodičů se prokazují zkouškou.
66
Tab. 3-14 Druhy a vlastnosti volně vedených kabelů elektrických rozvodům, zdroj
[13]
Položka Popis
Druh
vodiče
nebo kabelu
A
Volně vedené kabely a vodiče zajišťující funkci a ovládání I II III IV
požárně bezpečnostních zařízení
a)
domácí rozhlas podle ČSN 730802, evakuační rozhlas podle
x x x
ČSN 730831, nouzový zvukový systém podle EN 60849
nouzové a protipanické osvětlení
b)
x x x
c)
osvětlení chráněných únikových a zásahových cest
x x
d)
evakuační a požární výtahy
x x x
e)
větrání únikových cest
x x
f)
stabilní hasicí zařízení
x x x
g)
EPS (elektrická požární signalizace)
x x x
h)
zařízení pro odvod kouře a tepla
x x x
i)
posilovací čerpadla požárního rozvodu
x x x
B
Volně vedené vodiče a kabely zajišťující funkci zařízení,
jejichž chod je při požáru nezbytný k ochraně osob, zvířat a
majetku v prostorech požárních úseků vybraných staveb
a)
zdravotnická zařízení
1. jesle
x x
2. lůžková oddělení nemocnic
x x
3. JIP, ARO, operační sály
x x
4. lůžkové části zařízení sociální péče
x x
b)
stavby s vnitřními shromažďovacími prostory (např. školy,
divadla, kina, kryté haly, kongresové sály, nákupní střediska,
výstavní prostory, odbavovací haly, haly letištních,
železničních a autobusových terminálů)
1. shromažďovací prostor
x
2. prostory určené pro veřejnost
x x
c)
stavby pro bydlení (mimo rodinné domy)
1. únikové cesty
x
d)
stavby pro ubytování více než 20 osob (například hotely, internáty,
lázně, koleje, ubytovny apod.)
1. společné prostory (haly, recepce, jídelny, menzy, restaurace)
x
Vysvětlivky: I –
II –
III –
IV –
kabel Dca,
kabel B2cas1d1 (tj. malý vývin kouře a kapek, tř. reakce na oheň B2),
kabel B2cas1d1 v případě instalace v chráněné únikové cestě,
kabel funkční při požáru
67
x
3.3. Klimatické podmínky

Všeobecně
Pro určování vnějších vlivů prostředí pro elektrická zařízení se vychází z dokumentu,
jímž je určení místních podmínek prostředí. Jsou to podmínky, jimž musejí vyhovovat
stavební materiály i provedení stavby jako celku tak, aby byla dosažena potřebná
životnost stavby a vytvořily se požadované životní podmínky pro její uživatele. V
případě budování nového objektu získává projektant elektrického zařízení příslušný
dokument od navrhovatele stavby.
EN 60721-3 (IEC 721-3) stanovuje třídy parametrů prostředí a jejich stupně přísnosti
pokrývající extrémní (krátkodobé) podmínky, kterým výrobek může být vystaven
během přepravy, montáže, skladování a používání. Pro různé skupiny použití
výrobku (např. stacionární na místech chráněných proti povětrnostním vlivům,
vestavění do pozemních vozidel, lodní prostředí) jsou stanoveny vždy zvláštní
skupiny tříd. U tříd se bere v úvahu stupeň omezení použití výrobku – od velmi
omezených podmínek (např. v místnostech s regulovanou teplotou) až do ničím
neomezených podmínek.
Klasifikace zahrnuje jak přírodní podmínky, tak i podmínky vytvořené člověkem.
Skutečné podmínky prostředí, kterým je výrobek vystaven, jsou zpravidla složité a
skládají se z řady činitelů prostředí a jejich příslušných parametrů. Při definování
podmínek prostředí pro určité použití výrobků je tedy nutné:

uvést seznam činitelů prostředí, které se zahrnou do klasifikace prostředí;

pro každý parametr vybrat vhodný stupeň přísnosti.
Vlivy prostředí na výrobek při určitém použití jsou výsledkem:

podmínek média obklopujícího výrobek, kterým je obvykle voda nebo vzduch
(v některých případech půda);

podmínek konstrukce, se kterou je výrobek ve styku;

vlivů z vnějších zdrojů nebo činnosti.
Při volbě činitelů prostředí a parametrů pro použití určitého výrobku je proto nutné
prověřit tyto podmínky a vlivy pro jednotlivé činitele prostředí, jejich kombinace a
postupné působení vyskytující se v daném případě.
Veškeré klasifikační údaje potřebné pro jednoznačné stanovení vnějších vlivů má dle
souboru norem EN 60721-X-X uvést investor, popř. specialista technolog (závisí na
způsobu výstavby), tato informace platí všeobecně, nejen pro profesi elektro.
Neučiní-li tak, jsou veškeré práce při klasifikaci místa (vycházející ze souboru norem
EN 60721-X-X) nad rámec stanovení vnějších vlivů v souladu s HD 60364-551:2009, kapitolou 512.2, jehož účelem je shrnutí a posouzení vztahu těchto vnějších
vlivů k provedení elektroinstalace a její materiálové volby.
68

Obsah a uspořádání
Pro níže uvedené způsoby použití výrobku jsou stanoveny zvláštní skupiny tříd
podmínek prostředí:
EN 60721-3-0:Úvod
EN 60721-3-1: Skladování
EN 60721-3-2: Přeprava
EN 60721-3-3: Stacionární použití na místech chráněných proti povětrnostním
vlivům
EN 60721-3-4: Stacionární použití na místech nechráněných proti
povětrnostním vlivům
EN 60721-3-5: Zařízení pozemních vozidel
EN 60721-3-6: Lodní prostředí
EN 60721-3-7: Přenosné a nestacionární použití

Značení klimatických podmínek
Označení třídy se skládá z těchto prvků:
 číslice udává použití výrobku (1 pro skladování, 2 pro přepravu, 3 pro
stacionární použití atd..);
 písmena K pro klimatické podmínky, B pro biologické podmínky, C pro
chemicky aktivní látky, S pro mechanicky aktivní látky nebo M pro mechanické
podmínky; tento soubor lze podle potřeby rozšířit;
 další číslice označující stupeň přísnosti, kde vyšší číslice obvykle označuje
přísnější podmínky. Třída se může dále dělit na H (vyšší stupeň) nebo L (nižší
stupeň) pro popis podmínek, kdy např. teplota může být velice nízká, avšak
nikdy vysoká.
Příklad: Třída 2K3, kde
2 = přeprava;
K = klimatické podmínky;
3 = stupeň přísnosti.
Schematicky je způsob značení názorně ukázán na Obr. 3-2.
69
Označuje způsob ochrany
místa (je shodné s číslem
oddílů)
1 - skladování
2 – přeprava
3 – stacionární, chráněné
4 – stacionární, nechráněné
číslo
Příklad:
3
Stacionární užití v
chráněném místě
Označuje druh působení
(podmínek)
K – klimatické
Z – zvláštní
B – biologické
C – chemické látky
S – mechanické látky
M – mechanické
podmínky

písmeno
Označuje třídu (stupeň
přísnosti)
Obvykle čím vyšší číslo,
tím přísnější podmínky
(větší rozsah teplot, více
chemicky aktivních látek
apod.)

K
Klimatické podmínky
číslo
3
Teplota vzduchu
-5 až +45 °C
Obr. 3-2 Způsob značení klasifikace skupin parametrů prostředí
Z těchto hledisek je klasifikace podmínek prostředí pro zařízení na zpracování ropy
normalizována prakticky ve třech částech technické normy ČSN EN 60721:
ČSN EN 60721-3-3 (1994): Klasifikace podmínek prostředí.
Část 3: Klasifikace skupin parametrů prostředí a jejich stupňů přísnosti
Oddíl 3: Stacionární použití na místech nechráněných proti povětrnostním vlivům
ČSN EN 60721-3-4 (1994): Klasifikace podmínek prostředí.
Oddíl 4: Stacionární použití na místech chráněných proti povětrnostním vlivům
CSN EN 60721-3-6 (1994): Klasifikace podmínek prostředí.
Oddíl 6: Lodní prostředí

Způsob předání informací o klimatických podmínkách
70
Soubor IEC 721 umožňuje předání relevantních informací o klimatických podmínkách
několika možnými způsoby. Jednak pomocí úplné klasifikační tabulky, pomocí
stručné klasifikační tabulky a pro jednoznačnost lze ještě tabulkové vyjádření doplnit
souborem vybraných tříd.
Způsob zápisu pomocí úplné klasifikační tabulky je uveden v Tab. 3-15. Třídy vhodné
pro popisované místo je nejlépe podtrhnout.
Tab. 3-15 Úplná klasifikační tabulka podmínek prostředí dle IEC 721-3-3
K
3K1, 3K2, 3K3, 3K4, 3K5, 3K6, 3K7,
3K7L, 3K8, 3K8L, 3K8H
Z
Zvláštní klimatické podmínky
3Z1, 3Z2, 3Z3, 3Z4, 3Z5, 3Z6, 3Z7, 3Z8,
3Z9, 3Z10
B
Biologické podmínky
3B1, 3B2, 3B3
C
Chemicky aktivní látky
3C1, 3C2, 3C3, 3C4
S
Mechanicky aktivní látky
3S1, 3S2, 3S3, 3S4
M
Mechanické podmínky
3M1, 3M2, 3M3, 3M4, 3M5, 3M6, 3M7,
3M8
Příklad předání informací klasifikačních podmínek prostředí pomocí stručné
klasifikační tabulky je uveden v Tab. 3-16.
Tab. 3-16 Stručná klasifikační tabulka podmínek prostředí dle IEC 721-3-3
K
3K3
Z
Zvláštní klimatické podmínky
3Z1, 3Z4
B
Biologické podmínky
3B1
C
Chemicky aktivní látky
3C2
S
Mechanicky aktivní látky
3S2
M
Mechanické podmínky
3M2
Pro jednoznačnost klasifikačního určení lze ještě tabulkové vyjádření doplnit
souborem vybraných tříd takto:
3K3/3Z1/3Z4/3B1/3C2/3S2/3M2

Vztah mezi přísností klimatických podmínek a druhem klimatu
Typy klimatu jsou popsány v IEC 721-2-1. Pro jednoduchou klasifikaci definuje tato
norma 9 druhů klimatu, jež se vyskytují na Zemi, vyjma vnitrozemí Antarktidy.

velmi studené (kromě vnitrozemí Antarktidy) – EC;

studené – C;

chladné – CT;

mírné – WT;
71

teplé suché – Wdr;

horké suché – WDr;

velmi horké suché – EWDr;

horké vlhké – Wda;

horké vlhké vyrovnané – WDaE.
Na Obr. 3-3 a Obr. 3-4 jsou zobrazena klimatická pásma na západní a východní
polokouli. Barevná legenda k typům klimatu je uvedena v Tab. 3-17 a Tab. 3-18.
Tab. 3-17 Legenda k Obr. 3-3 a Obr. 3-4
CT
WT
Wdr MWDr EWDr
WDa WDaE
TROPY
EC
C
Extremely
cold
Cold
Cold
temperature
Warm
temperature
Warm
dry
velmi
studené
studené
chladné
mírné
teplé
suché
Mild
warm
dry
horké
suché
Extremely
warm dry
Warm
damp
Warm dry
equable
velmi
horké
suché
horké
vlhké
horké
vlhké
vyrovnané
Tab. 3-18 Legenda k Obr. 3-3 a Obr. 3-4
hygrotermická
oblast
střídavé
klima
nadmořská
výška přes
2000 m
Tyto klasifikace klimatických pásem mohou být použity pro stanovení okolní teploty
prostředí pro stacionární použití v místech nechráněných nebo částečně chráněných
proti povětrnostním vlivům, nejsou-li k dispozici přesné údaje o meteorologických
podmínkách v místě instalace. Obvykle se vybere nejméně přísný klimatický vliv, jež
ještě obsahuje uvažované rozmezí teplot v místě instalace (a způsobu ochrany před
povětrnostními vlivy).
72
Obr. 3-3 Klimatická pásma na západní polokouli, zdroj [11]
73
Obr. 3-4 Klimatická pásma na východní polokouli, zdroj [11]
74
3.4. Požadavky IEC 61892

Všeobecně
Parametry návrhu založené na klasifikaci podmínek prostředí použitelné na určité
druhy zařízení mohou být určeny podle polohy. Pokud nejsou žádná bližší data
k dispozici, následující kapitoly poskytují doporučené hodnoty.
Soubor IEC 61892 je složen ze 7 částí, jež popisují požadavky na elektrickou
instalaci. Tyto části neobsahují kompletní výčet požadavků, ale odkazují se na
předmětné normy např. IEC 60034 pro točivé elektrické stroje, EN 60079 pro
požadavky na instalaci ve výbušných atmosférách, EN 61140 pro společná hlediska
pro ochranu před úrazem elektrickým proudem a IEC 60364 (ČSN 33 2000) jako
jádro norem pro elektrické instalace.
Jednotlivé soubory a jejich obsah je uveden níže:
IEC 61892-1 Mobilní a pevné jednotky na volném moři - Elektrické instalace, část 1:
Všeobecné požadavky a podmínky instalace
Návrh sítí
Elektrická zařízení
Kabely
Mobilní jednotky
Instalace
Nebezpečné prostory (pozn. ve smyslu prostor s nebezpečím výbuchu)
Pro úplnost je vhodné dodat, že elektrické instalace v lodích je podrobně rozebrány
v souboru IEC 60092 (IEC 92, resp. EN 60092).
Pro účely certifikace plavidla (schválení uvedení do provozu) mají některé certifikační
společnosti vlastní pravidla, jež se v případě certifikace u dané společnosti stávají
závazné pro konstrukci. Např. ABS – American Bureau of Shipping má vlastní
pravidla, jež je možné bezplatně stáhnout z internetu.

Teplota
Není-li specifikována vysoká teplota vzduchu jako kritérium pro volbu a montáž
elektrického zařízení, má se použít hodnota 45 °C.
Pokud je elektrické zařízení navržené a zvolené pro provoz v jiném rozsahu okolních
teplot než v Tab. 3-19, mohou být zvolené meze změněny.
75
Tab. 3-19 Návrhové hodnoty, okolní teplota, zdroj [1]
Druh zařízení
Hodnota
(°C)
Vysoká teplota vzduchu
Kabely
45
Generátory a motory
50
Rozváděče
45
Transformátory
45
Ovládání a přístrojová technika
55
Další elektrické zařízení
45
Nízká teplota vzduchu
5 (všeobecně)
-25 (otevřená paluba)
Vysoká teplota vody
Generátory a motory
35
Pozn. Nejlepší pracovní podmínky pro baterie jsou pro rozsah okolních teplot 1520°C. Okolní teplota udržovaná v daném rozsahu ovlivní životnost a výkonnostní
parametry, a proto se vyžadují zvláštní opatření.

Vlhkost
Návrhové hodnoty relativní vlhkosti jsou uvedeny v Tab. 3-20.
Tab. 3-20 Referenční hodnoty relativní vlhkosti, zdroj [1]
Hodnota
%
°C
95
do 45
70
nad 45

Použité materiály
Všeobecně, veškerá elektrické zařízení musí být konstruováná z trvanlivých,
ohnivzdorných materiálů odolných vlhkosti, jež nejsou náchylné k degradaci
v atmosféře a teplotách, jíž budou pravděpodobně vystaveny.
Zařízení umístěná venku, v přirozeně větraných prostorách a prostorách
oplachovaných vodou musí být vyrobena z ověřených materiálů schopných odolávat
mořské vodě.

Kabely a vodiče
Kabely používané v instalacích na lodi musí být odolné proti šíření plamene.
76
Navíc, kabely použité v instalacích v ubytovacích prostorech musí být
bezhalogenové a musí mít nízký vývin kouře a horkých padajících kapek (třída
reakce na oheň alespoň B2cas1d0)
Části instalace, které musí být funkční při požáru musí splňovat požadavky IEC
60331-21 a IEC 60331-31. Tzn. zajištění funkčnosti celé kabelové trasy. Není-li
specifikováno jinak, musí být zajištěna funkčnost při požáru po dobu 90 min. Příklady
instalací, u nichž musí být zachována funkčnost při požáru jsou:

systémy detekce kouře a požáru;

systémy hlášení požáru;

hasicí zařízení (ta mimochodem nebývají obvykle jištěna na přetížení, jen na
zkrat);

systémy nouzového zastavení a podobné ovládací systémy;

nouzové osvětlení, navigační světla a obrysová světla;

zajištění nouzového napájení výše uvedených částí (včetně přívodu
z generátoru).
Shrnutí pojmů
Protokol o určení vnějších vlivů je nedílnou součástí dokumentace elektrické
instalace. Musí být archivován po celou dobu životnosti instalace, tj. do doby
rekonstrukce nebo zániku. Protokol o určení vnějších vlivů je české specifikum.
Klimatické podmínky jsou teplotní, vlhkostní, sluneční podmínky v místě instalace.
Typy klimatu jsou popsány v IEC 721-2-1. Pro jednoduchou klasifikaci definuje tato
norma 9 druhů klimatu, jež se vyskytují na Zemi, vyjma vnitrozemí Antarktidy. Pro
zařízení chráněná před povětrnostními vlivy vyjadřují klimatické podmínky
definované (uvažované) rozsahy teplot, vlhkosti, výskytu vody v kapalném
skupenství, korozivních látek apod.
Vnější vlivy jsou souborem vnějších okolních podmínek, jež působí na zařízení resp.
zpětné vlivy zařízení na své okolí, které jsou definovány proto, aby byly jednoznačně
určeny podmínky instalace a provozu zařízení.
Otázky
1. Definujte pojem prostor normální, nebezpečný a zvlášť nebezpečný. Kdy je
prostor z hlediska úrazu elektrickým proudem prostorem zvlášť nebezpečným?
2. Jaká je spojitost mezi vnějšími vlivy a klimatickými podmínkami?
3. Jaké opatření se uplatní na elektrická zařízení vystavena vnějšímu vlivu AD3
(déšť)?
77
4. Musí být v počáteční fázi projektu stanoveny vnější vlivy resp. klimatické
podmínky?
Další zdroje
[1]
IEC 61892-1:2012
[2]
ABS – rules for building and classing, steel vessels, 2012. Zdroj:
www.eagle.org
[3]
ČSN 33 2000-5-51:2010
[4]
ČSN EN 60721-3-0
[5]
ČSN EN 60721-3-1
[6]
ČSN EN 60721-3-3
[7]
ČSN EN 60721-3-4
[8]
ČSN IEC 721-2-1
[9]
Koudelka, C., Meduna, V. Klimatické podmínky, sylab, VŠB-TU Ostrava, 2006
[10] Dudek, J. Elektrotechnika ve zdravotnictví, sylab, VŠB-TU Ostrava, 2013.
[11] Obering. H. Greiner., Electronic Publication EP101E, Danfoss
[12] ČSN 33 2000-5-51:2000
[13] NV 23/2008
[14] TNI 33 2140:2007
[15] ČSN 33 2000-4-41:2007 + Z1:2010
[16] IEC 61892-2:2012
78
Výpočty a studie elektrických sítí
4 VÝPOČTY A STUDIE ELEKTRICKÝCH SÍTÍ
Čas ke studiu: 10 hodin
Cíl:
Po prostudování tohoto odstavce budete umět
 definovat druhy a účel studií elektrických sítí;
 popsat jaké vstupní dokumenty je zapotřebí pro provádění studií;
 popsat obecnou strukturu zprávy, definovat její obsah;
 seznámit se s obsahem a způsobem tvorby Load Flow, Short-Circuit
a Dynamic Stability Study.
Výklad
4.1. Druhy a účel studií

Úvod
Výsledná volba provozních stavů, jež mají být zohledněny studiemi, musí být
odsouhlasena vlastníkem provozu resp. plošiny a musí být podle požadavků
příslušného certifikačního orgánu. Studie a výpočty musí zohledňovat instalované
spotřebiče a složitost (provázanost) elektrické sítě. Změny a úpravy ve stávající
elektrické instalaci, ať už dočasné nebo trvalé, musí být vyhodnoceny.
Aby byla potvrzena správnost návrhu elektrické instalace a vhodnost dimenzování
zvolených elektrických zařízení, musí být provedeny studie a výpočty elektrických
sítí. Musí být obecně zvoleny a provedeny některé z těchto typů studií:

výkonová bilance (součet instalovaných a odebíraných výkonů), v originále se
označuje jako „Electrical Load Study“ nebo „Electrical Load List“, slouží
k dimenzování hlavních součástí plošiny (provozu);

soupis použitých kabelů – tzv. Cable List. Pro účely studií níže uvedených se
jedná především o silové kabely. Tento dokument obsahuje data jako druh
kabelu, použitá izolace, jmenovité napětí, průřez, počet paralelních kabelů
(vodičů), délka příp. výrobce a katalogový typ kabelu. Tato data jsou nutná pro
sestavení modelu sítě, ověření proudové zatížitelnosti, úbytků napětí a
výkonových ztrát a ověření zkratové odolnosti.

dokument obsahující vstupní data pro výše uvedené studie – přestože se
nejedná o studii ve smyslu výše uvedených studií, je nanejvýš vhodné jej zde
zmínit; v originále se označuje jako „Input Data Document“ a obsahuje
přehledně informace o všech instalovaných spotřebičích nutných k pro
sestavení modelu pro „load flow“, „short-circuit“ a „dynamic stability“ modelů,
zejména tedy zkratové impedance elektrických zařízení (transformátory,
asynchronní a synchronní stroje), reaktance kabelů, model turbíny a
79
regulátoru turbíny (GOV – speed governor) a model automatického regulátoru
napětí (AVR – automatic voltage regulator);

výpočty úbytků napětí a výkonová analýza v ustáleném režimu, v originále se
označuje jako „Load Flow Study“, slouží ke kontrole úbytků napětí a
proudového zatížení v ustáleném režimu, zároveň tato analýza poskytuje
informaci o optimálním nastavení odboček na transformátorech, případně
zatížení dalších zařízení např. pro kompenzaci jalového výkonu (např. statické
kompenzátory);

výpočty zkratových proudů – slouží k analýze poruchových proudů, které
mohou téct při různých symetrických a nesymetrických podmínkách poruch,
v originále se označuje jako „Short-Circuit Study“; účelem této studie je
poskytnout informace o nejmenších a nejvyšších předpokládaných zkratových
proudech pro účely dimenzování prvků a nastavení ochran;

výpočet proudů při zemním spojení – typicky se provádí jen pro vn části
instalace a to jen sítě typu IT; v originále se označuje „ground fault study“;
slouží jak k návrhu zemního odporu pro vysokoimpedanční uzemnění středu,
tak pro návrh studií selektivit ochran; zároveň slouží k určení maximálních
zemních proudů v případě vzniku zemního spojení;

studie selektivity ochran – slouží k stanovení nastavení ochran tak, aby bylo
dosaženo jak správné ochrany instalovaných zařízení, tak příslušné
požadované selektivity, tj. aby v případě poruchy byla odpojena co nejmenší
část instalace;

studie dynamické stability sítí – slouží k analýze přechodových a dynamických
vlastností výkonových systémů při rychlých a velkých změnách zátěže a
chování systémů při a po poruchách (zotavení systému), v originále se
označují jako „dynamic stability studies“; tyto studie se musí provést ke
kontrole schopnosti setrvání systému v synchronismu bez nežádoucích
neočekávaných zapůsobení ochran pro následující stavy:
-
kontrola stability při rozběhu velkých asynchronních motorů;
-
re-akcelerace a sekvence zapínání velkých spotřebičů (např. magnetizační
proudy velkých transformátorů);
-
potřeba a efektivita podfrekvenční ochrany – odpojování méně důležitých
velkých spotřebičů tzv. “underfrequency load shedding schema”;
-
zotavení sítě po náhlých 3-f zkratech tzv. „fault clearance study“;
-
zotavení sítě při náhlém vypnutí jednoho hlavního generátoru tzv. “loss of
generation study”.
Tyto studie by měly být rovněž užity pro zvážení technického významu
následujících možných řešení:
-
automatické přepínání napájení;
-
volba topologie sítě - dvoupaprskový paralelní provoz nebo paprskový
provoz, příp. okružní topologie hlavní sběrnice;
-
užití zařízení k omezení zkratových proudů (reaktory, příp. Is-limiter);
80

-
vložení spínaných reaktorů nebo kapacit;
-
jevy při zapínání podmořských kabelů.

výpočet zkreslení napájecího napětí a proudů – slouží k určení činitele
harmonického zkreslení THDu resp. THDi v síti; v originále se nazývá
„harmonic analysis“;

analýza rizik úrazů elektrickým proudem – v originále nazývaná „arc-flash
analysis“, v Evropě neexistuje na rozdíl od USA předpis k provedení této
analýzy, postup je určen v NFPA 70th, 2012 a IEEE 1584-2002;

určení asymptotické pohotovosti napájecího napětí (spolehlivost dodávek
elektrické energie), tyto výpočty mohou být užitečné ve fázi FEED (front end
engineering design study) pro technicko-ekonomickou rozvahu zajištění
napájení (je-li v šetření více možností zajištění napájení).
Způsob provádění studií, dokumentace
Ve většině případů jsou studie vypracovávány v anglickém jazyce. V rámci
smluveného kontraktu mezi zadavatelem a zhotovitelem studií tzv. „Contract“ jsou
přesně definovány studie, jež mají být provedeny, SoW – „Statement of Work“ příp.
„Scope of Work“. Protože samotné provádění studií je v průběhu projekčních prací a
nezřídka tedy dochází ke změnám instalace, topologie, příp. instalovaných
spotřebičů, je obvykle nasmlouváno více revizí dokumentu. Změny počtu revizí,
rozsahu případně typu studií nad rámec kontraktu jsou řešeny dodatkem tzv. „VOR“
– variation order request.
Dokumentace obvykle obsahuje titulní stranu a základní šablonu pro vytvoření
dokumentu dodanou zadavatelem (aby všechny dokumenty měly pokud možno
stejný formát). Dokument nese jak interní číslo dokumentace zadavatele, tak interní
číslo zhotovitele. Je nutné striktně uvádět číslo revize dokumentu.
Za osobu zhotovitele (myšleno právnickou osobu) se v dokumentaci objevují tři
jména. Jednak je to osoba (příp. osoby), jež vypracovaly příslušný dokument, jednak
je to osoba, jež provedla kontrolu dokumentu a jednak je to osoba, jež schválila
oficiální vydání dokumentu zadavateli. Osoba, jež vypracovala dokument, nesmí být
obvykle zároveň osobou, jež provedla kontrolu.
Po poskytnutí dokumentu osobě zadavatele je tato zadavatelem nebo jím pověřenou
osobou podrobena kontrole. Veškeré komentáře se buď vpisují přímo do
dokumentace, nebo do přiloženého souboru. Tyto komentáře mohou obsahovat
výtky jak k formální tak věcné straně, dotazy a požadavky na objasnění, odkazy na
další jiné dokumenty.
Studie je posléze vrácena zhotoviteli např. s razítkem, které stvrzuje provedení
kontroly, osoby, jež kontrolu provedla a stavem dokumentace. Obvyklý status je
jeden z následujících:

oficiálně vydáno (released);

revize vydána, pokračovat v práci a zahrnout do příští revize komentáře a
znovu předložit;

nebylo přijato, práce nesmí pokračovat, nerevidovat, nepředkládat;
81

pro informaci – nutný podpis;

zrušeno;

zrušeno a nahrazeno.
Příklad titulní strany dokumentu je na Obr. 4-1. Obecně každá, i sebemenší, změna
v již odevzdaném dokumentu vede k vytvoření nové revize.
82
Obr. 4-1 Vzor titulní hlavičky dokumentu
83

Struktura a členění kapitol studií
Studie mají specifickou strukturu a členění kapitol. Po titulní straně následuje obsah.
Celá studie má typicky 5-9 kapitol a případně přílohy.
Kapitola 1. – Úvod (Introduction)
V této kapitole se v části 1- jednak specifikuje účel a důvod studie. Dále je zde
seznam odkazů (název a číslo dokumentu a číslo revize), následuje seznam zkratek
a použitých symbolů. Kapitola má typicky 2-3 strany, účel a důvod studie je poměrně
stručný, pouze pro nezbytné pochopení obsahu kapitoly 2.
Kapitola 2. – Shrnutí výsledků (Executive summary)
Kapitola 2 – shrnutí výsledků je poměrně stručné, ale výstižné shrnutí a vyzvednutí
důležitých výsledků provedené studie. Jak kapitola 1. tak kapitola 2. by měly být
napsány tak, aby i člověk, jenž se nepodílel na tvorbě této studie, a případně
nerozumí do úplné hloubky zkoumané problematiky, pochopil, co je z této studie
důležité. Uvádějí se zde skutečnosti, zda jsou zkoumané veličiny v definovaných
tolerančních pásmech, pokud některé veličiny jsou mimo toleranční nebo definované
rozsahy (pokles napětí, riziko nestability, zkratové proudy překračující výdržné
hodnoty projektovaných rozváděčů), musí tato kapitola jednoznačně na tyto
skutečnosti upozornit. Rovněž se zde mohou vložit důležité závěry a doporučení
týkající se zkoumané problematiky. Typický rozsah je cca 1-3 strany podle rozsahu
studie.
Sled dalších kapitol není již takto zadaný, tj. pořadí, název a členění kapitol se může
měnit, nicméně podle druhu studie se v ní mohou vyskytovat následující kapitoly.
Kapitola 3. – Předpoklady pro simulaci a nejistota výsledků (Assumptions used
in Simulation and uncertainties of results)
V této kapitole je možné uvést zjednodušující a zpřesňující předpoklady, které byly
použity při sestavování modelu sítě. Je vhodné uvést, jak tyto zjednodušující
předpoklady budou mít vliv na výsledky, tj. zdali je chyba na straně bezpečnosti nebo
naopak se výsledky jeví lepší, než lze očekávat. U některých studií lze tuto kapitolu
vynechat. Tato část je z praktického hlediska vhodná pro ty druhy studií, kdy nejsou
k dispozici veškeré údaje pro provedení korektní analýzy, resp. je zapotřebí vymezit
rozsah analýzy vzhledem k systému.
Kapitola 4. – Teoretický rozbor dané problematiky (Theoretical Analysis)
V případě určitých studií (např. Load Flow Study nebo Short-Circuit Study) lze tuto
kapitolu vynechat. Smyslem teoretického rozboru je poukázat obecně na
problematiku zde řešenou, důvody a obecný přístup řešení těchto problémů.
Z kapitoly by měl být jasný smysl této studie, příp. způsob interpretace výsledků.
Kapitola 5. – Metodika (Methodology)
V této kapitole a podkapitole se uvede, v jakém simulačním prostředí, a s jakým
nastavením byl sestaven model a provedena simulace. Rovněž se zde uvede,
z jakých údajů se čerpala vstupní data, jak byly modelovány jednotlivé předměty
elektrické instalace a to v návaznosti na vstupní data a normové předpoklady (např.
pro maximální zkratové proudy s uvažuje teplota vedení 20 °C, pro minimální
zkratové proudy se uvažuje v prvním přiblížení maximální dovolená teplota vedení).
84
Pro účely Load Flow analýzy je vhodné zadat pracovní teplotu přibližně 70°C pro
XLPE a EPR kabely, pro kabely s PVC izolací pak 60°C nebo jako nejhorší možný
případ maximální dovolenou teplotu vedení (nejvyšší úbytky).
Kapitola 6. – Popis a rozbor simulovaných stavů (Simulated Cases Description)
Nezřídka se studie soustředí na simulaci vícero provozních stavů sítě. Všechny tyto
stavy sítě, včetně souhrnné energetické bilance jak na hlavní sběrnici, tak na úrovni
podružných rozváděčů jsou ve studii specifikovány, aby byly přesně definovány
okrajové podmínky simulace. Jedná se tedy o zevrubný popis toho, co bylo
simulováno a konkrétních vstupních dat.
Kapitola 7. – Výsledky simulace (Simulation Results)
V této kapitole se podrobně rozeberou výsledky simulace pro všechny ověřované
stavy. Pokud jsou součástí předkládaných výsledků grafy a obrázky ve větším počtu,
vkládají se tyto do příloh.
Kapitola 8. – Historie revizí (Revision History)
Tato kapitola, pokud se vkládá, obsahuje tabulku s historií revizí – druhem revize,
datem vydání, důležitými změnami a osobou, jež předložila revizi zadavateli. Kapitola
se typicky nečísluje.
Přílohy (Attachments)
Část příloh by měla obsahovat vlastní číslování příloh. Grafy a křivky vyjadřující
průběhy veličin v čase, příp. v závislosti na jiných parametrech musí mít popisky os,
ať už v grafu nebo v úvodu části příloh, aby bylo patrné, k jakému jevu, kdy došlo,
zdali jsou veličiny uváděné v poměrných jednotkách (p.u.), v procentech, nebo
v absolutních hodnotách.
85
Obr. 4-2 Způsob popisu interpretace příloh (průběhů)
86
4.2. Electrical Load List

Účel a rozsah výkonové bilance
Výkonová bilance (součet instalovaných výkonů a výkonového zatížení), v originále
se označuje jako „Electrical Load Study“ nebo „Electrical Load List“, slouží
k dimenzování hlavních součástí plošiny (provozu).
Soupis instalovaných spotřebičů (“Electrical Load List”) musí být vyhotoven pro
určení instalovaných výkonů, výpočtového zatížení a z nich plynoucí dimenzování
součástí instalace. Na základě analýz může být nutné provést nouzové odpojení
neprioritních spotřebičů (tzv. “load shedding”), aby byl odvrácen tzv. blackout.
Nouzové odpojení (load shedding) může být aplikované na jednotlivé spotřebiče příp.
skupiny spotřebičů nebo vhodným odpojením celé části sběrnice rozváděče.
Je třeba pečlivě uvážit, zdali je reakční doba dostatečná k tomu, aby nouzové
odpojení splnilo svou funkci, tj. zajištění stability systému.
Odhady zatížení (provozní stavy) by měly být provedeny pro všechny pracovní
podmínky např:

vrtání;

maximální projektované zatížení
přečerpávání surové ropy);

normální zatížení požadované pro plný (jmenovitý) provoz;

základní provoz/funkce (essential operation);

nouzový provoz;

nejmenší požadovaný výkon pro plný provoz s odpojenými neprioritními
zátěžemi.

v případě dynamické korekce polohy se zohledňují tři profily počasí – v
závislosti na rychlosti větru a výšce vln – silný vítr, normální podmínky a mírné
povětrnostní podmínky.
všech
systémů
(např.
produkce
a
Soupis instalovaných spotřebičů a projektovaného zatížení by měl být připraven pro
normální provozní podmínky, pokud je to možné po celou dobu životnosti instalace.
Různé studie výkonových bilancí by měly být vykonány tak, aby byly stanoveny
dočasné výkonové balance v přípravných a testovacích fázích životního cyklu, např:

spouštění (uvádění do provozu) a testování na pevnině;

vyplutí;

spojování plošin;

vyzvednutí a uvedení do provozu v přístavu (v docích);

vlečení;

vyzvednutí a uvedení do provozu na moři;

pobyt v přístavu, dokování.
87

Terminologie a metodologie
Definice a metodologický postup je v zásadě shodný s metodologií uváděnou v
ČSN 34 1610:1963. Při tvorbě výkonové bilance se používají tyto termíny:
Instalovaný výkon Pi (kW) – součet jmenovitých výkonů všech spotřebičů,
instalovaných např. v závodě, provozovně, za jedním rozváděčem apod.
Pozn.
1.
U světelných a tepelných spotřebičů a u elektrolýzy se výkon rovná příkonu.
2.
Jsou-li některé spotřebiče v provozovně napájeny z proudových, napěťových
měničů (usměrňovačů, měničů kmitočtu), uvažuje se pro zjištění instalovaného
výkonu v provozovně pouze výkon těchto napájecích zdrojů (měničů), nikoliv
součet jmenovitých výkonů z nich napájených spotřebičů. Tzn. je uvažováno
maximální zatížení měničů včetně ztrát na nich vzniklých.
Maximum Pmax (kW) – příkon určený z maximálního odběru elektrické energie za
jednu hodinu v období největšího odběru v roce.
Pozn.
1. Maximum lze také měřit elektroměrem s ukazatelem maxima. Pokud je
v provozovně k dispozici přístroj pro stanovení čtvrthodinového maxima,
možno použít tohoto údaje, je však větší než maximum.
2. V OGP (Oil & Gas Production) se často jako maximum bere plný provoz
s vykládkou (přečerpáním skladovaných surovin) tzv. „Production & Offloading
operation case” pro nejnepříznivější povětrnostní podmínky v případě
dynamické korekce polohy.
Součinitel náročnosti  – podíl maxima (Pmax) a instalovaného výkonu (Pi)

Pmax
Pi
Rovnice 4-1
Podle ČSN 34 1610 lze součinitel náročnosti stanovit také takto:

ks  k z
 m  s
Rovnice 4-2
kde ks
je součinitel současnosti – poměr jmenovitých výkonů spotřebičů, které
jsou současně v chodu k instalovanému výkonu všech spotřebičů;
kz
je součinitel využití – poměr skutečně odebíraného výkonu spotřebičů,
které jsou současně v chodu, k jejich jmenovitému výkonu;
m
účinnost spotřebičů (motorů) při daném využití;
s
účinnost napájecí soustavy od uvažovaného místa až ke spotřebiči.


88
Výpočtové zatížení Pp (kW) – součin instalovaného výkonu (Pi) a předpokládaného
součinitele náročnosti ()
Pp  Pi  
Rovnice 4-3
Výpočtový proud Ip (A) – proud vypočtený z výpočtového zatížení, jmenovitého
napětí a účiníku.
Pro trojfázové soustavy se výpočtový proud určí z Rovnice 4-4.
Ip 
Pp
3  U n  cos 
Rovnice 4-4
Pro jednofázové soustavy se výpočtový proud určí z Rovnice 4-5.
Ip 
Pp
U n  cos 
Rovnice 4-5
Pro trojfázové soustavy se výpočtový proud určí z Rovnice 4-6.
Ip 
Pp
Un
Rovnice 4-6
kde Un
je jmenovité napětí soustavy - fázové nebo stejnosměrné u
jednofázových a stejnosměrných soustav, sdružené u trojfázových
soustav;
Pp
je výpočtové zatížení pro skupinu spotřebičů, pro napáječ napájející
příslušnou jednu zátěž se pro výpočtové zatížení dosazuje instalovaný
výkon (vedení musí přenést jmenovitý proud spotřebiče).
m
účinnost spotřebičů (motorů) při daném využití;
cos 
je účiník spotřebiče, příp. skupiny spotřebičů. Pro instalované skupiny
spotřebičů s nižším plánovaným součinitelem náročnosti je výsledný
účiník uváděný v ČSN 341610 nízký, zohledňuje chod asynchronních
motorů naprázdno.
Výpočtové zatížení jednoho spotřebiče se počítá ze jmenovitého proudu spotřebiče
nezávisle na jeho zatížení (vedení a jištění musí umožnit jmenovitý odběr). Pokud
jsou známy údaje činitele soudobosti (např. jsou-li zatížení určena v projektu) použijí
se přednostně tyto hodnoty. Spotřebiče velkých výkonů (zejména motory připojené
na vysokonapěťové sběrnice) se zásadně modelují a zatížení se počítá individuálně,
zatímco v případě malých odběrů se často používá výpočtové zatížení spotřebičů
připojených na jeden rozváděč.

Určení výpočtového zatížení podle ČSN 34 1610
89
Norma ČSN 34 1610:1963 je zpracována velmi kvalitně a nadčasově. Avšak při
posouzení a určení výpočtových zatížení je nutno nakládat s údaji součinitelů
soudobosti obezřetně, volit spíše vyšší hodnoty součinitele soudobosti. Je logické, že
jsou-li k dispozici přesnější údaje příp. vyjádření technologa, mají tyto informace
přednost před hodnotami zde uvedenými.
V současných provozech mohou být typické součinitele soudobosti odlišné od hodnot
uváděných v této normě z následujících důvodů:
a) v dnešní době je mnoho provozů automatizovaných, tudíž součinitele
soudobosti jsou, zejména pro optimalizovaný výrobní proces vyšší, to je důvod
proč volit vyšší hodnoty součinitele soudobosti;
b) V mnoha provozech jsou dominantními spotřebiči točivé elektrické stroje, tyto
stroje byly převážně v době platnosti napájeny přímo ze sítě příp. z rotačních
měničů (Ward-Leonard, Illgner), tedy při chodu naprázdno vykazovaly špatný
účiník. V současnosti je velká část pohonů napájena z nepřímých měničů
kmitočtu (frekvenční měniče napěťového typu) a tyto měniče vykazují takřka
konstantní účiník typicky kolem hodnoty cos = 0,9 – 0,95. Proto je nezbytná
znalost technologie a střízlivý odhad koeficientů pro určení činitele soudobosti
a účiníku.
Při určování výpočtového zatížení (Pp) skupiny nebo skupin spotřebičů připojených
na jeden rozváděč se vychází z instalovaného výkonu (Pi) spotřebičů a součinitele
náročnosti stanoveného pro danou skupinu spotřebičů z maxima nebo z tzv.
dvojčlenného vzorce:
Pp  a  Px  b  Pn
Rovnice 4-7
kde Px
je součet jmenovitých výkonů x největších spotřebičů charakterizujících
určitou skupinu; x značí počet největších spotřebičů (např. 1, 2, 3, 5).
Pn
součet jmenovitých výkonů všech elektrických spotřebičů této skupiny
včetně Px;
a,b
součinitelé náročnosti jednotlivých skupin elektrických spotřebičů.
Celkové výpočtové zatížení z několika charakteristických skupin spotřebičů se
stanoví takto:
1. skupina spotřebičů: (Pp)1= (a.Px)1 + (b.Pn)1
n
n
1
1
 ( Pp )  (a  Px ) max   (b  Pn )
Rovnice 4-8
Za hodnotu (a.Px)max se vezme největší hodnota z řady (a.Px)1, (a.Px)2 …(a.Px)n.
Pro stanovení výpočtového proudu (Ip) platí Rovnice 4-4 až Rovnice 4-6.
Při určování výpočtového zatížení pro jeden spotřebič (Pp), který je určen pro trvalý
provoz, se vychází z jmenovitého (instalovaného) výkonu spotřebiče (Pi1) a jeho
účinnosti (), tj. ze jmenovitého příkonu spotřebiče:
90
Pp1 
Pi1

Rovnice 4-9
Pozn. U světelného a tepelného spotřebiče a u elektrolýzy se příkon rovná výkonu
(=1).
Tabulky činitelů náročnosti a střední hodnoty účiníku převzaté z ČSN 34 1610:1963
jsou uvedeny v kap. 5. (Tab. 5-1 až Tab. 5-4).

Určení výpočtového zatížení podle EN 60439
Přestože výše uvedená norma se vztahuje na rozváděče nízkého napětí, lze při
absenci přesných dat použít hodnoty činitele soudobosti uváděné v tomto
dokumentu.
Tab. 4-1 Hodnoty součinitele soudobosti pro rozváděč nebo části rozváděče podle
IEC 60439-1
Počet hlavních obvodů
Součinitel soudobosti (náročnosti)
2a3
0,9
4a5
0,8
6 až 9 včetně
0,6
10 (a více)
0,6

Procedury určení výpočtového zatížení užívané v OGP
V průmyslu zpracování ropy (OGP – Oil & Gas Production) se v praxi využívají dva
postupy uvedené níže.
Pro největší motory (zpravidla napájené z vn sběrnice) je zatížení motoru pro každý
uvažovaný režim provozu zadané technologem. Tyto zátěže se zásadně modelují
individuálně. Příklad tohoto přístupu je na Obr. 4-3 (položka 1 – Thruster). Účiník je
vesměs rovněž pro účely modelování již zadán. V případě, že účiník zadán není,
umožňují moderní simulační programy po zadání základních štítkových údajů stroje
vypočítat pro zadané zatížení výsledný účiník. V případě VSD (pozn. Variable speed
drive, tj. motory napájené z měničů kmitočtu) je účiník rovněž zadán a pohybuje se
v rozmezí 0,85 – 0,95 ind.
Pro nízkonapěťové zátěže se typicky uvádí seznam spotřebičů, přičemž ke každému
spotřebiči pro každý uvažovaný režim je v „Electrical Load List“ dokumentu uvedeno,
v jakém režimu bude spotřebič provozován. Typicky se uvádí 3 režimy:

nepřerušovaný režim (continuous), činitel soudobosti je roven 1;

přerušovaný režim (intermittent), činitel soudobosti je roven 0,5;

pohotovostní režim (stand-by), činitel soudobosti je roven 0,1.
91
Příklad takovéto tabulky z praxe (P-63) je na Obr. 4-5. Pro účely numerické simulace
(zkraty, LF analýza, dynamická stabilita) se často spotřebiče malých výkonů
připojené na společný nn rozváděč modelují jako náhradní sdružené odběry.
Většinou se sdruží veškeré pasivní zátěže (zahrnující ovšem i pohony napájené
z měničů kmitočtu) a veškeré motorové zátěže – míněno přímo připojené
asynchronní motory.
Pokud není třeba vyčíslit úbytek napětí na svorkách příslušného spotřebiče (zejména
je-li tento napájen dlouhým kabelem), použije se ekvivalentní (souhrnná) zátěž.
V případě pasivních zátěží umožňují simulační programy zadat přímo činný a jalový
výkon, příp. činný výkon a účiník.
Asynchronní motory malých výkonů připojené na nízkonapěťové sběrnice se
modelují jako ekvivalentní motor. Typické parametry ekvivalentního motoru vycházejí
z EN 60909-1 a jsou:

ILR/IrM = 5 (velikost záběrného proudu motoru);

RM/XM = 0,42, tj. cos k=0,39 (účiník motoru nakrátko);

PrM/p = 0,05 MW (výkon na pólovou dvojici, pokud se modeluje dvoupólový
stroj pak tedy má motor výkon 50 kW).
Počet paralelních motorů a jejich zatížení se volí tak, aby celkový odebíraný činný a
jalový výkon odpovídal hodnotám součtu dílčích odebíraných činných a jalových
výkonů motorových zátěží uvedených v „electrical load list“ dokumentu. Nejsou-li
hodnoty jalového výkonu zadané, pak se volí průměrné zatížení motorů. Hodnoty
jmenovitého účiníku a jmenovité účinnosti se volí (nejsou-li známy) kolem n=0,93 a
cos n=0,86.

Sestavení Electrical Load List dokumentu
Electrical load list sestavuje pro všechny režimy zadavatel na základě informací od
technologa a katalogových listů. Samotný součet výkonů pro jednotlivé provozní
režimy s přihlédnutím ke koeficientu soudobosti na úrovni jednotlivých rozváděčů
provádí buď zadavatel nebo zhotovitel.
Poměrně často se lze setkat s předběžným určením přenášených výkonů
transformátory, příp. vyčíslením odebíraného výkonu v jednotlivých provozních
režimech.
Pro předběžný odhad odběru se často uvažuje s účinností transformátoru 99 %. U
motorů se uvažuje s účinností rovnou buď jmenovité účinnosti nebo, jsou-li
k dispozici přesná data, účinnosti při daném zatížení.
Přesné stanovení výkonové bilance je provedeno v „Load Flow study”.
92
Obr. 4-3 Instalovaný výkon a výpočtové zatížení na hlavním rozvaděči plovoucí vrtané soupravy v závislosti na provozních
režimech, část I.
93
Obr. 4-4 Instalovaný výkon a výpočtové zatížení na hlavním rozváděči plovoucí vrtané soupravy v závislosti na
provozních režimech, část II.
94
Obr. 4-5 Určení výpočtového zatížení pro FPSO s respektováním činitele soudobosti
95
4.3. Input Data Document

Smysl a správa Input Data Document
Jelikož modelování vlastností napájecích sítí je práce, jež probíhá souběžně s
ostatními projekčními pracemi, je nanejvýš vhodné sumarizovat veškerá data týkající
se předmětů elektrické instalace vztaženou ke konkrétnímu datu v jednom
dokumentu.
Jeho smyslem je udržovat jeden přehledný soubor relevantních dat, vždy aktuální
k dané revizi souborů simulací (Load flow, Short-circuit, Dynamic stability study a
další).
Důvodem je fakt, že v průběhu projekčních prací (zejména v časném stádiu návrhu)
mnohdy nejsou přesně známy typy komponent, příp. na základě ekonomické
rozvahy, výsledků studií, upřesněním požadavků technologa apod., dochází ke
změnám či upřesnění specifikací a pro každou revizi vydaných dokumentů je
zapotřebí dokladovat či dohledat potřebné údaje a katalogové listy pro účely
porovnání příp. verifikace.
Samotný input data dokument zahrnuje data následujících předmětů elektrické
instalace:
a) synchronní generátory (hlavní, generátor základní produkce, nouzový
generátor);
b) pro účely dynamických studií blokové schéma a parametry bloků v Laplaceově
transformaci použitého regulátoru napětí synchronního stroje (AVR –
automatic voltage regulator) a model a regulátor turbíny (GOV – speed
governor model);
c) transformátory vč. údajů o uzemňovacím odporu;
d) údaje přímo připojených asynchronních motorů pro všechny motory napájené
z vn sběrnice a podle specifikace největší asynchronní motory napájené z nn
sběrnice, budou-li tyto modelovány individuálně;
e) zejména pro účely tzv. „harmonic study“, tj. určení zkreslení napájecího napětí
(zpravidla ve všech bodech sítě) a zkreslení proudu hlavních generátorů,
údaje o použitých měničích kmitočtu, nejlépe vč. emisí jednotlivých
harmonických proudů a jejich fázovém posunu;
f) elektrické parametry použitých kabelů, proudová zatížitelnost kabelů příp.
redukční činitel seskupení; jejich typ, délka, počet paralelních kabelů a průřez
bývá často v odděleném dokumentu nazývaném „cable list“, tedy seznam
kabelů.
Do „Input Data Document” se z důvodů výše uvedených pro každou zátěž kromě
relevantních parametrů pro simulace udává i název resp. číslo dokumentu, ze
kterého byly údaje převzaty.
Zpravidla se zde udávají katalogové údaje, ale lze se setkat i s požadavkem na
uvedení a přednostním užití údajů z kusové zkoušky resp. FAT (pozn. Factory
Acceptance Test).
96

Poměrné základní veličiny
Veličiny týkající se elektrických zařízení jsou uvedeny buď ve fyzikálních jednotkách
s použitím jednotek SI, nebo v proměnných hodnotách vztažených ke stanoveným
základním hodnotám. Obecně jsou těmito základními hodnotami jmenovité napětí
(UN) a jmenovitý zdánlivý výkon (SN) s odvozeným základním proudem (definice
podle [10]). V technické praxi se (terminologicky) spíše používá pojem vztažné
napětí, vztažná proud a vztažná impedance.
IN 
SN
3 U N
Rovnice 4-10
a základní impedancí
ZN 
U N2
S
 N2
SN 3  I N
Rovnice 4-11
Dílčí výpočty mohou být prováděny resp. zadávány ve fyzikálních jednotkách
s následným převodem na veličinu v poměrné hodnotě. Poměrné veličiny se udávají
buď bezrozměrně (jednotka p.u. – per unit), případně v procentní hodnotě (tedy
násobenou 100). Impedance se zadávají vztažené k jmenovité impedanci (ZN).
Data kabelů se udávají ve fyzikálních jednotkách na jednotku délky (typicky 1 km). U
kabelů se lze rovněž setkat s jednotkou délky míle resp. námořní míle a AWG pro
jednotku průřezu.
1 míle (Anglická statutární míle) je 1609,4 m. 1 námořní míle je 1853 m. Převod
AWG na mm2 je uveden např. v ČSN EN 60204-1:2007, Příloha G.

Synchronní stroje
Sestavení správného modelu synchronního stroje je zejména pro analýzu dynamické
stability sítě klíčovým prvkem a skrze svou komplexnost vyžaduje dobrou znalost této
problematiky.
V případě modelování pouze toku výkonů a úbytků napětí (tzv. Load Flow Analysis)
lze synchronní stroj nahradit síťovým napáječem, příp. se lze spokojit se základními
štítkovými údaji stroje.
Při výpočtech zkratových proudů záleží na tom, podle jaké normy mají být výpočty
provedeny. V praxi se počítá nejen podle EN 60909, ale pro blízké zkraty se používá
metoda uvedená v IEC 61363, příp. ANSI normách.
Nejsložitější modelování (a z toho plynoucí problémy se získáváním vstupních dat a
sestavením modelu) je v případě dynamických stabilit soustavy. Zde je nutno kromě
modelu motoru i sestavit příp. nastavit model AVR (automatic voltage regulator –
automatický regulátor napětí) a GOV (speed governor – model turbíny a regulátoru
turbíny).
Tyto modely jsou buď v simulačních programech předdefinované pro nejčastěji
užívané typy a modely (jako bloky v Laplaceově transformaci) nebo je nutné je
manuálně vytvořit v simulačním prostředí (princip je stejný jako v programu MATLAB
Simulink). Je proto nutná alespoň základní znalost Laplaceovy transformace a
97
principu tvorby regulačních obvodů, protože nezřídka je při simulacích potřeba
modifikovat model turbíny, zejména pracuje-li soustava v režimu rovnoměrného
sdílení zátěží (isochronous load sharing mode).
Simulační prostředí NEPLAN® a ETAP® umožňují tři druhy modelu synchronního
stroje pro účely dynamických analýz:

Klasický model;

Model z přechodovými reaktancemi;

Model s rázovými reaktancemi.
NEPLAN® vyžaduje pro model s rázovými reaktancemi nesycené hodnoty reaktancí
(ty jsou zpravidla o 10-20% procent vyšší než nasycené hodnoty). Často bohužel
nejsou k dispozici.
ETAP® vyžaduje sycené hodnoty reaktancí, ty jsou častěji uváděny v katalogových
listech. Hodnoty nasycené jsou vypočteny z křivky sycení stroje. Ta je obsažena buď
v katalogovém listu, nebo častěji v dokumentaci kusové zkoušky stroje nazývané
jako FAT – Factory Acceptance Test Report.
Příklad komplexních vstupních dat reálného generátoru (vč. chybějících dat) je
uveden v kap. 5.2, Tab. 5-5. Příslušná magnetizační křivka generátoru je uvedena na
Obr. 5-1.
Modely AVR (Automatic Voltage Regulator) a GOV (Speed Governor) převzaté z jiné
studie dynamické stability jsou uvedeny v kap. 5.2, Obr. 5-2, Obr. 5-3 a Obr. 5-4.
Nejsou-li údaje některých reaktancí příp. časových konstant k dispozici (což je
zejména v případě modelu synchronního stroje s rázovými reaktancemi častý jev,
existují následující způsoby řešení tohoto problému:
a) užití informací z normy EN 60034-4, kde jsou uvedeny vzájemné vztahy,
způsoby výpočtu a zjednodušující předpoklady (např. nahrazení X’q = Xq);
b) softwarové produkty někdy nabízejí vložení typických hodnot pro stroj daného
výkonu a typu (počet pólových dvojic);
c) sycené hodnoty se od nesycených hodnot liší zpravidla o 10-20 %, tudíž při
možnosti získat úplné katalogové údaje podobných strojů se lze opřít o stejný
poměr mezi sycenými a nesycenými hodnotami.
Přestože výše uvedené hodnoty vnášejí jistou nepřesnost do modelu, je výsledná
nepřesnost simulace relativně nízká, protože dominantní vlivy na chování stoje při
vyšetřování deviací otáček a napětí (zejména poklesy) mají AVR a GOV řídící členy,
které vykazují časové konstanty ve stovkách ms,
Nutno ovšem upozornit, že nasycená rázová reaktance má zásadní vliv na velikost
zkratového proudu. Ta je ovšem v katalogových listech vždy uvedena.
Pro dynamické simulace je rovněž vhodné upozornit na implementovaný model GOV
(speed governor). Jednak existují dva módy provozu – speed droop mode a
isochronous load sharing mode. Prvně užitý je používaný zejména při paralelním
provozu více generátorů v ostrovní síti, druhý je užívaný při provozu samostatného
generátoru příp. při paralelní spolupráci s napájecí sítí.
98
Užité modely vykazují dobrou přesnost při relativně malých a středních změnách
zátěže (cca 30 %) a náhlém odlehčení synchronního stroje. (Pro velké změny se
projevuje přídavné zpoždění turbodmychadla turbíny). Rovněž je rozdíl v dopravním
zpoždění mezi dieselagregátem a plynovou turbínou.

Asynchronní motory
Asynchronní stroje velkých a středních výkonů přímo připojené k síti (příp. se
softstartéry) se modelují samostatně. Asynchronní stroje napájené z nepřímých
měničů kmitočtu se modelují jako pasivní zátěže (s konstantním výkonem).
Důvody jejich samostatného modelování jsou následující:
a) asynchronní motory přispívají ke zkratovému proudu při poklesech napětí sítě
v důsledku zkratů;
b) v případě vyšetřování dynamických stabilit sítě často způsobují po zkratech
pomalé nebo neúplné zotavení napětí (jev zvaný „brownout condition“);
c) při vyšetřování dynamických stabilit je jedním z druhů studií tzv. „motor start
study”, tedy studie rozběhů motorů, která se provádí pro vybrané motory;
d) v případě ztráty jednoho generátoru příp. po zkratech je někdy nutné provést
odlehčení sítě tzv. „load shedding“, tedy selektivnímu vypnutí předem
definovaných zátěží, aby došlo k úspěšnému zotavení systému.
Pro účely Load Flow analýzy a Short-Circuit analýzy se zadávají štítkové hodnoty a
zkratové impedance zařízení a předpokládané zatížení motoru.
Pro účely dynamické analýzy je nutné dodat moment setrvačnosti soustavy (pracovní
mechanismus, motor, spojka) a rovněž zkontrolovat, příp. poopravit křivku
rozběhového momentu, rozběhového proudu a statickou charakteristiku momentu
pracovního mechanismu.
Ačkoliv software nabídne průběh momentu motoru a odebíraného proudu v závislosti
na skluzu, je tento moment spočítán pro kroužkové (vinuté) rotory, tudíž neodpovídá
ve většině případů křivce použitého stroje. Při nerespektování této disproporce
jsou závěry dynamických studií chybné.
Příklad vstupních dat a grafických závislostí v Input Data Documentu jsou uvedeny
v kapitole 5.2.

Transformátory
Transformátory jsou důležité pro všechny studie. Jejich správné modelování je
zapotřebí z důvodů níže uvedených:
a) Load Flow Study – určení úbytků napětí resp. napětí na jednotlivých
hladinách, navržení odbočky, určení ztrát soustavy pro všechny provozní
stavy, ověření dimenzování transformátoru;
b) Short-Circuit Study – určení velikosti zkratových proudů;
c) Protection Coordination Study – správný návrh jištění mj. s ohledem na
magnetizační proudy transformátorů;
d) Dynamic Stability Study – při, a bezprostředně po poruchových stavech může
dojít k velkému úbytku napětí a tzv. brownout condition, tedy částečnému
99
zastavení asynchronních strojů, k čemuž může přispět i úbytek při zatížení
transformátoru;
e) Dynamic Stability Study – častým požadavkem klienta může být určení
minimálního počtu zatížených hlavních generátorů pro připojení největších
transformátorů na hlavní sběrnici (důvodem jsou značné magnetizační proudy
a z toho plynoucí problémy se stabilitou sítě). Pozn. Existují možnosti např.
magnetizace transformátorů ze strany nižšího napětí přes pomocný
transformátor, což je technicky a finančně náročnější řešení, ale omezuje
zmíněný nepříznivý efekt);
f) Při výpočtu kapacitních proudů při zemním spojení hraje vliv jednak kapacita
vinutí (to platí pro všechny elektrické stroje), bleskojistek a kondenzátorů a
jednak se dimenzuje uzemňovací odpor pro vysokoimpednační uzemnění sítě.
Z hlediska výše uvedených stavů hraje dominantní vliv zejména zkratová impedance
zařízení tj. impedance nakrátko, dále pak jmenovité hodnoty napětí a proudu
primárního a sekundárního vinutí a nastavení odboček.
Dvojvinuťové transformátory jsou poměrně snadné na modelování při znalosti výše
uvedených parametrů. V případě troj- případně čtyřvinuťových transformátorů je
nutné ověřit, které parametry jsou pro model využívány a podle toho poptat, příp.
přepočítat vstupní data.
Software pro modelování sítí obsahuje vždy v nápovědě způsob modelování
transformátorů a data nutná pro výpočet. Způsob výpočtu zkratových impedancí
z napětí nakrátko lze nalézt např. v IEC 60909-0 (ČSN EN 60909-0).
Software má vlastní modely trojvinuťových příp. čtyřvinuťových transformátorů.
Pokud by schémata nebyla k dispozici, existují náhradní schémata k začlenění těchto
transformátorů do sítě pro účely prováděných simulací.
Důrazně lze doporučit ověřit model troj- resp. čtyřvinuťového transformátoru před
spuštěním vlastních simulací v celé síti. Příkladem může být ověření úbytků napětí
při jmenovitém zatížení a velikosti zkratových proudů při provozu v nekonečně tvrdé
síti, a/nebo porovnání vlastností modelu s výsledky FAT (factory acceptance test).

VSD – elektrické regulované pohony
Elektrické regulované pohony se pro účely Load Flow Study modelují jako pasivní
zátěže. V případě Short-Circuit Study (analýzy zkratových proudů) záleží, zdali je
polovodičový měnič schopen přispívat zpětným přenosem energie (rekuperací)
v době zkratu a to pro trojfázové zkraty.
Pokud tyto měniče jsou schopny rekuperovat elektrickou energii, přispívají pouze
k počátečnímu souměrnému zkratovému proudu I“k a k nárazovému zkratovému
proudu ip. Nepřispívají k souměrnému vypínacímu zkratovému proudu Ib a
ustálenému zkratovému proudu Ik.
V důsledku toho jsou statické měniče zahrnuty do výpočtu zkratových proudů
stejným způsobem jako asynchronní motory. To znamená, že:
ZM
je impedance nakrátko (měnič + transformátor);
UrM
jmenovité napětí transformátoru statického měniče na straně sítě nebo
jmenovité napětí statického měniče, pokud nemá transformátor;
100
IrM
jmenovitý proud transformátoru statického měniče na straně sítě nebo
jmenovitý proud statického měniče, pokud nemá transformátor;
ILR/IrM = 3;
RM/XM = 0,10 s XM=0,995 ZM.
Většina softwarových produktů má možnost volby druhu pasivní zátěže pro „load
flow“ a „dynamic stability“ analýzu. Typicky jsou definovány tři druhy podle chování
při poklesech napětí:

konstantní odebíraný činný a jalový výkon;

konstantní impedance;

konstantní proud.
Pohony napájené z frekvenčních měničů se přednostně modelují v režimu
konstantního činného a jalového odebíraného výkonu. Výkon je ovlivněn řízením
asynchronního motoru a ten, je-li provozován při vektorovém řízení, udržuje
konstantní otáčky, přičemž moment pracovního mechanismu je konstantní.
Při velkých dynamických poklesech napětí v síti (např. při zkratech) by toto nastavení
vedlo k nerealistickému nárůstu odebíraného proudu (teoreticky až k nekonečnu),
proto je často toto chování nastaveno pouze pro určitý rozsah napájecího napětí
(typicky 0,8 UN – 1,2 UN), poté dochází k redukci příp. plynulému přechodu do módu
konstantní impedance.
Pro účely harmonické analýzy je možno dodat spektrum harmonických. Typicky je
kromě úrovní jednotlivých harmonických vyžadován i fázový posuv. Tyto parametry
(spektrum a fázové posuny) se liší v závislosti na zkratové impedanci sítě, velikosti
filtračního kondenzátoru a zatížení. Nejsou-li k dispozici úplné údaje, existují
v zásadě dvě možnosti:
a) modelovat harmonickou analýzu v softwarovém prostředí umožňujícím
modelovat meziobvod, tj. harmonické a jejich fázové posuny si software
dopočítá sám (např. Matlab Simulink);
b) použít metodu uvedenou v IEC 1000-2-6. (Ať již při nastavení simulace, příp.
při odhadu sčítání jednotlivých harmonických).

Kabely
U kabelů se zadává sousledná složka reaktance a odporu na jednotku délky. Při
modelování zemních spojení a jednofázových zkratů se rovněž zadává netočivá
reaktance a odporová složka na jednotku délky. Pro modelování zemních spojení
v sítích IT se rovněž zadává kapacita vodiče vůči zemi.
Data jsou vesměs dobře dostupná v katalozích výrobců. Při absenci dat je možné
použít buď dokumenty jiných výrobců (stejného druhu kabelu), příp. typická data
uvedená v IEC 60909-2.
Při simulacích typu Load Flow se ověřuje proudová zatížitelnost vedení. Proto je
nutné znát proudovou zatížitelnost vedení v závislosti na okolní teplotě, dovolené
pracovní teplotě kabelu, způsobu uložení a počtu paralelních vodičů. Nejsou-li tyto
údaje k dispozici v dokumentaci, lze je dohledat v následujících normách:

IEC 61892-4 (preferovaný);
101

HD 60364-5-52 (ČSN 33 2000-5-52);

ABS – Rules for Building and Classing, Steel Vessels 2012, Part 4 – Vessel
systems and machinery.
Při ověřování tepelných účinků při zkratových proudech (hodnoty propuštěné energie
I2t), jež se provádí při studiích koordinace jištění – PDC lze využít např. HD60364-443
(ČSN 33 2000-4-43), kap. 434.5.
Při modelování sítí je vhodné zohlednit vliv provozní teploty kabelu. V některých
případech toto obstará software automaticky (při zvolení příslušné volby), někdy je
vhodnější zadat odpor ručně.
Pro výpočet minimálních zkratových proudů se uvažuje v prvním přiblížení
s maximální provozní teplotou kabelu (typicky pro XLPE nebo EPR vodiče 85 nebo
90 °C).
Při výpočtu maximálních zkratových proudů se zadává odpor kabelu při 20°C.
Pro účely Load Flow analýzy je vhodné zadat pracovní teplotu přibližně 70°C pro
XLPE a EPR kabely, pro kabely s PVC izolací pak 60°C.
Sousledná hodnota odporu kabelu při jiné teplotě než referenční (zpravidla 20°C) se
vypočte z následující rovnice:
R  R20  (1    )
Rovnice 4-12
kde
R
je odpor vodiče kabelu při zadané teplotě;
R20
odpor vodiče kabelu při referenční teplotě;

teplotní součinitel elektrického odporu (pro měď a hliník 0,004);

oteplení kabelu (rozdíl zadané a referenční teploty).
Pro vodiče kruhového tvaru v a.c. systémech s průřezy do 240 mm2 lze vliv
skinefektu zanedbat. Pro rozvody v d.c. systémech se skinefekt neuplatňuje vůbec.
Odpor vodiče při teplotě 20°C lze spočítat následně:
R20   
l
S
Rovnice 4-13
kde
R20
je odpor kabelu při referenční teplotě;

resistivita (pro měď 1/56 mm2/m a hliník 1/34 mm2/m);
l
délka vodiče (kabelu);
S
průřez jádra.
Podrobné informace týkající se oteplení vodičů při provozu a ověřování tepelných
účinků zkratového proudu jsou podrobně rozvedeny v kapitole 5.3.
4.4. Load Flow Study
102

Účel studie
Jedna z nejčastějších výpočetních úloh při analýze výkonových systému je analýza
toku výkonů a úbytků napětí – tzv. Load Flow Study. Plánování, návrh a provoz
elektrických sítí vyžaduje provedení těchto výpočtů pro přesnou analýzu ustálených
stavů soustavy při různých uvažovaných provozních podmínkách a pro studium vlivů
změn elektrických zařízení v síti.
Tyto analýzy jsou řešeny s využitím specializovaných softwarových produktů
navržených pro tyto analýzy (většinou včetně nadstavbových modulů pro ověřování
selektivity jištění, analýzy zkratových proudů a případně vyšetřování dynamické
stability). Základní úlohu Load Flow analýzy lze charakterizovat následovně: Při
zadané hodnotě spotřeby na všech sběrnicích, při známé konfiguraci sítě a známé
hodnotě instalovaného výkonu generátorů (příp. jištění přívodu) zjistit tok výkonů (a
proudů) v každém vedení a zatížení transformátorů propojujících jednotlivé sběrnice
a zjistit hodnotu napětí a fázový posun na každé sběrnici.
Pro účely vyhodnocení se používají pojmy úbytek napětí a pokles napětí. Jejich
definice je následující:
Úbytek napětí U (V) – algebraický rozdíl napětí mezi dvěma místy v rozvodu,
způsobený průtokem proudu v této části rozvodu.
Pokles napětí U (V) – algebraický rozdíl mezi jmenovitým napětím sítě nebo
spotřebiče a skutečným napětím v uvažovaném místě sítě nebo na svorkách
spotřebiče.
Analýzou zjištěných stavů pro větší množství okrajových podmínek (provozních
stavů) lze verifikovat, že napájecí síť je navržena tak, aby byla splněna jak provozní
kritéria tak nalezení nejvýhodnějších provozních a investičních nákladů.
Pozn. Příkladem může být např. dimenzování (optimalizace) vysokonapěťových
stejnosměrných podmořských přenosů, kdy průřezy kabelů zásadně ovlivňují
výkonové ztráty a úbytky napětí (limit přenášeného výkonu) při přenosu.
Studie typu Load Flow mají za úkol vyčíslit následující parametry:

Zatížení součástí sítě (kabely, transformátory);

Napětí na jednotlivých zkoumaných sběrnicích;

Hodnotu činného a jalového výkonu jak na sběrnicích, tak na hlavní sběrnici
resp. odběr z hlavních příp. základních generátorů;

Optimální nastavení odboček transformátoru;

Ztráty při přenosu elektrické energie;

Nastavení buzení resp. regulátoru generátoru;

Výkon a chování při mimořádných a nouzových podmínkách;

Přepětí při chodu sítě naprázdno.
Výsledky bývají přehledně v tabulkách (ať již generované simulačním softwarem
nebo vytvořené při sestavování zprávy), přičemž odchylky od zadaných tolerančních
mezí jsou zvýrazněny a uvedeny v závěru zprávy (viz kap. 4.1).
103
Pro úplnost je vhodné dodat, že počítačové programy pro řešení Load Flow jsou
rozděleny do dvou typů – statické (offline) a dynamické (online). Většina Load Flow
studií (pro účely analýzy a simulací sítí analýzy zde rozebírané) jsou založeny na
statickém modelu.
Modely pro studium systémů v reálném čase (online) jsou modely, jež zahrnují
vstupní data z reálného systému, jsou často využívány v řídicích systémech a při
vizualizací dat (SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition). Tyto systémy
jsou primárně využity jako nástroje řízení pro optimalizaci výroby elektrické energie,
kompenzaci jalového výkonu, monitorování, vyčíslení ztrát a automatické přepínání
(změny topologie sítě).
Protože analýza úbytků napětí a toku výkonů se vyšetřuje pro souměrnou síť
v ustáleném chodu, je často využit jednopólový model sítě sestavený ze souměrných
složek impedancí. Trojfázové modely zohledňující napětí v jednotlivých fázích (při
velkých nesouměrných např. jednofázových modelech zpravidla není pro tyto
simulace zapotřebí.
Výpočty určují stav systému pro známý a zadaný odběr elektrické energie. Tyto
výpočty reprezentují ustálené podmínky předpokládající, že tento odběr je udržován
na konstantní úrovni. V reálném systému se toky výkonů a úbytky napětí mění
(fluktuují okolo předpokládané úrovně), protože odběr se neustále mění podle toho,
jak jsou jednotlivé spotřebiče (svítidla, motory, ohřev) spínány resp. řízeny. Tyto malé
změny mohou být při stanovení klíčových veličin zanedbány.
Motorické zátěže a zátěže napájené z měničů kmitočtu se modelují v režimu
konstantního odebíraného výkonu. Ostatní zátěže je možné modelovat obecně
v režimu konstantního výkonu, konstantní impedance nebo konstantního proudového
odběru. Režim konstantního výkonu dává při podpětí nejpesimističtější výsledky (tj.
s chybou na straně bezpečnosti), proto se používá i pro nemotorické zátěže.
Protože rozložení zátěží, konfigurace sítě se v různých provozních stavech a během
provozu liší, je nezbytné provést analýzy všech uvažovaných provozních stavů
s ohledem na špičkové zatížení, možný výpadek jednoho napájecího transformátoru
příp. napájecího vedení a minimální zatížení nebo nouzový provoz. V Electrical Load
List (viz kap. 4.2) jsou popsány výkonové bilance pro zkoumané provozní režimy.
Stavy jako je např. výpadek transformátoru je vhodné pro snížení počtu
simulovaných případů sloučit např. s projektovaným špičkovým zatížením. Stavy
naprázdno jsou modelovány pro určení přepětí.
Někdy jsou klientem vyžadovány další okrajové podmínky zohledňující
nejnepříznivější stavy. Za takovou podmínku lze např. považovat kolísání napětí na
hlavní sběrnici v řádu +/- 1% jako nejhorší případ. To znamená přepětí na hlavní
sběrnici 101% pro stav naprázdno a 99 % pro špičkové zatížení.
Další význam Load Flow studií zejména při užití jednoho softwarového prostředí pro
všechny analýzy spočívá v tom, že vytvořený model slouží zároveň jako základ pro
všechny ostatní prováděné studie (selektivita, výpočet zkratových proudů, dynamické
stability).

Tipy pro simulaci
104
Níže uvedené postřehy platí pro většinu simulačních prostředí, konkrétní nastavení
se může lišit pro jednotlivé softwarové produkty. Účelem těchto tipů je zefektivnit
práci a reagovat na chybová hlášení.
Simulační scénáře
Většina softwarových produktů umí modelovat simulační scénáře vytvořené
z jednoho základního modelu. Princip spočívá ve vytvoření modelu sítě, který slouží
jako základ pro dílčí modifikace pro jednotlivé studie a jejich variace.
Při provedení změn v základním modelu příp. jednotlivých scénářích může uživatel
potvrdit, zda chce změny promítnout do ostatních scénářů či nikoliv. Tento postup
výrazně zefektivňuje provádění studií.
V mnoha případech umožňuje model i implementaci ochran. Tyto ochrany, jsou-li
v modelu použity, nijak neovlivňují výsledky simulace, jsou však vhodné pro
následnou studii selektivity ochran, je-li tato vyžadována. Softwarové prostředí bývá
schopno načíst příslušnou část chráněného úseku a zobrazit příp. editovat jednotlivá
nastavení ochran.
Práce s knihovnami
Přestože výhodou specializovaných softwarových produktů je značné množství
komponent, často nejsou data konkrétních užitých transformátorů, kabelů a motorů
k dispozici. V těchto případech je nutné zadat data přesně podle Input data
document. Vytvoření přehledné vlastní knihovny urychluje pozdější případné editace
a změny. Ve většině případů lze prvek po zadání parametrů přímo uložit do
knihovny.
Typy sběrnic, řízení generátorů
Vždy nejméně jeden generátor nebo sběrnice musí mít definován stupeň volnosti
(tzv. swing bus, slack bus nebo swing generator). Jako referenční uzel se volí uzel
sítě, který je dostatečně tvrdý např. největší generátor (s nejširšími jalovými mezemi),
největší výrobou, uzel PCC (point of common coupling – tj. společný napájecí bod
z veřejné distribuční sítě), uzel s nejvyšším zkratovým výkonem.
Jako úhel napětí se často volí 0. (To nemá vliv na vyčíslení výkonů, pouze spočtená
napětí budou posunuta o daný úhel). Tyto úhly (zdaný příp. spočtené) vyjadřujcí
fázový posuv napětí od úhlu 0° (typicky referenční úhel) jsou v Tab. 4-2 označeny
jako .
Generátory a síťové napáječe mají možnost pracovat ve třech režimech resp. ve
dvou typech sběrnic. Ty se liší zadanými okrajovými podmínkami – nezávislé
proměnné (viz Tab. 4-2), závislé proměnné jsou spočítány analýzou chodu soustavy
(Load Flow analýzou).
Typ
sběrnice
Tab. 4-2 Typy sběrnic (závislé a nezávislé proměnné)
Typ proměnné
Uzel
Nezávislá
Závislá
I
Zátěže
II
Generování energie, třída A
105
P, jQ
-P, jQ
U,
U,
III
Generování energie, třída B
-P, U
jQ,
swing bus, slack bus
U,
P, jQ
Poznámky:
1. Veličiny nezávislé jsou okrajovými podmínkami sběrnice (uzlu)
2. Přestože je obecně možné užít i kombinace [P,], [jQ, U] a [jQ,], nepoužívají se
3. Záporný výkon je výkon vycházející z uzlu, kladný výkon vtékající do uzlu

Sběrnice 1. typu (PQ uzel) může být s motorickými nebo pasivními zátěžemi, přičemž
výkon z uzlu je kladný (odběr). Závislé proměnné jsou napětí a fázový posuv napětí
vůči referenčnímu napětí. Rovněž uzel bez odběru (tj. průchozí uzel, např. terminál
transformátoru) je PQ uzlem.
Sběrnice 2. typu je sběrnice generátoru resp. síťového napáječe (mnohdy se tyto
parametry zadávají přímo v modelu generátoru resp. síťového napáječe). Třída A je
sběrnice s neregulovaným napětím, zatímco činný a jalový výkon je pevně zadán. Při
změnách zatížení se mění napětí a fázový posun napětí vůči referenčnímu napětí.
Sběrnice 2. typu třídy B (PU uzel) je sběrnice s regulovaným napětím a činným
výkonem.
Automatický
regulátor
napětí
řídí
napětí
v mezích
dodávaného/odebíraného jalového výkonu generátorem. Regulátor udržuje napětí na
zadané hodnotě, pokud je vypočítaný jalový výkon v jednotlivých iteracích v daném
intervalu. Je-li jalový výkon mimo zadaný rozsah, regulátor nastaví jalový výkon na
překročenou mez a uvolní jalový výkon, neboli přepne tento PU uzel na PQ uzel.
Protože je činný výkon pevně zadán, frekvence sítě se mění. Tyto typy se při
simulacích v OGP resp. ostrovních sítích používají zřídka.
Tato sběrnice (PU uzel) se užívá při modelování přenosových soustav s připojenými
velkými elektrárnami (např. modelování přenosové sítě ČEPS).
Sběrnice 3. typu se nazývá swing bus nebo slack bus, přičemž napětí a fázový
posun je pevně zadán (tedy konstantní). Činný a jalový výkon se liší.
Užijí-li se všechny generátory v režimu swing bus, tak i pokud pracují do stejné
sběrnice, liší se dodávaný výkon, liší-li se délky přívodních vedení příp. místo
instalace generátorů. Proto je výhodné provozovat N-1 generátorů v režimu P, jQ
(typ sběrnice II a třída A) a zbývající generátor v režimu slack resp. swing bus tak,
aby všechny po nastavení vykazovaly stejný dodávaný činný a jalový výkon, což je
stav odpovídající reálnému řízení provozu.
Toho lze docílit ve dvou až třech iteračních krocích. Sečtu-li výkony všech generátorů
(resp. znám-li předpokládané odběry v síti), podělím je počtem generátorů (zde
předpokládám identické generátory v síti) a N-1 generátorů nastavím jako sběrnici II.
typu (PQ bus), přičemž zbývající generátor nastavím jako sběrnici III. typu (swing
bus). Pokud se výkony pořád výrazně liší, provedu ještě jednu identickou iteraci.
Nerespektování požadavku na alespoň jednu sběrnici v systému typu swing bus (3.
typu) vede k chybě a nemožnosti spustit simulaci (vesměs přehledně hlášeno ve
výpisu chybových hlášení).
106
Sběrnice, uzly
Každý vložený prvek obecně musí propojovat dva uzly (v případě např.
trojvinuťových transformátorů logicky uzly tři). Není možné napojit např. přívodní
vedení transformátoru přímo s transformátorem, vždy zde musí být definován uzel.
Ten zde musí být definován pro účely simulace, i když jej např. pro vyhodnocení
výsledků nepotřebujeme. Prvky napřímo buď nelze spojit, nebo nebude proveden
výpočet resp. obvod bude považován za rozpojený. Některé programy umí tyto uzly
definovat samy, tj. bez aktivního zásahu uživatele, případně je definují samy jako
skryté uzly.
Motorické zátěže
Motorické zátěže malých výkonů se pro studie zkratových proudů a Load Flow studie
modelují jako ekvivalentní motor složený z několika asynchronních motorů výkonu
50 kW na pólovou dvojici. Motory středních a velkých výkonů se modelují
samostatně. Zatížení motoru lze měnit, tudíž vstupní data vždy odpovídají
katalogovým údajům (viz kap. 4.3) a mění se pouze zatížení. Systém sám přepočítá
a odhadne odebíraný činný a jalový výkon.
Radiální sítě
Některé softwarové produkty nebyly schopny počítat Load Flow analýzu pro
zauzlené sítě. Problém se netýkal přímo tzv. Load Flow analýzy, ale dimenzování
prvků (tzv. Sizing Study), jež se automaticky prováděla před Load Flow analýzou.
Pokud by (zejména u starších produktů) docházelo k tomuto problému (zpravidla je
jednoznačně identifikován v chybovém hlášení), lze tento problém řešit některým
z následujících způsobů:
a) volbou neprovádět automaticky tzv. Sizing Study před Load Flow analýzou
(tedy nastavením simulace);
b) volbou počtu paralelně uložených kabelů v dialogu kabelů namísto více
jednotlivých kabelů, které spojují stejné sběrnice;
c) zadáním jednoho kabelu stejných parametrů (délka, průřez, impedance) ale
poloviční délky místo dvou paralelních kabelů spojujících stejné sběrnice.
Nastavení simulace
Protože se jedná o řešení soustavy nelineárních rovnic s komplexními koeficienty,
řeší se Load Flow analýza numericky. V současné době se nejčastěji používá buď
metoda injekce proudu, Newton-Raphsonová metoda (metoda tečen, používaná
např. i v programu PSPICE), příp. její nástupce tzv. Fast Decoupled metoda, která je
rychlejší, stabilnější a stejně přesná jako Newton-Raphsonová metoda.
Protože Load Flow simulace nepatří k časově náročným simulacím, lze ponechat
základní nastavení simulace. V nastavení simulace je zpravidla možno určit, zdali se
výpočet provede Newton-Raphsonovou metodou, nebo metodou injekce proudu.
V první metodě je nepřesnost udávaná v procentech, ve druhé je nepřesnost zadaná
hodnotou výkonu resp. proudu. Při problémech s řešením (konvergencí) je možné
měnit způsob výpočtu, stanovený počet iterací a přesnost simulace.

Výstupní zpráva simulačního SW
107
Výstupní zpráva je v celém znění uvedena v příloze 5.4. Schéma simulované sítě
včetně základních výsledků simulace je uvedeno na Obr. 5-7. Přestože výstupní
zpráva je generována v proprietálním software SKM, formát zpráv z jiných
simulačních programů je podobný.
Struktura výstupní zprávy obsahuje hlavičku (1. stránka zprávy, viz příloha 5.4., str.
152), dále okrajové podmínky tj. nastavení simulace – tolerance napětí sítě, zadané
zdroje a režimy provozu, nepřesnosti simulace atd. (2. stránka zprávy, viz příloha
5.4., str.153).
Od stránky 4 výstupní zprávy (na str. 154) jsou již vygenerovány výsledky výpočtu.
Tyto zobrazují pro každou sběrnici jmenovité napětí, reálné napětí, pokles napětí
v procentech a fázový posun napětí vůči referenčnímu napětí (13.8 kV sběrnice na
Obr. 5-7).
Dále je pro každou sběrnici uvedeno, ze kterých přívodů je napájena, jaký je úbytek
napětí a výkonová ztráta přívodu z nadřazeného uzlu (tj. příslušného kabelového
vedení).
Pro každou sběrnici, má-li definovány vývody je ve zprávě proveden výpočet
proudového zatížení jednotlivých vývodů a tok činného a jalového výkonu včetně
účiníku a úbytků napětí na příslušném vývodu (viz např. str. 5 výstupní zprávy na str.
154).
Od str. 31 výstupní zprávy (viz str. 156) je provedeno shrnutí důležitých výsledků.
Nejprve jsou seřazeny napětí na příslušných sběrnicích (jak je patrné, jsou zde i
sběrnice pojmenované automaticky simulačním SW, tj. sběrnice, jež nereprezentují
fyzický rozváděč, nýbrž spojení např. svorky transformátorů (viz text na str. 107).
Od stránky 33 (viz str. 157) výstupní zprávy je provedeno shrnutí pro vedení (v
reportu typ FDR-feeder) a transformátory (v reportu typ TX2 tj. two-winding
transformer). Je zde uvedeno proudové zatížení, úbytek napětí, tok výkonů, a je-li
uvedeno dovolené proudové zatížení vedení, tak i percentuální zatížení vedení.
V závěru zprávy jsou uvedeny celkové ztráty soustavy v provozu. Tyto hodnoty jsou
rovněž v praxi důležité.
Pozn. V ČR platí Vyhláška MPO [11], kterou se stanoví podrobnosti určení účinnosti
užití energie při přenosu, distribuci a vnitřním rozvodu, ukládá všem provozovatelům
distribučních soustav (držitelům licence na přenos a distribuci elektrické energie)
vyhodnocovat roční technické ztráty elektrické energie, vzniklé v jimi provozované
soustavě, a to každoročně do 30. března následujícího roku způsobem uvedeným v
příloze Vyhlášky MPO [11].
Zpracovaný materiál bude sloužit jako výkaz technických ztrát, kterým se každoročně
prokazuje úroveň hospodárnosti provozu lokální distribuční soustavy.
4.5. Short-Circuit Study

Účel studie
Poruchové proudy, jež tečou v síti v důsledku zkratů, musí být vypočítány pro každou
napěťovou hladinu pro trojfázový, dvoufázový, dvoufázový zemní a jednofázový
zkrat. Tyto spočítané proudy musí být vzaty v úvahu pro volbu vhodně
108
dimenzovaných předmětů elektrické instalace a umožnit volbu a nastavení ochran
pro zajištění úspěšné selektivní izolace poruchového místa.
Musí být spočítány maximální a minimální zkratové proudy v instalaci. Maximální
zkratové proudy se vypočítávají pro maximální konfiguraci sítě, tj. všechny
synchronní generátory jsou v provozu (přípustné kombinace) a všechny napájecí
přívody z nadřazené sítě (jsou-li k dispozici) a zároveň všechny asynchronní motory
v provozu. Uvažuje se s teplotou vedení 20°C. Zpravidla nejvyšší příspěvky
zkratových proudů jsou pro uvažovaný trojpólový zkrat.
Minimální zkratové proudy se vypočítávají pro minimální konfiguraci sítě, tj. nejmenší
počet synchronních generátorů příp. externích přívodů z nadřazené sítě v provozu,
bez příspěvků asynchronních motorů. Uvažuje se s maximální provozní teplotou
vedení (85 nebo 90 °C pro XLPE nebo EPR kabely). Zpravidla nejnižší zkratové
proudy jsou pro dvoupólový zkrat.
Metodika výpočtů zkratových proudů je uvedena v IEC 61363, IEC 60909-0 a
IEC 60909 pro a.c. soustavy a IEC 61660-1 pro d.c. soustavy. Výpočtový software
zpravidla umožňuje volbu výpočtu mezi IEC 61363 a IEC 60909 pro a.c. systémy.
Aby bylo dosaženo přiměřené přesnosti výpočtu, studie by měly být provedeny ve
vhodném simulačním software. Příspěvek asynchronních motorů by měl být zahrnut
ve studii, přednostně pomocí přímého dynamického modelování. Studie by měly být
provedeny v místech spínání a vypínání na příslušné napěťové hladině. Zpravidla se
provádějí v místech všech hlavních a podružných rozváděčů. Ve fázi návrhu je
vhodné zohlednit tolerance zařízení (transformátorů a synchronních strojů) a rovněž
rezervu v návrhu pro budoucí rozšíření. Rezervu je nejlépe zohlednit provedením
studií s přídavnými zátěžemi reprezentovanými asynchronními motory. IEC 61363-1,
IEC 60909-0,-1 a IEC 61660-1 uvádějí metodologii pro výpočet zkratových proudů,
jež může být využita není-li k dispozici výpočtový software a je třeba provést výpočet
ručně. Každá z těchto metodik má svá omezení v přesnosti a volba vhodné metody a
rozhodnutí (interpretace výsledků) záleží na kompetenci osoby provádějící výpočty.
Napěťové rušení trvající během poruch a po izolaci poruchy (vypnutí zkratu) musí být
rovněž uváženo, aby se ověřilo, že přechodné rušení nezpůsobí ztrátu napájení
v důsledku poklesu napětí nebo přepětí.
Při posuzování vlastností sítě během těchto přechodových jevů je vyžadováno
přesné modelování všech automatických regulátorů napětí (AVR – automatic voltage
regulator). Může být rovněž nutné modelovat I turbínu a řízení turbíny všech
generátorů. Tyto studie již zpravidla nejsou pokryty „čistou“ analýzou zkratových
proudů, ale jsou součástí studie dynamické stability sítě.
Výpočet symetrických trojfázových zkratových proudů musí být proveden pro
specifikací vlastností výkonových vypínačů a musí zahrnovat:

Asymetrický spínací proud. Ten je vyjádřen ve vrcholové hodnotě a vypočítán
pro půlperiodu po sepnutí do zkratu. Exponenciální průběh jak a.c., tak d.c.
složky musí být zohledněn.

Asymetrický vypínací proud. Ten je vyjádřen v efektivní hodnotě a spočten pro
čas, v němž se předpokládá oddělení kontaktů vypínače. Povoluje se
maximálně 10 ms pro ochrany s mžikovým vypnutím (zábleskové ochrany,
109
diferenciální ochrany). Exponenciální průběh jak a.c., tak d.c. složky musí být
zohledněn.

Symetrický vypínací proud. Ten je vyjádřen v efektivní hodnotě a spočten pro
čas uvedený v předchozím bodě. Předpokládá se nulová d.c. složka a musí se
zohlednit exponenciální průběh a.c. složky.

Pro elektricky blízké zkraty je vhodné ověřit, že proud v okamžiku oddělení
kontaktů vypínače již prochází nulou a je možné provést úspěšné zhašení
oblouku.
Při elektricky blízkém zkratu se v některých zvláštních případech může stát, že
okamžitá hodnota klesajícího zkratového proudu dosáhne nuly poprvé až za několik
period po tom, co došlo ke zkratu. Toto je možné, jestliže je stejnosměrná časová
konstanta synchronního stroje větší než rázová konstanta. Jev je znázorněn na Obr.
4-6.
Obr. 4-6 Obalová křivka průběhu zkratového proudu při elektricky blízkém zkratu,
zdroj [5]
Legenda k Obr. 4-6
I“K
počáteční souměrný rázový proud;
ia
aperiodická (stejnosměrná složka) zkratového proudu (nově se značí id.c.);
ikm
nárazový zkratový proud (nově se značí ip);
Ivyp
souměrný zkratový vypínací proud (nově se značí Ibsym);
Iavyp
asymetrický zkratový vypínací proud (nově se značí Ibasym).
Vztah mezi stejnosměrným (id.c.), souměrným zkratovým (Ibsym) a asymetrickým
(Ibasym) proudem je následující.
id.c.% 
I d.c.
 100
2  I vyp
Rovnice 4-14
110
2
I basym  I bsym
 I d2.c.
Rovnice 4-15
Po oddělení kontaktů může dojít k offsetu proudů zbylých dvou fází a průchod nulou
a z toho plynoucí doba zhášení může být prodloužena. To vede k nadměrnému
namáhání vypínače a v krajním případě jeho selhání. V tomto případě je nutné vložit
záměrné zpoždění vypínání i pro diferenciální příp. zábleskové ochrany.
Obr. 4-7 Dlouhé hašení oblouku elektricky blízkého zkratu
Výše uvedené jevy nejsou standardně přímo zobrazeny ve výsledcích výpočtu
zkratových proudů, je na uvážení zkušenostech osoby vypracovávající studie, zdali
budou provedeny.
V soustavách, kde jsou omezeny hodnoty zemních zkratových proudů omezující
impedancí (odpor nebo reaktor), proudy se uvažují bez exponenciální přechodové
složky a jsou považovány za konstantní nezávisle na místě a čase zemního spojení.
Za důležité považuji zdůraznit rozdíl mezi IEC 60909-0 a IEC 61363.
Pro příspěvky motorů se vyjadřují a zohledňují obě složky (a.c. i d.c.) poruchového
proudu. Obecně v okamžiku vzniku zkratu vrcholová hodnota střídavé složky a
stejnosměrné složky je pokládána za shodnou. Obě hodnoty vycházejí z vrcholové
hodnoty záběrového proudu při přímém připojení na síť. Tyto hodnoty vycházejí
z impedance motoru nakrátko. Oba tyto proudy musí zohledňovat exponenciální
pokles a.c. i d.c. složky. Střídavá (a.c.) složka je určena reaktancí motoru nakrátko a
odporem rotoru v klidu, stejnosměrná (d.c.) složka je určena reaktancí rotoru
nakrátko a odporem statoru. Tato metodika je rozebrána v IEC 61363.
111
Obr. 4-8 Příspěvek asynchronního motoru při trojfázovém zkratu, zdroj [6]
Legenda k Obr. 4-8:
i0M
proud naprázdno;
I“M
počáteční souměrný zkratový proud;
ipM
vrcholová hodnota (nárazový) zkratový proud;
idcM
aperiodická složka zkratového proudu;
A
počáteční hodnota aperiodické složky idc.

Tipy pro simulaci
Simulace se obecně provádí pro všechny scénáře jako LF analýza. Proto se při
spouštění simulací vychází z modelů LF analýzy. Na rozdíl od LF analýzy, která se
uvažuje pro provozní teplotu kabelů (dle [1]) na 60°C pro vodiče s PVC izolací resp.
s využitím analogie 70°C pro vodiče s XLPE a EPR izolací se výpočty zkratových
proudů podle [7] uvažují rovny 20°C pro maximální zkratové proudy a v prvním
přiblížení maximální dovolenou provozní teplotou kabelu pro minimální zkratové
proudy.
Toho se dá dosáhnout buď příslušným nastavením v simulačním programu, jež sám
zohledňuje vliv teplot nebo definováním knihovny kabelů s parametry odporů pro
Load Flow, SC min a SC max parametry.
Je vhodné upřesnit okrajové podmínky, často je v zadání uvažováno s tolerancemi
-5% resp+5% jak pro impedance nakrátko zk transformátorů tak pro rázovou
reaktanci x”d synchronních strojů maximální resp. minimální zkratové proudy.
Jsou-li transformátory vybaveny přepínači odboček, tak za předpokladu, že se
nejedná o přepínač v zatížení (tzv. on-load tap changer), uvažuje se v případě tzv.
off-load tap changer o nastavení v bodě, jež vyšel na základě LF studií jako
optimální.
Přestože vstupní data jsou předmětem samostatného dokumentu (viz kapitola 4.3),
stejně tak jako okrajové podmínky a odebíraný výkon – zpravidla se vychází ze
scénáře modelovaného v rámci LF studie – kapitola 4.4, příp. jsou uvedeny
v Electrical Load List – kapitola 4.2, je vhodné uvést základní data vztahující se
112
k okrajovým podmínkám a data synchronních strojů, transformátorů a kabelů i do
samotné zprávy.

Výstupní zpráva simulačního SW
Výstupní zpráva je v celém znění uvedena v příloze 5.4. Schéma simulované sítě
včetně základních výsledků simulace je uvedeno na Obr. 5-8. Přestože výstupní
zpráva je generována v proprietálním software SKM, formát zpráv z jiných
simulačních programů je podobný.
Struktura výstupní zprávy obsahuje hlavičku (1. stránka zprávy, viz příloha 5.4., str.
161), v hlavičce je rovněž uvedena metodika výpočtu (IEC 60909) a napěťové
součinitele cMax a cmin.
Na druhé stránce je uvedena hlavička pro výsledky uváděné od str. 2 výstupní
zprávy (viz příloha 5.4., str.161) do str. 79 výstupní zprávy (viz příloha 5.4., str.166),
tedy v souladu s nastavením maximální hodnoty pro trojfázové symetrické zkratové
proudy.
Od 2. stránky zprávy (viz příloha 5.4., str.161) jsou již uvedeny výsledky výpočtu.
Struktura úplných výsledků zahrnuje následující:

název sběrnice, pro níž je uveden výpočet (FAULT BUS);

jmenovité napětí sběrnice;

napěťový součinitel cmax aplikovaný pro danou sběrnici;

poměr ekvivalentní zkratové resistence a reaktance R/X v místě zkratu;

nárazový zkratový proud ip;

počáteční souměrný zkratový proud I“k;

ustálený zkratový proud Ik;
Níže je pro danou sběrnici proveden výpočet parametrů symetrického (Ibsym),
asymetrického (Ibasym) vypínacího proudu, stejnosměrné složky (id.c.) zkratového
proudu a poměru symetrického a asymetrického vypínacího proudu pro zadané časy
(počet period trvání zkratu).
Nárazový zkratový proud ip a počáteční souměrný zkratový proud I“k jsou nutné
z hlediska tepelných a dynamických účinků. Vypínací proudy jsou důležité pro
posouzení vhodnosti užitých vypínačů.
Pod tímto souhrnem pro danou sběrnici je uveden výčet příspěvků (GROUP
CONTRIBUTION, INDIVIDUAL CONTRIBUTION) od napáječů, příp. od
asynchronních motorů. Tyto příspěvky jsou uvedeny na straně 2 a 3, výstupní zprávy
pro danou sběrnici (viz příloha 5.4., str.161 a 162).
Od str. 79 výstupní zprávy (viz příloha 5.4., str. 166) je uveden souhrn zkratových
proudů pro maximální hodnoty při trojfázovém zemním, dvoufázovém, dvoufázovém
zemním a jednofázovém zkratu vč. vyčíslených složek sousledné, zpětné a netočivé
náhradní zkratové impedance.
113
4.6. Dynamic Stability Study

Druhy dynamických studií
Jelikož elektrizační soustava (příp. napájecí síť) je složitý systém, který je vystaven
neustálým změnám znvějšku i zevnitř, je užitečné z hlediska zkoumání odlonosti
soustavy proti rozruchům rozdělit stabilitu do několika dílčích problémů. To při
analýze umožňuje přijmout určité zjednodušující předpoklady pro reprezentaci
soustavy a pro využití odpovídajících analytických metod. Obr. 4-9 ukazuje základní
členění stability elektrizační soustavy.
Obr. 4-9 Rozdělení pojmu stabilita elektrizační soustavy (zdroj [9])
Úhlová stabilita souvisí s pohybem rotorů synchronních strojů, které se používají jako
zdroje pro výrobu elektrické energie. Vztahuje se tedy na schopnost synchronních
strojů zůstávat v synchronním provozu se zbytkem soustavy po nějakém rozruchu.
Tato schopnost souvisí s udržením rovnováhy mezi elektrickým momentem
generátoru a mechanickým momentem poháněného stroje, kterým bývá nejčastěji
turbína. Úhlová stabilita se tedy týká elektromechanických přechodových jevů.
Úhlovou stabilitu můžeme dále rozdělit na stabilitu malých kyvů a přechodnou
stabilitu (Transient stability).
Pro vyšetřování dynamických jevů (elektromechanických jevů) v síti nás budou v
malých ostrovních sítích zajímat jednak problémy související s úhlovou stabilitou,
jmenovitě přechodná stabilita, jednak kolísání frekvence a napětí.
Studie se provádějí pro nejhorší možné provozní podmínky s ohledem na stabilitu
sítě, jež musí být určena zvlášť pro každou studii. Analýza musí prokázat, že
soustava je schopna dosáhnout stabilního stavu po zkoumaných rušivých jevech a
že odchylky napětí, frekvence, skluzů motorů, reakcelerace a doby rozběhů jsou
v mezích stanovených limitů.
Studie dynamické stability musí navazovat a reflektovat s navrhovaným nastavením
ochran (studie selektivity a nastavení ochran), protože vypínací časy a nastavení
114
např. podpěťových a podfrekvenčních ochran úzce ovlivňuje nastavení okrajových
podmínek simulací a způsob interpretace výsledků.
V současné době se studie vykonávají ověřenými softwarovými nástroji. Modely
všech prvků musí být dostatečně podrobné a věrné, aby bylo dosaženo co největší
věrohodnosti studií. Navíc k obvodovým parametrům je nutné dodat průběhy
momentů motorů a pracovních mechanismů, blokové schéma regulátoru turbíny a
modelu turbíny a blokové schéma, příp. typ a nastavení parametrů napěťového
regulátoru.
Pro ověření chování při velkých změnách je rovněž nutné seznámení se s principem
implementovaného systému řízení výkonu (Power management system) a použitém
algoritmu selektivního odpínání zátěží (load shedding system). Proto patří studie
dynamické stability k nejnáročnějším studiím.

Teoretický rozbor problematiky dynamických studií po zkratech
V ostrovních sítích souvisí dynamická stabilita především s chováním synchronních
generátorů a instalovaných spotřebičů (asynchronními motory) při náhlých změnách
odebíraného nebo generovaného výkonu zejména při výpadku generátoru a/nebo po
zkratech.
Při chování soustavy po zkratech se zejména sledují tato kritéria.
1. Re-akcelerace asynchronních motorů (částečné zastavení, poklesy napětí)
Pokles napětí a následné zotavení po zkratech může ovlivnit stabilitu jak
asynchronních motorů, tak celé sběrnice. Motory nemusí být schopny reakcelerovat a dosáhnout normálního chodu. Obecně se vyžaduje co nejkratší
doba zotavení z důvodu rizik částečného zastavení asynchronních strojů
(provoz v oblasti před momentem zvratu) nebo v krajním případě napěťová
nestabilita soustavy (vybavení podpěťových ochran). Dominantní vliv hrají
asynchronní motory a dimenzování transformátorů (předimenzování) pro
napájení motorových sběrnic na nižší napěťové hladině.
2. Úhlová stabilita generátorů
Napěťový pokles na svorkách synchronních generátorů, např. v důsledku
blízkého zkratu může ohrozit udržení synchronismu, jelikož výkon generátoru
je rovněž funkcí svorkového napětí. Snížený výstupní výkon generátorů při
konstantní hodnotě mechanického výkonu na hřídeli (časové konstanty turbín
jsou v řádu stovek ms) způsobuje akceleraci soustavy generátor-turbína a
může vést k úhlové nestabilitě nazývané přechodné nestabilitě (výpadku ze
synchronismu). Je vyžadováno zachování úhlové stability po zkratech.
K tomuto jevu může docházet v ostrovních systémech pro určité režimy řízení
turbín, u některých řízení (isochronous load sharing) k tomuto jevu nedochází.
3. Frekvenční stabilita
Při kolísání odběrů příp. náhlém odpojení synchronního generátoru dochází ke
změnám frekvence sítě. Tyto musí být korigovány řízením turbíny a případně
systémem odhazování zátěží (load shedding system). Při velkých náhlých
změnách mohou být změny frekvence natolik velké, že může dojít k nestabilitě
příp. vybavení ochran (turbíny zpravidla nejsou schopny dlouhodobého
provozu pod 0,9 fn).
115
Jak plyne z předchozího výčtu, asynchronní motory hrají důležitou roli při vyšetřování
stabilit průmyslových sítí v ostrovním režimu. Udržení stabilního provozu závisí na
vzájemném vztahu mezi křivkou momentu asynchronního motoru a křivkou momentu
pracovního mechanismu. Křivka (a) na Obr. 4-10 znázorňuje momentovou
charakteristiku asynchronního motoru při jmenovitém napájecím napětí.
Obr. 4-10 Momentová křivka asynchronního motoru a pracovního mechanismu
Jestliže je motor vystaven poklesu napětí po jistou dobu, zpomalí a otáčky se ustálí
na snížené rychlosti např. 70 % synchronní rychlosti (tedy skluz je roven 30 %,
pracovní bod je před momentem zvratu). Otázka, zdali dojde k zotavení a obnovení
původního pracovního bodu ve stabilní oblasti závisí mj. na napětí během zotavení.
Křivka (b) na Obr. 4-10 znázorňuje moment stroje při sníženém napětí (tvar křivky je
stejný, hodnoty jsou úměrné kvadrátu poměru pracovitého a jmenovitého napětí.
Zde je tato křivka jen nepatrně nad momentem pracovního mechanismu křivka (c).
Motor tudíž při sníženém napětí bude akcelerovat pomalu a může být odpojen
ochranami (tepelný model, podpěťové, nadproudové ochrany).
Tento jev se v anglické literatuře nazývá jako „brownout condition“, jelikož motory
jsou v provozu při sníženém napětí a delší provoz může poškodit tyto motory
z důvodu přehřátí v případě, že nezapůsobí ochrany.
V tomto pracovním režimu (před momentem zvratu) odebírá motor velký proud ze
sítě navzdory sníženému výkonu a mechanickému momentu. Obr. 4-11 ukazuje
typickou závislost proudu motoru na skluzu resp. otáčkách asynchronního motoru.
116
Obr. 4-11 Průběh proudu asynchronního motoru pro statický režim v závislosti na
úhlové rychlosti
Tento velký odebíraný proud při velkém skluzu způsobuje pokles napětí v síti, což
zhoršuje podmínky zotavení. Pokud takto dojde ke zpomalení všech motorů v síti
(např. v důsledku poklesu napětí při zkratech), může dojít k tak velkému odběru
proudu, že je zotavení nemožné.
Při tomto jevu je motory odebírán značný jalový výkon, to rovněž vede k poklesu
napětí a následné nestabilitě. Obecně lze důsledky těchto jevů shrnout takto:
1. Napětí v soustavě se nezotaví na úroveň jmenovitého napětí v důsledku
značného jalového příkonu asynchronních strojů, způsobeného proudy
tekoucími při velkém skluzu;
2. Dojde k výpadku synchronismu některého z generátorů (typicky jeden
z generátorů proklouzne do nadsynchronní oblasti). Toto je způsobeno nízkým
napětím, jež omezuje činný výkon dodávaný generátorem po zkratu (v
průběhu zotavování). Přitom je nutné pro zpomalení soustavy turbína
generátor zpracovat akumulovanou energii (systém bezprostředně během
zkratu a těsně po zkratu má tendenci akcelerovat z důvodu kladné bilance
energie (příkon na hřídeli, elektrický výkon). K tomuto jevu dochází jen při
určitých režimech řízení soustavy generátorů a turbín.
3. Vysoký odebíraný jalový výkon z generátorů dosáhne hodnot, jež indikují
přebuzení synchronního stroje, což může mít za následek vybavení ochran
synchronního stroje.
Protiopatření spočívají v maximální redukci vypínacích časů, omezení jalového
výkonu selektivním vypnutím některých vývodů (spotřebičů) při podpětí nebo
instalací přídavné kompenzace (zejména statické kompenzátory).
Zkratové proudy způsobují v důsledku vlastního poklesu napětí téměř okamžité
vypnutí pohonů řízených z polovodičových měničů a některých nízkonapěťových
motorů z důvodů podpěťové spouště jištěných motorových spouštěčů příp.
odpadnutím přídrže stykače. Přesné vyčíslení zátěží, jež budou takto vypnuty v
důsledku podpětí není-li detailně znám každý z těchto spotřebičů není možné, ale v
každém případě ulehčuje zotavení soustavy (snižuje se celkový odebíraný proud a
jalový výkon). Při brání této skutečnosti v potaz jsou výsledky simulací zatíženy
chybou, jež je na straně bezpečnosti.
117
Odezva soustavy je v simulacích zdokumentována pomocí grafických závislostí
(grafech). Tyto zobrazují napětí, otáčky motorů a generátorů, hodnoty buzení
synchronních strojů, průběhy odebíraného resp. dodávaného činného a jalového
výkonu a zátěžný úhel generátorů v čase.
Stav asynchronních motorů může být zhodnocen z grafů vyobrazujících výsledky
simulace a to z napětí na svorkách motoru a průběhu otáček motoru v čase. Snížené
napětí na svorkách motoru trvající vteřiny po izolování místa poruchy indikuje
zabržděné (příp. re-akcelerující) motory v síti. Otáčky na úrovni 85 % jmenovitých
otáček a níže indikují konkrétní motor.
Oscilace s rostoucí frekvencí v napájecím napětí poukazují na nestabilitu některého z
generátorů. Z průběhů proudů lze rovněž usuzovat na částečné zastavení některého
z asynchronních motorů.

Teoretický rozbor problematiky kritické vypínací doby (CCT)
Studie kritické vypínací doby (Critical Clearing Time – CCT) je vykonávána v
soustavách s více generátory pracujících paralelně v provozu. Dynamická stabilita
(zde míněno v kontextu úhlové stability) soustavy znamená zachování synchronního
chodu všech generátorů při náhlé změně. V napájecí síti musí každý generátor mít
stejnou rychlost, přičemž zátěžný úhel a účiník záleží na odebíraném resp.
generovaném výkonu. Při náhlé změně dochází ke kývání rotoru a v extrémním
případě např. velké změny výkonů při plném zatížení může generátor vypadnout ze
synchronismu.
Zdali je soustava náchylná k tomuto jevu záleží, jak bylo uvedeno výše na způsobu
řízení soustav s mnoha generátory. Pokud mají generátory stejné štítkové hodnoty,
stejné řízení (např. isochronní sdílení zátěží) a stejný zátěžný úhel (stejný dodávaný
výkon), potom všechny generátory budou akcelerovat synchronně. Nevznikne fázový
posuv mezi jednotlivými zátěžnými úhly a tudíž nemůže z principu dojít k výpadku
synchronismu jednoho z generátorů. (Pozn. Zde se hovoří o ostrovní síti, v síti s
hybridním napájením k tomuto jevu i pro tento případ řízení může dojít.) Proto je
tento režim (isochronní sdílení zátěže) obecně nejvíce vhodný z důvodu imunity vůči
výpadku ze synchronismu.
Obecně lze kritické vypínací časy v ostrovní soustavě zjednodušeně simulovat
následujícím způsobem. Po zavedení modelu řízení turbíny, při kterém může tato
nestabilita vzniknout, nejčastěji se v praxi jedná o jeden generátor s manuálním
řízením výkonu se upraví hodnoty odebíraného výkonu (změna, příp. dodání další
zátěže) tak, aby příslušný generátor dodával jiný výkon než generátory ostatní
(regulátor turbín ostatních generátorů pracuje buď v rovnoměrném sdílení zátěží
nebo v režimu konstantní síťové frekvence) a v soustavě se simuluje trojpólový zkrat
na jednom z vývodů z hlavní sběrnice po různou dobu. Moderní simulační programy
umí vykreslit vzájemnou závislost zátěžného úhlu vůči referenčnímu úhlu jednoho z
generátorů. Při překročení hodnoty 3,14 rad (180°) vzájemného zátěžného úhlu dvou
generátorů dochází k výpadku ze synchronismu daného stroje.
Pozn. Pro jednotlivý generátor je mez statické stability pro zátěžný úhel 90°, mez
dynamické stability je pro zátěžný úhel 180°. Vzhledem k omezení výkonu turbíny je
trvalý zátěžný úhel generátoru při uvažovaném provozu cca 30°.
118
Obr. 4-12 znázorňuje průběh činného a jalového výkonu v soustavě dvou vzájemně
spojených synchronních strojů (dva uzly se stejnou hodnotou napětí na svorkách
generátorů) v závislosti na rostoucím úhlu  (vzájemný elektrický úhel hřídelí
generátorů). Jedná se o zjednodušený příklad reprezentující dva vzájemně spojené
generátory pracující v ostrovním režimu do stejné sběrnice. Tok výkonů mezi těmito
zdroji může být vyjádřen zjednodušeně následující rovnicí:
'
'
EG1
EG2
P
sin 
XT
Rovnice 4-16
kde XT = XL+ XG1+ XG2
E’G1 a E’G2 reprezentují zjednodušeně indukované vnitřní napětí generátoru. Úhel  je
vzájemný elektrický úhel hřídelí generátorů. Reaktance XT příp. příslušná impedance
ZT je součet všech impedancí vzájemného elektrického spojení, tj. generátorů,
blokového transformátoru a kabelu.
Hodnota vyrovnávacího činného výkonu mezi zdroji roste s roustoucím úhlem  až
dosáhne maximum ( =90°). V záporném směru, uzel (druhý generátor) dodává
jalový výkon pro pokrytí jalového výkonu na reaktancích. Protože je napětí stejné na
obou svorkách generátorů, oba uzly dodávají jalový výkon v opačném směru
vzhledem k vedení.
Důležitým bodem je činný výkon mezi dvěma generátory při úhlu 180°, protože při
překročení tohoto úhlu je činný výkon záporný.
+
-
Obr. 4-12 Průběh vzájemného toku činného a jalového výkonu v závislosti na
vzájemném zátěžném úhlu generátoru
119
Záporný činný výkon znamená, že dominantní generátor spotřebovává činnou
energii, tedy pracuje jako motor namísto generátoru. Tím dochází k ještě rychlejší
akceleraci a stává se nestabilní jednotkou. Dochází k prokluzu a výpadku ze
synchronismu.
Na základě skutečnosti, že vzájemný elektrický úhel je použit pro vyhodnocení
úhlové stability, je jeden generátor zvolen jako referenční generátor, vzájemný
elektrický úhel ostatních generátorů je vyobrazen vzhledem k úhlu referenčního
generátoru a tímto je umožněno zhodnotit stabilitu soustav generátorů.
Pokud vzájemný elektrický úhel překročí 180°, dojde u daného generátoru k výpadku
ze synchronismu. Všeobecně generátor s vyšším zatížením (před zkratem) se
stejnou hodnotou momentu setrvačnosti dosáhne dříve limitu stability a je
dominantním generátorem (ovlivňujícím stabilitu soustavy).

Příklad prezentace kritické vypínací doby (CCT)
Základní simulační model (jednopólové schéma uvedeno např. na Obr. 5-7 a Obr.
5-8) byl upraven pro získání nevyváženého zatížení generátoru. Všechny generátory
dodávají činný výkon 17 MW, což je hodnota blížící se jmenovitému výkonu
17.2 MW, s výjimkou generátoru A, který pracuje v režimu manuálního provozu
s nižším výkonem. Byly provedeny simulace trojpólového zkratu a hledána doba
trvání zkratu, kdy ještě nedošlo k výpadku synchronismu mezi plně zatíženou
soustavou generátorů a jedním méně zatíženým generátorem.
P/ Q
(MW)/(Mvar)
5/3
8/5
11/6.5
14/8
17/10
Tab. 4-3 Výsledky studie kritického vypínacího času CCT
Generátor
Bez Is-limiteru
s Is-limiterem
A
B, C ,D, E, F
CCT
 max
CCT
max
(MW)
12.0/7.0
9.0/5.0
6.0/3.5
3.0/2.0
0.0/0.0
(MW)/(Mvar)
17.0 / 10.0
17.0 / 10.0
17.0 / 10.0
17.0 / 10.0
17.0 / 10.0
(ms)
410
302
238
196
160
(°)
-177
-180
-175
-173
-174
(ms)
405
295
233
190
153
(°)
-176
-172
-170
-165
-164
Výsledky ukazují, že kritický vypínací čas vzhledem k limitům dynamické úhlové
stability je mezi 153 ms a 410 ms v závislosti na okrajových podmínkách (zatížení
před zkratem). Jestliže dojde úpravou řízení, resp. omezením dovoleného režimu
provozu k homogennímu zatížení generátorů, problémy související s dynamickou
stabilitou vymizí.  max je maximální elektrický úhel při kývání stroje mezi
generátory. Teoretický limit je 180 °, prakticky tento limit leží v rozmezí 140~180°.
Limity jsou určeny pro vypínací časy zohledňující prodlevu ochrany, dobu zpoždění
vypínače a hašení oblouku. Při aplikaci okrajových podmínek a vypínacích časů
podle Tab. 4-3, nedojde k úhlové nestabilitě, přičemž vzájemný zátěžný úhel
dosáhne hodnot udaných v tabulce.
120

Výpadek generátoru
Jestliže je soustava v ustáleném rovnovážném provozu (při jmenovité frekvenci), je
výsledný mechanický výkon turbín na hřídelích generátorů roven součtu všech
příkonů všech zátěží a ztrátám v síti a na generátorech. Jakékoliv narušení
rovnovážného stavu způsobuje změny frekvence. Náhlé velké změny vyvolávající
nerovnováhu mezi generovaným a spotřebovávaným výkonem zejména způsobené
ztrátou generátoru nebo vypnutím spojky sběrnic mohou způsobit rychlý pokles
frekvence v síti. Při poklesech pod 0,9 fn již zpravidla dochází k neselektivnímu
vybavení turbín, což způsobuje blackout.
Jako protiopatření se aplikuje systém selektivního vypínání zátěží, nazývaný
v angličtině load shedding. Řízení tohoto systému je obstaráváno jednotkou PMS
(Power Management System) která monitoruje výkony generátorů vč. trendování
před a po poruše a obstarává selektivní vypnutí, blokuje zapnutí některých zátěží při
nedostatku výkonu, případně omezuje výkony pohonů napájených z měničů kmitočtu
v závislosti na rezervě činného výkonu, příp. aktuálním stavu a zatížení generátorů.
Odlehčovací systém selektivního vypínání (Load shedding system) musí být rychlý,
selektivní, přičemž musí umožnit opětovné zapnutí dočasně odpojených zátěží, aby
nedocházelo k dlouhým výpadkům. Smyslem selektivního vypínání je vyvážit
nerovnováhu mezi odběrem a kapacitou generovaného elektrického výkonu.

Principy a základní požadavky na odlehčovací systém selektivního vypínání
Odlehčení systému selektivním vypínáním je necitlivý nástroj pro užití v extrémních
situacích pro zabránění black-outu. Je považován za nástroj poslední instance (za
ním zpravidla již dochází k neselektivnímu vypínání zátěží, rozpadu sítě a v krajním
případě black-outu. Základními požadavky je jednoduchost pro snadnou
implementaci, rychlost a jednoznačnost.
Chceme-li ochránit síť před následky blackoutu, implementuje se nejčastěji
podfrekvenční vypínání (výhodou je jednoduchost). Sofistikované systémy umí navíc
monitorovat, jak bylo uvedeno výše, stav vypínačů a stav sítě před a po poruše, což
je příznivější z hlediska odezvy (není nutné čekat na pokles frekvence) a omezovat
výkony pohonů napájených z měničů kmitočtu.
Pokud by nedošlo k omezení odebíraných výkonů, soustava by se nezotavila a došlo
by buď k částečnému nebo úplnému blackoutu. V krajním případě pro ostrovní
systém mohou být předmětem selektivního podfrekvenčního vypnutí všechny zátěže.
Přestože systém PMS umí automaticky vyslat popud k spuštění dalšího generátoru
(posílení výroby), trvá náběh a synchronizace generátoru typicky kolem 20 s, což je
pro náhlé změny nedostačující.
Pro podfrekvenční vypínání platí, že první krok by neměl být příliš blízko jmenovité
frekvenci (případně s jistým časovým zpožděním), aby nedocházelo k falešnému
vypnutí při přechodných změnách frekvence souvisejících např. s přímý spouštěním
velkých asynchronních motorů. Je nutné zajistit koordinaci řídícího systému
s ochranami vývodů (podpěťové, podfrekvenční ochrany).
Malé ostrovní sítě mají relativně malý celkový moment setrvačnosti a z toho plynoucí
nízkou konstantu akumulované energie H, což má za následek větší kolísání
frekvence při poruchách. Z toho plyne, že podfrekvenční systém selektivního
121
vypínání musí umožnit větší rozsah kolísání frekvence, avšak současně je nutné
provést rozsáhlá vypnutí, aby nedošlo k poklesu frekvence pod kritickou mez.
Je vhodné mít nastavených méně úrovní vypnutí s větším množstvím odpojeného
výkonu s co nejnižší prodlevou (typicky je pod 300 ms), než je typické pro větší
vzájemné spojené soustavy.
Pro rozsáhlé vzájemně propojené soustavy je okamžitá rezerva generátorů a
akumulovaná energie schopna pokrýt výpadek způsobený výpadkem jednoho
z generátorů, okamžité pokrytí je poskytnuto prakticky nekonečně tvrdou sběrnicí
vzájemného spojení. To ovšem neplatí pro malé ostrovní sítě.
Je tedy nutné, aby v malých ostrovních sítích bylo rovnoměrné rozložení generátorů
a motorů v síti (míněno rovnoměrně na jednotlivé sekce hlavní sběrnice) s větším
počtem menších generátorů, kde výpadek jednoho není tak kritický z pohledu deficitu
výkonové bilance a poklesu frekvence.
V ostrovních sítích se definují tyto pojmy:
Provozní rezerva (v angličtině se užívá termín operation reserve): Je to rezerva
nutná k udržení spolehlivého provozu soustavy. Provozní rezerva může být
definována jako potencionální rezerva generovaného výkonu nad spotřebovávaným
výkonem v daný okamžik pro regulace, předvídatelné poruchy, ztrátu generátoru
apod. Skládá se z rezervy okamžité, pohotové zálohy (spinning reserve) a
nepohotové (non-spinning reserve) zálohy.
Pohotová záloha (spinning reserve) je množství provozní rezervy, jež je
synchronizovaná se sítí, je schopna automaticky reagovat na fluktuace síťové
frekvence a je schopna pokrýt zatížení až do plného zatížení (příp. přípustného
přetížení) generátorů po dovolený čas.
Pozn. Jak je zmíněno výše, měla by být pohotová záloha rovnoměrně rozprostřena
mezi všechny generátory (což je obstaráno systémem řízení turbín) a ty z principu
pracují rovnoměrně zatížené. Je-li jeden z generátorů v manuálním módu řízení
výkonu, započítává se pouze aktuální nastavený výkon.
Nepohotová záloha (non-spinning reserve) je množství provozní rezervy, jež je
schopná připojení do sítě během definované doby např. jednotky minut. Nepohotová
záloha rovněž zahrnuje zátěže, jež jsou navrženy pro tyto účely a mohou být
omezeny (vypnuty) operátorem během této doby.
Z pohledu implementace systému selektivního vypínání nejsou nepohotové zálohy
zajímavé, protože v soustavě je nutno stabilizovat frekvenci v řádu jednotek sekund,
zatímco nepohotové zálohy nabíhají v desítkách sekund až jednotek minut.

Určení gradientu frekvence
Níže uvedený postup odhadu gradientu síťové frekvence může sloužit pro ověření
správnosti výsledků simulace. Gradient frekvence poskytuje cennou informaci o
závislosti poklesu frekvence sítě závisejícím na množství deficitu generovaného
výkonu v síti. Velikost tohoto gradientu závisí na mnoha podmínkách, v kapitole 5.5
na straně 169 jsou ukázány dva zjednodušené příklady výpočtu gradientu po
výpadku synchronního stroje.
122
Studie rozběhů velkých asynchronních motorů

Při přímém připojení velkých motorů k síti dochází ke skokovému zvýšení zatížení
generátorů. Motory odebírají velký rozběhový proud (typicky 5 .In) spojený s velkým
jalovým příkonem (pro stav nakrátko bývá poměr X/R = 0,1). Tento velký záběrový
proud společně se špatným účiníkem způsobuje značný pokles napájecího napětí,
což prodlužuje dobu rozběhu (moment motoru je úměrný kvadrátu napájecího
napětí). Obecně platí pohybová rovnice. Zároveň může docházet ke kolísání
frekvence sítě, z důvodu přetížení generátoru.
Pohybová rovnice má následující tvar:
M M  M PM  J tot 

t
Rovnice 4-17
kde
MM
je moment motoru (obecně závislý na napětí a skluzu);
MPM
je moment pracovního mechanismu (obecně závislý na otáčkách);
Jtot
je celkový moment setrvačnosti (motor, spojka, pracovní mechanismus);

je úhlová rychlost v rad.s-1;
/t je úhlové zrychlení.
Pro přibližné určení úbytku napětí při přímém připojení motoru na hlavní sběrnici
může být použita Rovnice 4-18, tedy předpokládá se, že úbytek napětí vznikne na
přechodové reaktanci stroje (AVR nestihne v první chvíli regulovat buzení).
u  1 
1
cos 2  LR  (sin  LR  I LR
xd, 2
)
IG N
Rovnice 4-18
Kde
u
napěťový pokles v p.u. (poměrných jednotkách);
x’d
přechodová reaktance generátoru (nesycená) ;
N
počet generátorů v provozu;
IG
jmenovitý proud generátoru;
ILR
záběrový proud motoru;
cos LR
účiník asynchronního motoru nakrátko.
Analytické řešení vychází z IEEE 399-1997, nebere v potaz zatížení sítě, předchozí
zatížení generátoru a odezvu AVR (regulátoru napětí). Přes tyto zjednodušující
předpoklady jsou výsledky počátečního (nejvyššího poklesu) napětí srovnatelné se
simulacemi a jsou na straně bezpečnosti (počáteční pokles bude podobný, ale
během rozběhu bude úbytek menší).
123
Rozběhy asynchronních motorů se řeší pro určení nejmenšího počtu hlavních
generátorů v provozu a určení poklesu napětí během rozběhu (obvykle nesmí
překročit 20 %) a doby rozběhu. Pro nejhorší provozní variantu se počítá s nejvyšším
možným zatížením hlavních generátorů.
Získané doby rozběhu
asynchronních motorů.
jsou
vodítkem
pro
správné
nastavení
ochran
vn
Způsob prezentace textových a grafických výsledků je uveden v příloze 5.5 na str.
171.
Shrnutí pojmů
Cable List – Dokument obsahující seznam všech kabelů v instalaci, typicky včetně
uvedení délek, průřezů, typů kabelů, počtu paralelních kabelů a označení cíle kabelů
(tj. odkud kam vede), napěťové hladiny a dovoleného proudového zatížení.
CCT – Critical Clearing Time – Jedná se určení kritické vypínací doby v síti. Určuje
se pro poruchy v místě s nejvyšším zkratovým výkonem příp. v místě instalace
generátorů. Při překročení této vypínací doby nelze zaručit, že pro některé zkoumané
režimy provozu nedojde ke ztrátě synchronismu společně pracujících generátorů,
což může způsobit rozpad sítě, v extrémním případě i tzv. blackout.
Dynamic Stability Study – Studie dynamické stability sítě, tj. schopnosti setrvat
v synchronním provozu po náhlých rozruších v síti (např. zkrat, výpadek generátorů,
ztráta, příp. připojení velké zátěže). V ostrovních sítích se řeší především tzv. úhlová
a napěťová stabilita. Součástí této studie je verifikace, zdali nejsou překročeny
dovolené odchylky napájecího napětí, frekvence a nedojde-li k částečnému
zastavení přímo připojených asynchronních strojů.
Input Data Document – Dokument, ve kterém jsou uvedena všechna data předmětů
elektrické instalace (generátory, motory, transformátory, měniče a někdy kabely
nejsou-li v samostatném seznamu kabelů – Cable Listu). Tato data jsou
nashromážděna z katalogových listů, příp. protokolů kusových zkoušek) a jsou
v rozsahu nezbytném pro sestavení a provedení simulací.
Load Flow Study – Studie toku výkonů a úbytků napětí. Tato studie se provádí za
účelem ověření úbytků napětí, zatížení sítě a jednotlivých předmětů (kabely,
transformátory, sběrnice) a přesné určení zatížení generátorů a ztrát sítě, zpravidla
pro více uvažovaných provozních stavů sítě. Součástí této studie bývá i návrh
odboček snižujících transformátorů.
Main Generator Load List – Jedná se o soupis instalovaných a výkonů a určení
výpočtového zatížení sítě pro všechny uvažované (zkoumané) provozní režimy. Na
rozdíl od Load Flow Study zde nejsou určeny úbytky napětí, výkonová ztráta sítě a
zatížení jednotlivých předmětů v instalaci.
PDC Study (Protection Coordination Study) – Studie nastavení a selektivity
ochran. Vychází z výstupních dat Load Flow Study a Short-Circuit Study a jejím
smyslem je provést návrh optimálního nastavení ochran s ohledem na dosažení
124
selektivity a dostatečně rychlé vypnutí poruchových stavů, aby nedošlo k poškození
chráněných objektů (např. vlivem tepelných účinků nadproudů).
Short-Circuit Study – Zkratové studie. Vykonávají se pro nejnepříznivější
konfiguraci sítě za účelem zjištění minimální a maximální hodnoty zkratového
proudu. Součástí studie je rovněž ověření, že všechny předměty instalace jsou
správně zvoleny a nadimenzovány s ohledem na nárazový ip a ekvivalentní
oteplovací I‘K zkratový proud. Výstupy této studie (tj. určení minimálních a
maximálních zkratových proudů ve všech místech sítě jsou nutné jako vstupní
dokument PDC studie.
Otázky
1. Jaký je rozdíl mezi Load Flow Study a Výpočtovým zatížením (Main Generator
Load List)?
2. Vyjmenujte hlavní výstupy Load Flow Study.
3. Vyjmenujte hlavní výstupy Short-Circuit Study.
4. Pro jaké uvažované poruchové stavy se modeluje chování sítě v Dynamic
Stability Study?
5. Co to jsou poměrné veličiny? Objasněte rozdíl mezi veličinou udanou v % a v p.u.
(per unit).
6. Jaký je rozdíl mezi instalovaným výkonem, maximálním projektovaném zatížení a
výpočtovém zatížení.
7. Jaká je typická struktura výstupní zprávy, kde se dává kapitola shrnutí výsledků?
8. Proč se provádí studie zpravidla ve více nasmlouvaných revizích? Objasněte
pojem revize dokumentu.
9. Co to je tzv. brownout condition? U kterých zařízení a kdy typicky vzniká.
10. Jak se dá stanovit odpor kabelu při známé pracovní teplotě? Jak se vypočítá
odpor kabelu při teplotě 20°C?
11. Odkud se dají získat zkratové impedance zařízení?
Další zdroje
[1]
ČSN 34 1610:1963
[2]
IEC 61892 – 2:2012
[3]
Bartoňek, J., Bednár, I., Hudezcek, M., Koláček, J.: Metodika projektování
elektrických sítí, Albrechtice u Českého Těšína, 1998
125
[4]
IEEE 399/1997 – IEEE Recommended Practice for Industrial and
Commercial Power System Analysis
[5]
ČSN 33 3020:1992
[6]
IEC 61363:1998
[7]
IEC 60909-0:2002
[8]
IEEE 141-1993 – IEEE Recommended Practice for Electric Power
Distribution for Industrial Plants
[9]
Máslo, K. a kol., Řízení a stabilita elektrizační soustavy, Asociace
energetických manažerů, Praha, 2013, ISBN 978-80-260-4461-1
[10]
ČSN EN 60034-4:2009
[11]
Vyhláška MPO č. 153/2001 Sb., kterou se stanoví podrobnosti určení
účinnosti užití energie při přenosu, distribuci a vnitřním rozvodu elektrické
energie
126
Přílohy
5 Přílohy
Cíl:
Níže uvedené přílohy slouží k demonstraci praktických příkladů, které by
svým uvedením v kapitole 4 tuto kapitolu značně znepřehlednily. Jsou
určeny pro hlubší studium a praktický pohled na problémy, jež jsou v
kapitole 4 rozebírány.
Výklad
5.1. Tabulky z ČSN 34 1610:1963

Informace k používání hodnot z ČSN 34 1610
Norma ČSN 34 1610:1963 je velmi kvalitně zpracovaná, avšak informace v ní
uvedené se vztahují k technologii používané v 60. letech. Proto je nutno uvážit,
nakolik se konkrétní technologie užívané v provozu v současnosti liší.
Z hlediska činitele náročnosti se dá předpokládat vyšší využití, zejména pro
automatizované výrobní provozy.
Informace týkající se střední hodnoty účiníku (tj. bez kompenzace) je nutno revidovat
a pečlivě uvážit z následujících důvodů:
a) při četnějším využití (zejména pro motory, jež jsou provozovány s proměnným
zatížením, tedy v režimu S6) bude střední hodnota účiníku vyšší (asynchronní
motor v provozu naprázdno má obecně nízký účiník, totéž platí i o provozu
nakrátko resp. při velkém skluzu, ale tento stav je na rozdíl od chodu
naprázdno přechodný);
b) při optimalizovaném návrhu pohonu lze předpokládat, že motor bude
provozován s vyšším zatížením (blížícím se jmenovitému), tudíž, podobně
jako v případě a), bude účiník vyšší;
c) velká část technologických celků (pohony, svařovací invertory, obloukové
pece) je v současnosti napájena z polovodičových měničů kmitočtů, pro
neřízené usměrňovače je typický účiník 0,9 až 0,95 induktivní, pro pulzní
usměrňovače (AFE jednotky, PFC jednotky) je možnost volit hodnotu účiníku,
tudíž umožňují odběr a současně i kompenzaci.
Přesto tyto hodnoty (zejména činitele náročnosti) mohou poskytnout alespoň
rámcové vodítko, nejsou-li k dispozici přesnější informace.
127
Přílohy

Informativní hodnoty součinitele náročnosti pro jednotlivá odvětví
Tab. 5-1 Příklady informativních hodnot součinitelů náročnosti  pro jednotlivá
průmyslová odvětví a pro jednotlivé provozovny, zdroj [1]
Poř.
Střední
hodnota
Rozmezí
cos 

střední
hodnota bez
kompenzace
0,78
0,75 až 0,8
0,75
a) vtoky a výtoky
1,00
1
0,75
b) strojovna
0,5
0,4 až 0,6
0,7
a) těžní věž se strojovnou
0,68
0,63 až 0,75
0,7
b) šachetní budova a oběh vozů
0,55
0,5 až 0,6
0,55
c) visuté lanovky
0,7
0,6 až 0,75
0,7
0,65
0,6 až 0,7
0,64
e) drtírna uhlí
0,62
0,55 až 0,69
0,6
f) třídírna uhlí
0,6
0,54 až 0,66
0,55
g) prádlo těžkokapalinové
0,6
0,54 až 0,66
0,55
h) prádlo kombinované
0,62
0,55 až 0,69
0,58
i) zásobníky zušlechěného uhlí
0,5
0,45 až 0,55
0,55
j) ohřev vtažných větrů
0,5
0,44 až 0,56
0,56
k) ventilátorovna
0,5
0,44 až 0,56
0,65
l) kompresorovna
0,62
0,55 až 0,69
0,62
m) skládka zatěžkávadla
0,4
0,3 až 0,5
0,52
n) úpravna zatěžkávadla
0,45
0,39 až 0,51
0,55
o) číštění odpadových vod z
prádla
0,48
0,4 až 0,56
0,56
p) poruchová skládka uhlí
0,25
0,2 až 0,3
0,6
q) odval hlušiny
0,45
0,4 až 0,5
0,58
r) pila a sklad dřeva
0,25
0,15 až 0,35
0,5
Průmyslová odvětví
čís.

1.
Vlastní spotřeba elektráren
2.
Vodní elektrárny
3.
Hutní zařízení (viz Tab. 5-2)
4.
Báňská povrchová zařízení jako
celek
d) zatahovací
zařízení
a
posunovací
128
Přílohy
Poř.
Střední
hodnota
Rozmezí
cos 

střední
hodnota bez
kompenzace
s) remíza
0,3
0,2 až 0,4
0,62
t) lampárna
0,6
0,55 až 0,65
0,7
u) dílny
0,2
0,15 až 0,25
0,45
v) kotelna
0,4
0,35 až 0,45
0,55
w) koupelny
0,35
0,3 až 0,4
0,6
0,62
0,6 až 0,65
0,8
a) hlubina dolu jako celek
0,65
0,6 až 0,7
0,8
aa) hlubina: důlní čerpadlo,
ventilator, těžní stroj,
signalizace
0,8
0,7 až 0,9
0,8
ab) ostatní technické zařízení v
hlubině
0,65
0,6 až 0,7
0,8
b) povrch dolu jako celek
0,5
0,45 až 0,6
0,6
ba) těžní zařízení
0,9
0,85 až 0,95
0,75
bb) flotační úpravna
0,65
0,6 až 0,8
0,75
bc) ostatní technologické
zařízení výrobní
0,5
0,45 až 0,6
0,6
c) pomocné provozy nevýrobní
0,3
0,25 až 0,35
0,5
čís.
5.

Rudný důl jako celek
6.
Rudný lom
0,55
0,5 až 0,6
0,75
7.
Chemický průmysl
0,55
0,35 až 0,85
0,6 až 0,85
8.
Strojírenství
0,26
0,15 až 0,72
0,65
a) automobilový průmysl
0,24
0,15 až 0,32
0,64
b) opravny automobilů
0,32
0,24 až 0,4
0,65
c) výroba letadel
0,24
0,15 až 0,32
0,64
d) výroba příslušenství
motorových vozidel a letadel
0,26
0,21 až 0,34
0,65
e) výroba jízdních kol
0,35
0,21 až 0,44
0,64
f) výroba strojů (obráběcích,
textilních,
tkalcovských,
sklářských atd.)
0,27
0,19 až 0,37
0,65
g) výroba valivých ložisek
0,24
0,18 až 0,3
0,64
h) výroba přístrojů (měřicích,
regulačních, lékařských atd.)
0,27
0,18 až 0,38
0,6
129
Přílohy
Střední
hodnota
Rozmezí
cos 

střední
hodnota bez
kompenzace
i) vakuová výroba
0,45
0,31 až 0,72
0,72
j) sdělovací, liniová a
bezdrátová výroba
0,21
0,15 až 0,27
0,7
k) slaboproudá součástková
základna
0,48
0,34 až 0,58
0,7
l) mechanická dílna ve
strojírenském závodě
0,22
0,15 až 0,3
0,65
m) tepelné a povrchové úpravy
ve strojírenském závodě
0,6
0,4 až 0,75
0,75
n) svařovna ve strojírenském
závodě
0,34
0,29 až 0,4
0,55
Poř.
čís.

9.
Přádelny
0,75
0,7 až 0,8
0,65 až 0,75
10.
Tkalcovny
0,8
0,75 až 0,85
0,65 až 0,75
11.
Zušlechťovny textilu
0,5
0,45 až 0,55
0,65 až 0,75
12.
Pletárenství
0,73
0,66 až 0,76
0,65 až 0,75
13.
Koželužství
0,5
0,45 až 0,55
0,65 až 0,75
14.
Obuvnictví
0,65
0,6 až 0,7
0,65 až 0,75
15.
Lihovary
0,8
Neuvedeno
Neuvedeno
16.
Drožďárny
0,8
Neuvedeno
Neuvedeno
17.
Torulárny
0,8
Neuvedeno
Neuvedeno
18.
Octárny
0,8
Neuvedeno
Neuvedeno
19.
Škrobárny
0,8
Neuvedeno
Neuvedeno
20.
Sušárny
0,8
Neuvedeno
Neuvedeno
21.
Konzervárny
0,8
Neuvedeno
Neuvedeno
22.
Pektinky
0,6
Neuvedeno
Neuvedeno
23.
Nápojová výroba
0,6
Neuvedeno
Neuvedeno
24.
Výroba kyseliny citrónové
0,8
Neuvedeno
Neuvedeno
25.
Pekárny
0,34
0,24 až 0,53 Neuvedeno
26.
Mrazírny
0,42
0,24 až 0,6
0,7
27.
Masný závod
0,5
0,4 až 0,6
0,65
28.
Pečivárny
0,35
0,2 až 0,5
0,65
29.
Mlýny
0,6
0,5 až 0,7
0,7
130
Přílohy
Poř.
čís.
Střední
hodnota
Rozmezí
cos 

střední
hodnota bez
kompenzace

30.
Vinařské závody
0,6
0,5 až 0,7
0,7
31.
Mlékárny
0,7
0,6 až 0,8
0,7
32.
Sladovny
0,52
0,45 až 0,6
0,7
33.
Pivovary
0,5
0,4 až 0,6
0,7
34.
Závody tabákových výrobků
0,4
0,3 až 0,5
0,65
35.
Pomocné provozy (poř.č. 15 – 34)
0,25
Neuvedeno
Neuvedeno
36.
Cukrovary jako celek
0,52
Neuvedeno
Neuvedeno
a) řepník a čištění šťávy
0,8
Neuvedeno
0,8
b) výroba a čištění šťávy
0,7
Neuvedeno
0,8
c) výroba cukroviny
0,8
Neuvedeno
0,8
d) výroba těžké šťávy; vývěvy,
kompresory, čerpadla zadin
a vod
0,57
Neuvedeno
0,8
e) výroba těžké šťávy: čerpadla
šťáv, zadin, vod, transportéry
a šneky
0,65
Neuvedeno
0,8
f) kotelna
0,92
g) údržbářské
dílny
a
0,8
oprávářské
0,55
Neuvedeno
0,8
h) sklady cukru, ústřední topení
a truhlárna
0,6
Neuvedeno
0,6
i) sušárna a skládka uhlí
0,55
Neuvedeno
0,8
j) skládka řepy
0,8
Neuvedeno
0,8
k) závodní kuchyně
0,8
Neuvedeno
0,8
l) autodílna
0,5
Neuvedeno
0,8
m) mostárna
0,6
Neuvedeno
0,8
n) afinace
0,8
Neuvedeno
0,8
o) vracení vod
0,8
Neuvedeno
0,8
p) výroba krystalu
0,7
Neuvedeno
0,8
0,35
0,25 až 0,55
0,8
37.
Provozovny silniční dopravy
38.
Jednotlivé provozovny závodů
131
Přílohy
Poř.
Střední
hodnota
Rozmezí
cos 

střední
hodnota bez
kompenzace
a) opravny a údržbářské dílny
0,35
0,3 až 0,45
0,65
b) čerpací stanice
0,39
0,35 až 0,55
0,8
c) kotelny
0,53
0,45 až 0,70
0,8
d) nádrže a sklady živic
0,65
0,55 až 0,80
0,8
e) mechanické umývárny
0,62
0,55 až 0,80
0,8
f) garáže
0,48
0,40 až 0,60
1,0
g) ostatní pomocné provozovny
0,6
0,5 až 0,7
1,0
0,55
0,5 až 0,6
0,5
a) těžba
0,48
0,45 až 0,51
Neuvedeno
b) úpravna
0,76
0,72 až 0,80
Neuvedeno
c) expedice
0,53
0,50 až 0,56
Neuvedeno
Štěrkopískovny
0,52
0,48 až 0,56
0,65
a) těžba
0,62
0,45 až 0,79
Neuvedeno
b) úpravna
0,68
0,64 až 0,72
Neuvedeno
c) expedice
0,47
0,41 až 0,53
Neuvedeno
Cementárny
0,64
0,52 až 0,76
0,72
a) těžba
0,35
0,30 až 0,48
Neuvedeno
b) výroba suroviny
0,7
0,66 až 0,74
Neuvedeno
c) rotační pece
0,7
0,66 až 0,74
Neuvedeno
d) výroba cement
0,71
0,66 až 0,8
Neuvedeno
e) expedice
0,6
0,56 až 0,64
Neuvedeno
Výroba plynosilikátů
0,5
0,44 až 0,56
0,65
a) zásobování popílkem
0,46
0,39 až 0,53
Neuvedeno
b) příprava surovin
0,58
0,52 až 0,64
Neuvedeno
c) výtváření a autoklávování
0,47
0,42 až 0,52
Neuvedeno
d) sklad hotových výrobků
0,34
0,3 až 0,38
Neuvedeno
0,49
0,4 až 0,58
0,6
a) sklad kameniv
0,4
0,3 až 0,5
Neuvedeno
b) sklad cementu
0,5
0,4 až 0,6
Neuvedeno
c) mísicí jádro
0,57
0,5 až 0,65
Neuvedeno
čís.

silniční dopravy
39.
40.
41.
42.
43.
Štěrkovny
Výroba prefabrikátů panelů
132
Přílohy
Poř.
Střední
hodnota
Rozmezí
cos 

střední
hodnota bez
kompenzace
d) výrobní hala
0,33
0,2 až 0,45
Neuvedeno
e) sklad hotových výrobků
0,4
0,31 až 0,5
Neuvedeno
0,56
0,51 až 0,61
0,65
a) příprava surovin
0,51
0,48 až 0,54
Neuvedeno
b) vytváření tělísek
0,54
0,48 až 0,54
Neuvedeno
c) pálení (pece)
0,6
0,49 až 0,71
Neuvedeno
d) chlazení
0,53
0,46 až 0,62
Neuvedeno
e) expedice
0,4
0,3 až 0,5
Neuvedeno
Výroba šamotu
0,65
0,61 až 0,69
0,68
a) lupkárna
0,65
0,59 až 0,71
Neuvedeno
b) příprava a zásobníky
0,7
0,66 až 0,74
Neuvedeno
c) vytváření šamotu
0,63
0,58 až 0,68
Neuvedeno
d) tunelové pece
0,72
0,68 až 0,76
Neuvedeno
e) sklad hotových výrobků
0,4
0,3 až 0,5
Neuvedeno
0,55
0,5 až 0,6
0,65
a) hliniště
0,4
0,3 až 0,5
Neuvedeno
b) přípravna
0,57
0,52 až 0,62
Neuvedeno
c) lisovna
0,66
0,6 až 0,72
Neuvedeno
d) sušárna
0,7
0,65 až 0,75
Neuvedeno
e) tunelové pece
0,71
0,67 až 0,75
Neuvedeno
0,58
0,53 až 0,61
0,7
a) hliniště
0,47
0,4 až 0,55
Neuvedeno
b) přípravna
0,59
0,55 až 0,63
Neuvedeno
c) strojové vytváření
0,67
0,63 až 0,71
Neuvedeno
d) tunelové pece
0,7
0,66 až 0,74
Neuvedeno
0,6
0,55 až 0,65
0,75
a) šachtové pece
0,7
0,65 až 0,75
0,8
b) rotační pece
0,9
0,85 až 0,9
0,8
c) pomocné objekty výrobní
0,5
0,45 až 0,55
0,6
čís.
44.
45.
46.
47.
48.

Výrobny lehkých hmot: keramzitu,
expenditu, spékaných popílků
Cihelny
Výroba kameniny, chemické
kameniny, hrubé a jemné keramiky
Vápenky
133
Přílohy
Poř.
Střední
hodnota
Rozmezí
cos 

střední
hodnota bez
kompenzace
0,3
0,25 až 0,35
0,5
0,36
0,3 až 0,4
0,65
a) pila
0,42
0,4 až 0,5
0,65
b) překližkárna
0,38
0,35 až 0,45
0,6
c) nábytek
0,36
0,25 až 0,4
0,6
d) stavební stolařství
0,36
0,25 až 0,4
0,6
e) sušárny
0,8
0,75 až 0,85
0,85
f) sklady
0,18
0,1 až 0,2
0,5
Neuv.
0,35 až 0,45
Neuvedeno
0,55
0,5 až 0,6
0,7
čís.

d) pomocné objekty nevýrobní
49.
Dřevoobráběcí průmysl
g) výroba hranolů
h) aglomerované desky
50.
Chladírny
0,41
0,25 až 0,66
Neuvedeno
51.
Typografie
0,28
0,20 až 0,34
Neuvedeno
Pozn. Hodnoty pro položky č. 11, 12 a 13 byly dodány pro jednotlivá odvětví
průmyslu příslušnými státními projekčními ústavy.
134
Přílohy

Informativní hodnoty součinitele náročnosti pro závody hutního průmyslu
Tab. 5-2 Příklady informativních hodnot součinitelů náročnosti  pro závody hutního
průmyslu a jejich provozovny, zdroj [1]
Poř.
Závody jako celek
Rozmezí
cos 

střední
hodnota (bez
kompenzace)
čís.
k* 
Pmax
Pstř
1.
Hutní kombinát
0,20 až 0,30
0,6
1,2 až 1,3
2.
Šroubárny
0,26 až 0,30
0,6
1,4 až 1,5
3.
Pérovny
0,25 až 0,29
0,6
1,2
4.
Tažírny drátu
0,25 až 0,32
0,5 až 0,6
5.
Hutní provozovny a koksovny
0,26 až 0,40
0,75
1,2 až 1,3
6.
Vysoké pece
0,28 až 0,45
0,75
1,2 až 1,3
7.
Ocelárny
0,23 až 0,27
0,70
1,3 až 1,5
8.
Profilové válcovny hrubé
0,20 až 0,30
0,4 až 0,6
1,4 až 1,6
9.
Profilové válcovny střední
0,15 až 0,25
0,5 až 0,6
1,3 až 1,4
10.
Profilové válcovny jemné
0,15 až 0,25
0,5 až 0,6
1,3 až 1,5
11.
Válcovna trub
0,15 až 0,27
0,65
1,3 až 1,5
12.
Obloukové pece
0,30 až 0,55
0,75
1,4 až 1,6
13.
Slévárny
0,30 až 0,33
0,70
1,2 až 1,3
14.
Kovárny
0,15 až 0,25
0,55
1,3 až 1,5
15.
Mechanické dílny
0,15 až 0,25
0,50
1,4 až 1,6
1,3 až 1,4
16. Šamotky
0,20 až 0,27
0,60
1,3 až 1,4
* Pozn. příznivější hodnoty platí pro závody nebo provozovny s plně využitou
kapacitou. k je poměr hodinového maxima (Pmax) ke střední (průměrné) hodnotě
hodinového příkonu (Pstř) během jednoho roku.

Příklady informativních hodnot součinitelů náročnosti  a účiníku (cos )
pro jednotlivé skupiny elektrických spotřebičů
Tabulka na následující straně.
135
Přílohy
Tab. 5-3 Příklady informativních hodnot součinitelů náročnosti  a účiníku pro
jednotlivé skupiny elektrických spotřebičů, zdroj [1]
Poř.
Název skupiny spotřebičů

čís.
1.
2.
střední
hodnota (bez
kompenzace)
Jednotlivý
pohon
kovoobráběcích
strojů
3.
4.
Ventilátory
5.
Dílny pro obrábění kovů za
tepla při velké sériové a
plynulé výrobě
0,27
0,65
studena při velké sériové a
plynulé výrobě
0,2
0,65
studena při malosériové a
kusové výrobě
0,18
0,65
Pro výrobní pochody
0,7
0,8
Pro zdravotně hygienické
účely
0,65
0,8
0,7
0,8
Dílenské jeřáby
0,15 až 0,2
0,5
Výrobní stroje
0,2 až 0,4
0,5
6.
Čerpadla, motorgenerátory a transmise
7.
Spotřebiče
s opakovaným
krátkodobým
provozem
8.
cos 
9.
Mechanismy nepřetržitého transportu a
zpracování písku ve slévárnách
0,65
0,75
10.
Pece
Odporové sušárny, ohřívací
stroje
0,8
0,95
11.
Indukční na nízkou frekvenci
(bez kompenzace)
0,8
0,35
12.
Indukční na vysokou
frekvenci (bez kompenzace)
0,8
0,1
13.
Obloukové
0,65 až 0,9
0,75 až 0,87
0,35
0,35
0,35
0,6
0,5 až 0,9
0,65
0,35
0,6 až 0,7
0,8
1,0
14.
15.
Svařovací stroje Svařovací transformátory
a přístroje
Jednomístné
motorgenerátory
16.
Několikamístné
motorgenerátory a ohřívače
nýtů
17.
Bodové a švové
18.
Osvětlení
136
Přílohy
Tab. 5-4 Informativní hodnoty součinitelů náročnosti jednotlivých skupin elektrických
spotřebičů pro dvojčlenné vzorce k stanovení výpočtového zatížení, zdroj [1]
Poř.
čís.
1.
2.
Výpočtové zatížení
cos 
Pp *)=a.Px+b.Pn
střední
hodnota (bez
kompenzace)
Dílny pro
zpracování za tepla
při velkosériích a
hromadné výrobě
Pp=0,5.P5+0,26.Pn
0,65
Dílny pro obrábění
kovů za studena při
velkosériové a
hromadné výrobě
Pp=0,5.P5+0,14.Pn
0,5
Dílny pro obrábění
kovů za studena při
malosériové a
kusové výrobě
Pp=0,4.P5+0,14.Pn
0,5
Pp=0,25.P5+0,65.Pn
0,8
Nevázané
Pp=0,4.P5+0,4.Pn
0,75
Vázané
Pp=0,2.P5+0,6.Pn
0,75
V kotelnách,
opravnách
montážních, mech.
a jim podobných
dílnách
Pp=0,2.P5+0,06.Pn
0,5
Ve slévárnách
Pp=0,3.P3+0,09.Pn
0,5
Název skupiny elektrických
spotřebičů
Elektromotory
pro individuální
pohon
kovoobráběcích
strojů
3.
4.
Elektromotory ventilátorů čerpadel,
motorgenerátorů a transmisí
5.
El. mot. mech.
nepřer.
transportu přír.
písku ve
slévárnách
6.
7.
8.
Jeřáby
9.
(podle výkonu
vztaženého
k z=25 %)
10.
11.
12.
Elektrické pece
.
.
Sázecí, šrotovištní
pro stahování kokil
Pp=0,3 P3+0,6 Pn
0,5
Ve válcovnách
Pp=0,3.P3+0,18.Pn
0,5
Slévacích,
rozsévacích,
mísících a tavicích
strojů a mísičů
Pp=0,15.P3+0,1.Pn
Neuvedeno
Elektrické pece
s automatickým
(nepřerušovaným)
zatěžováním
137
Pp=0,3.P2+0,5.Pn
1,0
Přílohy
Poř.
čís.
Název skupiny elektrických
spotřebičů
13.
Elektrické pece
s neautomatickým
(periodickým)
zatěžováním
Výpočtové zatížení
cos 
Pp *)=a.Px+b.Pn
střední
hodnota (bez
kompenzace)
Pp=0,5.P1+0,5.Pn
1,0
Pp=0,5.P1+0,5.Pn
0,86
14.
Pohony v chemických závodech
s nepřetržitým technologickým
pochodem (kompresory, čerpadla,
míchačky, odstředivky)
15.
Malé tepelné spotřebiče, sušicí a
ohřívací přístroje
Pp=0+0,5.Pn
1,0
16.
Elektrické pece
Indukční pece
nízkofrekvenční
(bez kompenzace)
Pp=0+0,8.Pn
0,35
17.
Indukční pece
vysokofrekvenční
(bez kompenzace)
Pp=0+0,8.Pn
0,1
18.
Tavicí pece
(s kompenzací)
Pp=0+0,9.Pn
0,87
Transformátory pro
jednomístné ruční
svařování
Pp=0+0,35.Pn
0,4
20.
Transformátory pro
automatické
svařování
Pp=0+0,5.Pn
0,5
21.
Jednomístné
motorgenerátory
Pp=0+0,35.Pn
0,6
22.
Svařovací stroje
(bodové a švové)
Pp=0+0,35.Pn
0,6
23.
Svařovací stroje pro
tupá svařování
Pp=0+0,35.Pn
0,7
19.
Elektrické
svařování
*) Px= P5, P3, P2, P1 – výkony pěti, tří, dvou nebo jednoho největšího spotřebiče ve
skupině
Pn= součet jmenovitých výkonů všech elektrických spotřebičů této skupiny včetně
Px.
138
Přílohy
5.2. Příklady parametrů jednotlivých komponent uváděné v Input
Data Document

Synchronní generátor
Tab. 5-5 Parametry synchronního generátoru uvedené v „Input Data Document“
Typ dat
Pol.
čísl.
8)
Symbol Hodnota Jednotka Data potřebná pro
Popis
L.F. S.C. S.S. PDC
1. Jmenovitý zdánlivý
výkon
SN
21148 kVA
x
x
x
x
2. Jmenovité napětí
UN
13,8 kV
x
x
x
x
3. Jmenovitý proud
IN
897 A
x
x
x
x
4. Jmenovitý účiník
cos N
0,8 -
x
x
x
x
x
5. Jmenovitá frekvence
fN
60 Hz
6. Jmenovité otáčky
nN
514 min-1
1)
7. Maximální otáčky
Technické
údaje
nmax
617 min
x
x
-1
x
x
nmin
462 min
9. Moment
setrvačnosti1)
Jtot
13683 kg.m2
nN
514 min-1
11. Chlazení
12. AVR (typ)
13. GOV
14. Třída oteplení
15. Typ rotoru
Reaktance
(%)
x
8. Nejnižší dovolené
otáčky 1)
Účinnost
x
-1
x
x
x
x
IC8A1W7
Unitrol 1000, zpravidla
samostatný list
x
Zpravidla samostatný list
x


B/B
vyniklé póly
(x)
x
x
(x)
x
(x)
16. Při cos = 0.8 (plné
zatížení)2)

0,98
17. Rozptylová
reaktance statoru
x
15,8 %
x
18. Podélná synchronní
reaktance nesycená
xdu
158 %
x
19. Podélná synchronní
reaktance sycená
xds
143 %
20. Příčná synchronní
reaktance nesycená
xqu
87 %
139
(x) (x)
(x)
x
x
x
Přílohy
Typ dat
Odpory
Časové
konstanty
Pol.
čísl.
Popis
8)
L.F. S.C. S.S. PDC
21. Příčná synchronní
reaktance sycená3)
xqs
NA %
x
22. Přechodná podélná
reaktance
nesycená3)
x’du
NA %
x
22. Přechodní podélná
reaktance sycená3)
x‘ds
39,1 %
23. Přechodná příčná
reaktance
nesycená3)
x‘qu
NA %
x
reaktance sycená3)
x‘qs
NA %
x
22. Rázová podelná
reaktance
nesycená3)
x“du
NA %
x
22. Rázová podélná
reaktance sycená3)
x“ds
20,2 %
23. Rázová příčná
reaktance
nesycená3)
x“qu
NA %
x
reaktance sycená3)
x“qs
23,03 %
x
x
x4)
x
25. Potierova
reaktance5)
xp
27 %
26. Zpětná zkratová
reaktance
x2
15,8 %
x
27. Netočivá zkratová
reaktance
xo
7,7 %
x
28. Odpor kotvy
Ra
29. Ekvivalentní odpor
rg
NA %
x
30. Netočivá složka
odporu kotvy
r0
NA %
x
31. Časová konstanta
zkratu vinutí kotvy
a
0,18 s
časová konstanta
zkratu3)
'd
0,94 s
140
0,02809 ohm
x
x
x
x
x
Přílohy
Typ dat
Pol.
čísl.
Popis
8)
L.F. S.C. S.S. PDC
časová konstanta
naprázdno3)
'd0
8,087 s
x
časová konstanta
zkratu3)
“d
0,03 s
x
časová konstanta
naprázdno3)
“d0
0,0434 s
x
časová konstanta
zkratu3)
'q
NA s
x
časová konstanta
naprázdno3)
'q0
NA s
x
časová konstanta
zkratu3)
“q
0,0408 s
x
časová konstanta
naprázdno3)
“q0
0,1584 s
x
Kapacita
40. Kapacita vinutí vůči
kostře6)
CW
0,2 F
Zkraty
42. Limit buzení

1,6 p.u.
43. Ustálený zkrat. proud

>3 p.u.
Moment
Proudy
x
x
44. Počáteční zkrat.
proud
I“K
4900 A
45. Nárazový zkrat.
proud
ip
12450 A
46. Jmenovitý moment
na hřídeli
Mn
398200 Nm
(x)
47. Konstanta
akumulované
energie
H
0,95 s
x
48. Maximální trvalá
hodnota zpětné
složky proudu
I(2)
49. Maximální hodnota
5. harmonické7)
I5
141
8%
NA
x
Přílohy
Typ dat
Uzemnění
Pol.
čísl.
Popis
L.F. S.C. S.S. PDC
7. harmonické7)
I7
NA
9. harmonické7)
I9
NA
11. harmonické7)
I11
NA
13. harmonické7)
I13
NA
15. harmonické7)
I15
NA
17. harmonické7)
I17
NA
19. harmonické7)
I19
NA
23. harmonické7)
I23
NA
25. harmonické7)
I25
NA
52. Odpor uzemnění
Rg
318,8 
53. Max. doba průchodu
jmen. proudu
Reference
8)
t
10 s
x
x
1313HG_401_B_Techspec_Main generator.pdf + FAT test report
Pozn.
NA – není k dispozici (konkrétní parametr neuveden v přísl. katalogovém listu)
1)
Platí pro celou soustavu synchronní motor a turbína;
2)
Hodnoty uvedené v závorce nejsou třeba pro analýzu samotnou, ale jsou
v dialogovém okně parametrů stroje
3)
Některé simulační programy vyžadují nesycené hodnoty (NEPLAN), některé
simulační programy (ETAP) vyžadují sycené hodnoty, obecně všechny
hodnoty (synchronní, rázová a přechodná) reaktance (sycená nebo nesycená
dle SW) jsou nutné pro tzv. dynamický rázový model (komplexní) pro studium
stability. Model přechodový nevyžaduje rázové hodnoty reaktancí a čas.
konstant, model ekvivalentní nevyžaduje přechodové hodnoty reaktancí a čas.
konstant.
4)
Pro výpočty zkratů podle ANSI normy (není vyžadována pro IEC 60909).
5)
Typicky o 20 % vyšší než rozptylová reaktance, v ETAPu není vyžadována.
6)
Pro určení kapacitních proudů při zemním spojení v IT sítích.
142
Přílohy
7)
Pro účely vyhodnocení studie harmonické analýzy
8)
L.F. – Load Flow, S.C. – Short Circuit, S.S. Stability Study, PDC Protection
Device Coordination – tj. studie selektivity ochran
143
Přílohy
Obr. 5-2 Model AC5A - AVR pro 9,1 MVA Synchronní generátor
144
Přílohy
Obr. 5-3 Model GOV - speed governor v režimu "speed droop“
Obr. 5-4 Model GOV - speed governor v režimu "isochronous load sharing"
(rovnoměrné rozložení zátěže), při konstantní frekvenci, vhodný pro ostrovní provoz
145
Přílohy

Asynchronní motor
Tab. 5-6 Parametry asynchronního motoru uvedené v „Input Data Document“
Typ dat
Pol.
čísl.
Popis
L.F. S.C. S.S. PDC
1. Jmenovitý výkon
P2N
4450 kW
x
x
x
x
2. Jmenovité napětí
UN
13,8 kV
x
x
x
x
3. Jmenovitý proud
IN
213 A
x
x
x
x
4. Jmenovitý účiník
cos N
0,91 -
x
x
x
x
x
x
x
5. Jmenovitá frekvence
fN
60 Hz
nN
3562 min-1
7. Otáčky při momentu
zvratu
nk
3312 min-1
cos Lr
0,09 -
N
0,96
10. Proud naprázdno
Io
27,5 A
11. Záběrový proud
ILr
12. Maximální doba
napájení
zabrzděného rotoru
tstall
8. Účiník nakrátko
9. Účinnost při
jmenovitém zatížení
Technické
údaje
x
x
x
x
x
x
x
x
x
5 xIN
15 s
x
15. Chlazení

IC81W
(x)
16. Třída izolace

F
(x)
17. Zapojení vinutí
statoru

Y
(x) (x) (x) (x)
18. Doba rozběhu pro
100%/80% napětí

6/15 s
19. Prodleva před dalším
startem

20. Počet po sobě
jdoucích úspěšných
teplých startů

2
21. Doba klidu
(prodleva) po
zapůsobení
nadproudové
ochrany

NA
146
30 min
(x)
x
x
(x)
Přílohy
Typ dat
Reaktance
(s=1/ sn)
Dynamická
data
Pol.
čísl.
Popis
L.F. S.C. S.S. PDC
22. Oteplovací časová
konstanta
ON
2700 s
(x)
23. Ochlazovací časová
konstanta (motor
v klidu)
OFF
3600 s
(x)
24. Odpor statoru
Rs
0,27/0,27 
x
x
25. Reaktance statoru
X1
7,38/7,76 
x
x
26. Odpor rotoru1
R’r
0,56/0,29 
x
x
27. Reaktance rotoru
X1
0,9/2,2 
x
x
28. Magnetizační
reaktance
Xm
252 
x
x
29. Moment setrvačnosti
motoru
Jm
340,8 kg.m2
x
30. Moment setrvačnosti
prac. mechanismu
JPM
3 kg.m2
x
31. Proud a moment
motoru v závislosti
na skluzu
viz Obr. 5-5
x
32. Moment prac.
mechanismu
v závislosti na skluzu
Kapacity
Vypínací
teploty
x
33. Max. kapacita vinutí
Cmax
0,15 F(odhad)
34. Min. kapacita vinutí
Cmin
0,05 F(odhad)
35. Kapacita ochranného
vn kondenzátoru
C0
0,25 F
36. Doporučená vypínací
teplota statoru
tstat
130 C
x
37. Doporučená vypínací
teplota ložisek
tbear
110 C
x
Pozn. NA – údaj není k dispozici
1) Odpor rotoru je nepřímo úměrný skluzu, odpor tedy pro provozní stav (poblíž
zadaných skluzů) se spočte jako rr/s.
147
Přílohy
Obr. 5-5 Momentová charakteristika asynchronního motoru vč. momentové
charakteristiky pracovního mechanismu
148
Přílohy
Obr. 5-6 Přetěžovací charakteristika asynchronního motoru pro různé režimy
149
Přílohy
5.3. Oteplení kabelů

Oteplení kabelů při přetížení
Tyto údaje nejsou součástí Input Data Document, jedná se o teorii, jež je důležitá při
sestavování přesnějších modelů sítě zejména s dlouhými kabelovými vedeními a
posouzení doby vypínání zkratových proudů a přetížení.
Přesné stanovení odporu (a pracovní teploty) vodiče v ustáleném stavu nebo při
přetížení se na rozdíl od ověřování tepelných účinků při zkratových proudech
používá ve výjimečných případech a zejména pro dlouhé vedení. Postup je uveden
v ČSN 33 2000-4-43:2010, příloze NA (National Attachment), zdroj [2].
Pro popis průběhů oteplovací charakteristiky byl na základě zjednodušujících
předpokladů zvolen tento vztah:
  m  (1  e-t/ )
Rovnice 5-1
přičemž platí: m=0+m
kde
 je oteplení jádra (nebo povrchu) vodiče (kabelu) v K (za čas t od počátku
průchodu konstantního proudu nebo nadproudu);
m
největší ustálené oteplení jádra (nebo povrchu) vodiče (kabelu) v K;
0
počáteční teplota jádra (nebo povrchu) vodiče (kabelu) ve °C v okamžiku
průchodu konstantního proudu nebo nadproudu;
m
největší ustálená teplota jádra (nebo povrchu) vodiče (kabelu) ve °C,
způsobená trvalým průchodem konstantního proudu nebo nadproudu;
t
čas od počátku průchodu proudu nebo nadproudu;

časová oteplovací konstanta vodiče (kabelu) v s, je to doba, za kterou stoupne
oteplení jádra (nebo povrchu) vodiče (kabelu) o 0,632 m
Časovou oteplovací konstantu udává konstruktér – výrobce vodiče nebo kabelu pro
nadproud, při kterém vodič (kabel) dosáhne nejvyšší dovolenou teplotu při
proudovém přetížení a při základní teplotě prostředí.
Časovou oteplovací konstantu vodiče nebo kabelu  je možno zjistit buď přímo tzn.
na základě měření nebo nepřímo výpočtem.
Pokud se  zjišťuje na základě měření, měří se průběh oteplení jádra vodiče nebo
kabelu v závislosti na čase a na tento průběh se promítne ideální průběh
odpovídající výše uvedenému vzorci pro závislost oteplení na čase podle
exponenciální funkce.
Výpočtem se časová oteplovací konstanta získá jako součin tepelné kapacity vodiče
na jednotku jeho délky CT v J/(m.K), a jeho celkového tepelného odporu (rozumí se
mezi jádrem vodiče a jeho okolím) T v K.m/W.
150
Přílohy
Důležitou veličinou, která ovlivňuje průběh oteplování vodiče nebo kabelu průchodem
proudu podle předchozí rovnice je největší ustálené oteplení jádra (nebo povrchu)
vodiče (kabelu) m.
Velikost oteplení jader (nebo povrchu) izolovaných vodičů nebo kabelů i velikost
oteplení holých vodičů v závislosti na poměrném nadproudu (i) v ustáleném stavu se
(pro účely dimenzování a jištění) stanoví z výrazu:
m  z  i x
Rovnice 5-2
přičemž platí: i = Im/Iz
kde
m je oteplení jádra (nebo povrchu) vodiče (kabelu) v K, odpovídající nadproudu i;
z
oteplení jádra (nebo povrchu) vodiče (nebo kabelu) v K, odpovídající
dovolenému proudu Iz;
i
poměrný nadproud;
x
mocnitel stanovený konvencí na podkladě měření; pro izolované vodiče se
uvádí x = 2,492, pro holé vodiče se uvádí x = 2.
Im
nadproud v A způsobující po dlouhodobém průchodu oteplení m;
Iz
dovolené proudové zatížení v A podle ČSN 33 2000-5-52:2012 způsobující
dovolené oteplení jádra (nebo povrchu) vodiče z.
Celkově tedy pro oteplení vodiče nebo kabelu (jeho jádra nebo povrchu) platí:
  z  i x  (1  e-t/ )

Rovnice 5-3
Oteplení kabelů při zkratech
Při ověřování tepelných účinků zkratových proudů na kabely se počítá
s adiabatickým jevem. Navíc není nutné stanovit přesně koncovou teplotu kabelu po
zkratu, stačí určit, zdali nedojde k překročení mezní teploty.
Pro zkraty s dobou trvání až do 5 s, se potřebná doba trvání t, ve které daný zkratový
proud zvýší teplotu vodičů z nejvyšší dovolené provozní teploty v normálním provozu
na mezní teplotu, může být v prvním přiblížení vypočítána z následujícího vzorce:
t  (k  S / I ) 2
Rovnice 5-4
kde
t
je doba trvání zkratu v s;
S
průřez v mm2;
I
účinný zkratový proud v A vyjádřený jako efektivní hodnota;
k
součinitel respektující rezistivitu (měrný odpor), teplotní koeficient a tepelnou
kapacitu materiálu vodiče a odpovídající počáteční a konečnou teplotu. Pro
běžně používaný izolační materiál vodiče jsou hodnoty k pro vodiče uvedeny v
tabulce
151
Přílohy
Tab. 5-7 Hodnoty k pro vodiče, zdroj [2]
Vlastnosti/
podmínky
Druh izolace vodiče
Průřez vodiče, mm
2
PVC
PVC
termoplastický
termoplastický
90°C
300
Počáteční teplota °C
Konečná teplota °C
>300
300
70
EPR
XPLE
Pryž
Minerální
60°C
s pláštěm bez pláště
termoset termoset PVC
>300
90
90
60
70
105
160
140
160
140
250
200
160
250
měď
115
103
100
86
143
141
115
135-115*
hliník
76
68
66
57
94
93
-
-
-
-
-
-
Materiál vodiče:
cínem pájené spoje
115
v měděných vodičích
* Tato hodnota se použije pro holé kabely vystavené dotyku.
POZNÁMKA 1 Další hodnoty k se připravují pro:
2
-
vodiče malého průřezu (zvláště pro průřezy menší než 10 mm );
-
jiné druhy spojů vodičů;
-
holé vodiče
POZNÁMKA 2 Jmenovitý proud přístroje pro ochranu před zkratem může být větší než dovolený proud
kabelu.
POZNÁMKA 3 Výše uvedené součinitele jsou založeny na IEC 60724.
POZNÁMKA 4 Způsob výpočtu součinitele k, viz příloha HD 60364-5-54:2007.
5.4. Výstupní zprávy simulačních programů

Load Flow analýza
Níže je uvedena část výstupní zprávy generované softwarem SKM for Windows.
Grafické zobrazení výsledků (v jednopólovém schématu) je na Obr. 5-7. Popis
položek textové zprávy je v závěru kapitoly 4.4.
10 Apr 2012
13:41:11
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE 1
-----------------------------------------------------------------------------ALL INFORMATION PRESENTED IS FOR REVIEW, APPROVAL
INTERPRETATION AND APPLICATION BY A REGISTERED ENGINEER ONLY
SKM DISCLAIMS ANY RESPONSIBILITY AND LIABILITY RESULTING
FROM THE USE AND INTERPRETATION OF THIS SOFTWARE.
-----------------------------------------------------------------------------SKM POWER*TOOLS FOR WINDOWS
LOAD FLOW AND VOLTAGE DROP ANALYSIS REPORT
COPYRIGHT SKM SYSTEMS ANALYSIS, INC. 1995-2007
------------------------------------------------------------------------------
152
Přílohy
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE
2
*** SOLUTION COMMENTS ***
=========================
SOLUTION PARAMETERS
BRANCH VOLTAGE CRITERIA
BUS VOLTAGE CRITERIA
: 2.50 %
: 6.00 %
ACCELERATION FACTOR FOR 'PV' GENERATORS : 1.00
ACCELERATION FACTOR FOR CONSTANT KVA LOADS: 1.00
EXACT(ITERATIVE) SOLUTION
: YES
UTILITY IMPEDANCE
TRANSFORMER PHASE SHIFT
: NO
: NO
ALL PU VALUES ARE EXPRESSED ON A 100 MVA BASE
LOAD FLOW IS BASED ON DIRECTLY CONNECTED LOADS.
AND WITH APPLIED FIRST LEVEL DEMAND OR LOAD FACTORS.
LOAD ANALYSIS INCLUDES ALL LOADS.
<<PERCENT VOLTAGE DROPS ARE BASED ON NOMINAL DESIGN VOLTAGES>>
SWING GENERATORS
SOURCE NAME
VOLTAGE ANGLE
===============================================
80-XM-0010A
1.000 0.00
PQ MACHINES
SOURCE NAME
kW
kVAR
=================================
80-XM-0010F
14850. 8830.
80-XM-0010E
14850. 8830.
80-XM-0010D
14850. 8830.
80-XM-0010B
14850. 8830.
80-XM-0010C
14850. 8830.
LARGEST LOAD:
18102.50 KVA
CONVERGENCE CRITERIA:
0.100 KVA
LARGEST BUS MISMATCH P61 701-HVSB-8201A 13.8 kV
245.431 KVA
LARGEST BUS MISMATCH 82-EN-6810A
4.176 KVA
0.312 KVA
0.023 KVA
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE
3
BALANCED VOLTAGE DROP AND LOAD FLOW ANALYSIS (SWING GENERATORS)
*******************************************************************************************
SOURCE
VOLTAGE ANGLE
KW KVAR
VD% (UTILITY IMPEDANCE)
80-XM-0010A
1.000 0.00 14860.26 8798.71
Gen Z Ignored
153
Přílohy
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE
4
BALANCED VOLTAGE DROP AND LOAD FLOW ANALYSIS
*****************************************************************************************************************************
VOLTAGE EFFECT ON LOADS MODELED
VOLTAGE DROP CRITERIA: BRANCH = 2.50 % BUS = 6.00
==== BUS: 01-EN-0010
DESIGN VOLTS: 480 BUS VOLTS: 470 %VD: 2.03
========================= PU BUS VOLTAGE: 0.980
ANGLE: -1.5 DEGREES
NET BRANCH DIVERSITY LOAD: 612.0 KW 296.4 KVAR
LOAD FROM: 82-EN-0080B
CBL-0114
FEEDER AMPS: 834.8 VOLTAGE DROP:
PROJECTED POWER FLOW: 612.0 KW 296.4 KVAR 680.0 KVA PF:0.90 LAGGING
LOSSES THRU FEEDER: 17.7 KW
6.0 KVAR
18.7 KVA
13. %VD: 2.67$
==== BUS: 24-FE-0010
========================= PU BUS VOLTAGE: 0.980
ANGLE: -2.8 DEGREES
LOAD FROM: 82-EN-0080A 480V
CBL-0113
FEEDER AMPS:1244.4 VOLTAGE DROP:
4.17$
PROJECTED POWER FLOW: 1014.0 KW
0.0 KVAR 1014.0 KVA PF:1.00 UNITY
12.8 KVAR
44.9 KVA
20. %VD:
==== BUS: 80-EH-0010A 13.8kV
========================= PU BUS VOLTAGE: 1.000
ANGLE: 0.0 DEGREES
LOAD FROM: 80-EH-0010B 13.8kV
TB1
LOSSES THRU FEEDER:
0.2 KW
0.2 KVAR
0.3 KVA
LOAD TO: BUS-0064
FD to 80-ET-0070A
LOSSES THRU FEEDER:
0.7 KW
0.3 KVAR
0.8 KVA
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE
0. %VD: 0.00
4. %VD: 0.03
5
*****************************************************************************
LOAD TO: BUS-0065
FD to 80-ET-0040A
LOSSES THRU FEEDER:
0.1 KW
0.1 KVAR
0.1 KVA
1. %VD: 0.01
LOAD TO: BUS-0074
CBL-0035
LOSSES THRU FEEDER:
0.1 KW
0.1 KVAR
0.1 KVA
1. %VD: 0.01
LOAD TO: BUS-0075
CBL-0036
LOSSES THRU FEEDER:
2.1 KW
1.4 KVAR
2.6 KVA
11. %VD: 0.08
LOAD TO: BUS-0076
CBL-0037
LOSSES THRU FEEDER:
3.5 KW
1.4 KVAR
3.7 KVA
12. %VD: 0.09
LOAD FROM: BUS-0135
CBL-0083
LOSSES THRU FEEDER:
4.8 KW
2.6 KVAR
5.4 KVA
LOAD TO: BUS-0175
CBL-0116
5.7 KVAR
12.0 KVA
154
4. %VD: 0.03
9. %VD: 0.07
Přílohy
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE
6
*****************************************************************************************************************************
==== BUS: 80-EH-0010B 13.8kV
========================= PU BUS VOLTAGE: 1.000
ANGLE: 0.0 DEGREES
LOAD TO: 80-EH-0010A 13.8kV
TB1
LOSSES THRU FEEDER:
0.2 KW
0.2 KVAR
0.3 KVA
0. %VD: 0.00
LOAD FROM: 80-EH-0010C 13.8kV
TB2
LOSSES THRU FEEDER:
0.4 KW
0.4 KVAR
0.6 KVA
0. %VD: 0.00
LOAD TO: BUS-0058
FD to 80-ET-0020A
LOSSES THRU FEEDER:
0.1 KW
0.1 KVAR
0.1 KVA
1. %VD: 0.00
LOAD FROM: BUS-0073
CBL-0084
LOSSES THRU FEEDER:
4.8 KW
2.6 KVAR
5.4 KVA
4. %VD: 0.03
LOAD TO: BUS-0077
CBL-0038
LOSSES THRU FEEDER:
2.4 KW
1.5 KVAR
2.8 KVA
12. %VD: 0.09
LOAD TO: BUS-0078
CBL-0039
LOSSES THRU FEEDER:
0.1 KW
0.1 KVAR
0.2 KVA
1. %VD: 0.01
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE
7
*****************************************************************************
LOAD TO: BUS-0176
CBL-0117
LOSSES THRU FEEDER:
6.2 KW
3.4 KVAR
7.1 KVA
7. %VD: 0.05
==== BUS: 80-EH-0010C 13.8kV
========================= PU BUS VOLTAGE: 1.000
ANGLE: 0.0 DEGREES
LOAD TO: 80-EH-0010B 13.8kV
TB2
LOSSES THRU FEEDER:
0.4 KW
0.4 KVAR
0.6 KVA
0. %VD: 0.00
LOAD FROM: 80-EH-0010D 13.8kV
Is-Limiter
LOSSES THRU FEEDER:
0.4 KW
0.4 KVAR
0.5 KVA
LOAD TO: BUS-0066
FD to 80-ET-0050A
LOSSES THRU FEEDER:
0.0 KW
0.0 KVAR
0.0 KVA
0. %VD: 0.00
0. %VD: 0.00
LOAD TO: BUS-0079
CBL-0040
LOSSES THRU FEEDER:
0.1 KW
0.1 KVAR
0.1 KVA
1. %VD: 0.01
LOAD TO: BUS-0080
CBL-0041
LOSSES THRU FEEDER:
3.6 KW
1.4 KVAR
3.9 KVA
12. %VD: 0.09
155
Přílohy
________________________Stránky 8 – 29 jsou vynechány________________________________________________
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE 30
*****************************************************************************************************************************
==== BUS: P61 701-HVSB-8201A 13.8 kV DESIGN VOLTS: 13800 BUS VOLTS: 13705 %VD: 0.69
========================= PU BUS VOLTAGE: 0.993
ANGLE: -0.2 DEGREES
LOAD FROM: BUS-0175
TLWP1
LOSSES THRU FEEDER: 42.9 KW 122.5 KVAR 129.8 KVA
82. %VD: 0.59
==== BUS: P61 701-HVSB-8201B 13.8 kV DESIGN VOLTS: 13800 BUS VOLTS: 13726 %VD: 0.53
========================= PU BUS VOLTAGE: 0.995
ANGLE: -0.2 DEGREES
LOAD FROM: BUS-0176
TLWP2
72.0 KVAR
76.3 KVA
63. %VD: 0.45
==== BUS: P61 701-HVSB-8201C 13.8 kV DESIGN VOLTS: 13800 BUS VOLTS: 13751 %VD: 0.36
========================= PU BUS VOLTAGE: 0.996
ANGLE: -0.1 DEGREES
LOAD FROM: BUS-0177
TLWP3
31.3 KVAR
33.1 KVA
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE 31
BALANCED VOLTAGE DROP AND LOAD FLOW BUS DATA SUMMARY
************************************************************************************************************
BUS NAME
01-EN-0010
80-EH-0010A 13.8kV
80-EH-0010C 13.8kV
80-EH-0010E 13.8kV
81-EH-0020A 4.16 kV
81-EH-0030A 4.16 kV
82-EN-0040A 480V
82-EN-0050A 480V
82-EN-0060 ESS 480V
82-EN-0080B
82-EN-6810B
84-EL-0010
84-EN-0010 EM 480V
88-EL-0010
BUS-0058
BUS-0062
BUS-0065
BUS-0068
BUS-0071
BUS-0073
BUS-0075
BUS-0077
BUS-0079
BUS-0081
BUS-0083
10 Apr 2012
13:41:11
BASE VOLT PU VOLT
BUS NAME
BASE VOLT PU VOLT
480.00 0.9797
24-FE-0010
480.00 0.9801
13800.00 0.9997
80-EH-0010B 13.8kV
13800.00 0.9997
13800.00 0.9997
80-EH-0010D 13.8kV
13800.00 0.9998
13800.00 0.9998
80-EH-0010F 13.8kV
13800.00 0.9998
4160.00 1.0113
81-EH-0020B 4.16 kV
4160.00 1.0222
4160.00 1.0175
81-EH-0030B 4.16 kV
4160.00 1.0122
480.00 1.0015
82-EN-0040B 480V
480.00 1.0050
480.00 1.0155
82-EN-0050B 480V
480.00 0.9927
480.00 0.9825
82-EN-0080A 480V
480.00 1.0218
480.00 1.0064
82-EN-6810A
480.00 0.9804
480.00 0.9846
82-EN-6810C
480.00 0.9846
220.00 0.9947
84-EL-0090
220.00 0.9938
480.00 0.9949
84-EN-6801
480.00 0.9789
220.00 1.0048
88-EL-0090
220.00 1.0046
13800.00 0.9997
BUS-0060
13800.00 0.9997
13800.00 0.9998
BUS-0064
13800.00 0.9994
13800.00 0.9996
BUS-0066
13800.00 0.9997
13800.00 0.9997
BUS-0070
13800.00 0.9997
13800.00 0.9997
BUS-0072
13800.00 0.9997
13800.00 1.0000
BUS-0074
13800.00 0.9996
13800.00 0.9989
BUS-0076
13800.00 0.9988
13800.00 0.9989
BUS-0078
13800.00 0.9996
13800.00 0.9997
BUS-0080
13800.00 0.9988
13800.00 0.9989
BUS-0082
13800.00 0.9997
13800.00 0.9997
BUS-0084
13800.00 0.9997
PAGE 32
*****************************************************************************
156
41. %VD: 0.30
Přílohy
BUS NAME
BASE VOLT PU VOLT
BUS NAME
BASE VOLT PU VOLT
BUS-0085
13800.00 0.9997
BUS-0086
13800.00 0.9989
BUS-0087
13800.00 0.9998
BUS-0088
4160.00 1.0088
BUS-0089
4160.00 1.0113
BUS-0090
4160.00 1.0113
BUS-0091
4160.00 1.0100
BUS-0093
4160.00 1.0122
BUS-0094
4160.00 1.0097
BUS-0095
4160.00 1.0113
BUS-0099
4160.00 1.0222
BUS-0100
4160.00 1.0210
BUS-0101
4160.00 1.0205
BUS-0102
4160.00 1.0157
BUS-0103
4160.00 1.0161
BUS-0104
4160.00 1.0132
BUS-0106
4160.00 1.0175
BUS-0108
13800.00 0.9997
BUS-0109
4160.00 1.0175
BUS-0110
4160.00 1.0104
BUS-0114
4160.00 1.0097
BUS-0115
4160.00 1.0109
BUS-0116
13800.00 0.9997
BUS-0118
13800.00 0.9995
BUS-0129
4160.00 1.0222
BUS-0130
4160.00 1.0222
BUS-0131
4160.00 1.0122
BUS-0132
4160.00 1.0122
BUS-0133
4160.00 1.0079
BUS-0135
13800.00 1.0000
BUS-0136
13800.00 1.0001
BUS-0137
13800.00 1.0001
BUS-0138
13800.00 1.0000
BUS-0139
13800.00 0.9999
BUS-0171
4160.00 1.0080
BUS-0175
13800.00 0.9990
BUS-0176
13800.00 0.9992
BUS-0177
13800.00 0.9994
BUS-0178
13800.00 0.9998
BUS-0180
4160.00 1.0089
BUS-0181
720.00 0.9724
BUS-0182
4160.00 1.0222
BUS-0188
480.00 0.9804
BUS-0189
480.00 0.9846
MCC 80-XM-0010A
480.00 0.9692
MCC 80-XM-0010B
480.00 0.9710
MCC 80-XM-0010C
480.00 0.9692
MCC 80-XM-0010D
480.00 0.9710
MCC 80-XM-0010E
480.00 0.9692
MCC 80-XM-0010F
480.00 0.9710
10 Apr 2012
13:41:11
PAGE 33
*****************************************************************************
BUS NAME
BASE VOLT PU VOLT
BUS NAME
BASE VOLT PU VOLT
MCC 82-EN-0401
480.00 1.0007
MCC 82-EN-0402
480.00 1.0038
MCC 82-EN-0501
480.00 1.0146
MCC 82-EN-0502
480.00 0.9919
MCC 82-EN-0601
480.00 0.9818
MCC 84-EN-0101
480.00 0.9943
P61 701-HVSB-8201A 13.8 kV
13800.00 0.9931
P61 701-HVSB-8201B 13.8 kV
13800.00 0.9947
P61 701-HVSB-8201C 13.8 kV
13800.00 0.9964
BALANCED VOLTAGE DROP AND LOAD FLOW BRANCH DATA SUMMARY
************************************************************************************************************
FROM NAME
80-EH-0010A 13.8kV
80-EH-0010A 13.8kV
80-EH-0010A 13.8kV
80-EH-0010A 13.8kV
80-EH-0010A 13.8kV
80-EH-0010A 13.8kV
80-EH-0010A 13.8kV
80-EH-0010B 13.8kV
80-EH-0010B 13.8kV
80-EH-0010B 13.8kV
80-EH-0010B 13.8kV
80-EH-0010B 13.8kV
80-EH-0010C 13.8kV
80-EH-0010C 13.8kV
80-EH-0010C 13.8kV
80-EH-0010C 13.8kV
80-EH-0010C 13.8kV
TO NAME
80-EH-0010B 13.8kV
BUS-0064
BUS-0065
BUS-0074
BUS-0075
BUS-0076
BUS-0175
80-EH-0010C 13.8kV
BUS-0058
BUS-0077
BUS-0078
BUS-0176
80-EH-0010D 13.8kV
BUS-0066
BUS-0079
BUS-0080
BUS-0177
TYPE
VD% AMPS KVA RATING%
FDR 0.00 591.85 14142.27 UNKNOWN
FDR 0.03 95.33 2277.85 UNKNOWN
FDR 0.01 56.49 1349.76 UNKNOWN
FDR 0.01 88.11 2105.40 UNKNOWN
FDR 0.08 138.24 3303.32 UNKNOWN
FDR 0.09 180.08 4302.96 UNKNOWN
FDR 0.07 762.61 18222.37 UNKNOWN
FDR 0.00 836.46 19987.54 UNKNOWN
FDR 0.00 156.04 3728.71 UNKNOWN
FDR 0.09 138.25 3303.60 UNKNOWN
FDR 0.01 90.84 2170.67 UNKNOWN
FDR 0.05 584.55 13967.91 UNKNOWN
FDR 0.00 783.26 18716.75 UNKNOWN
FDR 0.00 20.60 492.30 UNKNOWN
FDR 0.01 88.11 2105.40 UNKNOWN
FDR 0.09 180.08 4303.08 UNKNOWN
FDR 0.03 385.34 9208.09 UNKNOWN
157
Přílohy
10 Apr 2012
13:41:11
80-EH-0010D 13.8kV
80-EH-0010D 13.8kV
80-EH-0010D 13.8kV
80-EH-0010D 13.8kV
80-EH-0010D 13.8kV
80-EH-0010D 13.8kV
80-EH-0010D 13.8kV
80-EH-0010E 13.8kV
80-EH-0010E 13.8kV
80-EH-0010E 13.8kV
80-EH-0010E 13.8kV
80-EH-0010E 13.8kV
80-EH-0010E 13.8kV
80-EH-0010F 13.8kV
80-EH-0010F 13.8kV
80-EH-0010F 13.8kV
80-EH-0010F 13.8kV
80-EH-0010F 13.8kV
80-EH-0010F 13.8kV
81-EH-0020A 4.16 kV
81-EH-0020A 4.16 kV
81-EH-0020A 4.16 kV
81-EH-0020A 4.16 kV
81-EH-0020A 4.16 kV
81-EH-0020A 4.16 kV
10 Apr 2012
PAGE 34
80-EH-0010E 13.8kV
BUS-0060
BUS-0068
BUS-0071
BUS-0081
BUS-0082
BUS-0118
80-EH-0010F 13.8kV
BUS-0062
BUS-0070
BUS-0083
BUS-0072
BUS-0178
BUS-0084
BUS-0085
BUS-0086
BUS-0087
BUS-0116
BUS-0108
BUS-0088
BUS-0089
BUS-0090
BUS-0091
BUS-0094
BUS-0095
13:41:11
81-EH-0020A 4.16 kV
81-EH-0020A 4.16 kV
81-EH-0020B 4.16 kV
81-EH-0020B 4.16 kV
81-EH-0020B 4.16 kV
81-EH-0020B 4.16 kV
81-EH-0020B 4.16 kV
81-EH-0020B 4.16 kV
81-EH-0030A 4.16 kV
81-EH-0030A 4.16 kV
81-EH-0030A 4.16 kV
81-EH-0030A 4.16 kV
81-EH-0030A 4.16 kV
81-EH-0030B 4.16 kV
81-EH-0030B 4.16 kV
81-EH-0030B 4.16 kV
81-EH-0030B 4.16 kV
81-EH-0030B 4.16 kV
81-EH-0030B 4.16 kV
81-EH-0030B 4.16 kV
82-EN-0040A 480V
82-EN-0040B 480V
82-EN-0040B 480V
82-EN-0050A 480V
82-EN-0050B 480V
FDR 0.00 618.79 14787.09 UNKNOWN
FDR 0.00 120.29 2874.63 UNKNOWN
FDR 0.00 45.82 1094.85 UNKNOWN
FDR 0.00 45.07 1077.04 UNKNOWN
FDR 0.09 180.07 4303.08 UNKNOWN
FDR 0.01 88.10 2105.40 UNKNOWN
FDR 0.03 87.03 2079.74 UNKNOWN
FDR 0.00 180.37 4310.32 UNKNOWN
FDR 0.00 49.78 1189.67 UNKNOWN
FDR 0.01 100.96 2412.75 UNKNOWN
FDR 0.01 88.10 2105.42 UNKNOWN
FDR 0.00 56.66 1353.94 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.01 88.10 2105.42 UNKNOWN
FDR 0.01 66.14 1580.64 UNKNOWN
FDR 0.09 180.07 4303.10 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.00 162.84 3891.52 UNKNOWN
FDR 0.00 50.64 1210.18 UNKNOWN
FDR 0.25 148.01 1078.49 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.13 30.30 220.76 UNKNOWN
FDR 0.16 132.48 965.34 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
PAGE 35
BUS-0171
BUS-0180
BUS-0099
BUS-0100
BUS-0101
BUS-0129
BUS-0130
BUS-0182
BUS-0102
BUS-0103
BUS-0104
BUS-0106
BUS-0109
BUS-0093
BUS-0110
BUS-0114
BUS-0115
BUS-0131
BUS-0132
BUS-0133
MCC 82-EN-0401
MCC 82-EN-0402
88-EL-0010
MCC 82-EN-0501
MCC 82-EN-0502
FDR 0.33 74.84 545.29 UNKNOWN
FDR 0.24 128.81 938.61 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.13 29.97 220.74 UNKNOWN
FDR 0.17 131.07 965.42 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.18 131.70 965.51 UNKNOWN
FDR 0.14 30.11 220.77 UNKNOWN
FDR 0.43 227.31 1666.48 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.18 132.39 965.52 UNKNOWN
FDR 0.25 147.88 1078.49 UNKNOWN
FDR 0.13 30.27 220.76 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
FDR 0.43 228.51 1666.55 UNKNOWN
FDR 0.08 310.63 258.66 UNKNOWN
FDR 0.11 310.03 259.03 UNKNOWN
TX2 0.02 2.54 2.12 0.71
FDR 0.09 346.83 292.84 UNKNOWN
FDR 0.09 189.97 156.79 UNKNOWN
158
Přílohy
10 Apr 2012
13:41:11
82-EN-0060 ESS 480V
82-EN-0060 ESS 480V
82-EN-0060 ESS 480V
82-EN-0060 ESS 480V
82-EN-0060 ESS 480V
82-EN-0060 ESS 480V
82-EN-0060 ESS 480V
82-EN-0080A 480V
82-EN-0080B
82-EN-6810A
82-EN-6810C
84-EL-0010
84-EN-0010 EM 480V
84-EN-0010 EM 480V
88-EL-0010
BUS-0058
BUS-0060
BUS-0062
BUS-0064
BUS-0065
BUS-0066
BUS-0068
BUS-0070
BUS-0071
BUS-0072
10 Apr 2012
BUS-0073
BUS-0085
BUS-0108
BUS-0116
BUS-0118
BUS-0135
BUS-0136
BUS-0137
BUS-0138
BUS-0139
BUS-0175
BUS-0176
BUS-0177
BUS-0180
BUS-0188
BUS-0189
PAGE 36
MCC 82-EN-0601
FDR 0.07 236.82 193.44 UNKNOWN
MCC 80-XM-0010B
FDR 1.15 281.82 230.19 UNKNOWN
MCC 80-XM-0010C
FDR 1.33 325.78 266.10 UNKNOWN
MCC 80-XM-0010D
FDR 1.15 281.82 230.19 UNKNOWN
MCC 80-XM-0010E
FDR 1.33 325.78 266.10 UNKNOWN
MCC 80-XM-0010A
FDR 1.33 325.78 266.10 UNKNOWN
MCC 80-XM-0010F
FDR 1.15 281.82 230.19 UNKNOWN
24-FE-0010
FDR 4.17 1244.45 1057.12 UNKNOWN
01-EN-0010
FDR 2.67 834.89 698.56 UNKNOWN
84-EN-6801
FDR 0.15 763.60 622.41 UNKNOWN
82-EN-6810B
FDR 0.00 2439.58 1996.91 UNKNOWN
84-EL-0090
FDR 0.09 2.74 1.04 13.04
MCC 84-EN-0101
FDR 0.06 224.62 185.80 UNKNOWN
84-EL-0010
TX2 0.02 1.26 1.04 0.83
88-EL-0090
FDR 0.01 5.54 2.12 5.03
81-EH-0020A 4.16 kV
TX2 -1.16 156.04 3728.56 24.86
81-EH-0030A 4.16 kV
TX2 -1.78 120.29 2874.55 19.16
81-EH-0020B 4.16 kV
TX2 -2.25 49.78 1189.66 7.93
82-EN-6810A
TX2 1.90 95.33 2277.12 65.06
82-EN-0040A 480V
TX2 -0.19 56.49 1349.66 53.99
82-EN-0050A 480V
TX2 -1.58 20.60 492.29 19.69
82-EN-0040B 480V
TX2 -0.52 45.82 1094.80 43.79
82-EN-0060 ESS 480V
TX2 1.72 100.96 2412.50 75.39
84-EN-0010 EM 480V
TX2 0.48 45.07 1077.00 67.31
82-EN-0080A 480V
TX2 -2.20 56.66 1353.87 42.31
13:41:11
PAGE 37
80-EH-0010B 13.8kV
FDR 0.03 722.80 17276.90 UNKNOWN
82-EN-0050B 480V
TX2 0.70 66.14 1580.53 63.22
82-EN-0080B
TX2 -0.67 50.64 1210.12 37.82
81-EH-0030B 4.16 kV
TX2 -1.24 162.84 3891.37 25.94
82-EN-6810C
TX2 1.49 87.03 2079.12 59.40
80-EH-0010A 13.8kV
FDR 0.03 722.51 17269.76 UNKNOWN
80-EH-0010F 13.8kV
FDR 0.03 722.74 17276.90 UNKNOWN
80-EH-0010E 13.8kV
FDR 0.03 722.74 17276.90 UNKNOWN
80-EH-0010D 13.8kV
FDR 0.02 722.84 17276.90 UNKNOWN
80-EH-0010C 13.8kV
FDR 0.02 722.85 17276.90 UNKNOWN
P61 701-HVSB-8201A 13.8 kV
FDR 0.59 762.61 18210.47 UNKNOWN
P61 701-HVSB-8201B 13.8 kV
FDR 0.45 584.55 13960.92 UNKNOWN
P61 701-HVSB-8201C 13.8 kV
FDR 0.30 385.34 9205.05 UNKNOWN
BUS-0181
TX2 3.66 128.81 936.43 93.64
82-EN-6810A
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
82-EN-6810B
FDR 0.00 0.00 0.00 UNKNOWN
NOTE: FDR RATING% = % AMPS RATING BASED ON LIBRARY FLA OR BRANCH INPUT FLA
TX2 RATING% = % KVA RATING BASED ON TRANSFORMER FL KVA
109 BUSES
*** T O T A L S Y S T E M L O S S E S ***
321. KW 1379. KVAR
***WARNING*** STUDY CONTAINS 4 VOLTAGE CRITERIA VIOLATIONS
VIOLATIONS DENOTED BY ($) AT BUS AND BRANCH %VD LOCATIONS
159
80-XM-0010A
14862.5 kW
8814.2 kVAR
TB1
11542 .0 kW
8153.6 kVAR
80-XM-0 010B
14850 .0 kW
8830.0 kVAR
80-XM-0010B
14850.0 kW
8830.0 kVAR
80-XM-0 010C
14850 .0 kW
8830.0 kVAR
80-XM-0010C
14850.0 kW
8830.0 kVAR
13800 V
13800 V
0.02 % VD
0.02 % VD
80-EH-0010D 13.8kV
80-EH-0010D 13.8kV
80-XM-0 010D
80-XM-0010D
14850 .0 kW
14850.0 kW
8830.0 kVAR
8830.0 kVAR
80-XM-0 010E
80-XM-0010E
14850 .0 kW
14850.0 kW
8830.0 kVAR
8830.0 kVAR
80-XM-0 010F
80-XM-0010F
14850 .0 kW
14850.0 kW
8830.0 kVAR
8830.0 kVAR
160
14862.5 kW
8814.2 kVAR
PctVD 0.0 %
LF 723 A
0.0 kW
0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
LF 0 A
CBL-001 4
14850.0 kW
TB2
8830.0 kVAR
15733
% .8 kW
PctVD 0.0
LF 723 A12316 .9 kVAR
S
S
701-TR-8216A
S
0.0 kW
0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
480 V
0.00 % VD
O pen
S
S
0.0 kW
0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
480 V
0.00 % VD
S
S
S
480 V
0.00 % VD
O pen
PI-0029
PI-0026
2571.000 kW (Output)
PI-0026
480 V
0.00 % VD
O pen
PI-0030
O pen
PI-0030 480 V
0.00 % VD
480 V
0.00 % VD
480 V
0.00 % VD
711-ZAN-4200
711-ZAN-4200
0.0 kVAR
0.0 kVAR
Agg-Load-TLWP
Agg-Load-TLWP
6456.000 MW
6456.000 MW
13.8kV
13800 V
0.00 % VD
P61 701-HVSB-8202B
P61 701 -HVSB-8202B 13.8kV
13800 V
0.00 % VD
703-ZZZ-6800B
703-ZZZ-6800B
0.0 kVAR
0.0 kVAR
P61 711-LVSB-8210 480V
P61 701-LVSB-8206B 480V
701-LVSB-8206A
P61 711 -LVSB-8210 480V
P61 701 -LVSB-8206B 480V
701-LVSB-8206A
480 V
0.00 % VD
Subst-AgP l-TLWP4
Subst-AgP l-TLWP4
3902.000 kW 3902.000 kW
13.8 kV
P61 701-HVSB-8201D
13.8 kV
P61 701 -HVSB-8201D
O pen
PI-0023
PI-0023
480 V
0.00 % VD
CBL-001 5 CBL-0015
0.0 kW
0.0 kW
0.0 kVAR 0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 %
LF 0 A
LF 0 A
13800 V
13800 V
0.00 % VD 0.00 % VD
MW,cos
3 is 32,94
1,2 and
TLWP
total load
theTLWP
63.000-E.07-003_C
to the I-MC-P
- According
P-61
0,8. phi = 0,8.
phi =
MW,cos
3 is 32,94
and
1,2of
the total load of
-003_C
I-MC-P 63.000-E.07
to the
V - According
480P-61
Aggregated loads of each feeder value according to Electrical load analysis main generator declared value is used.
Aggregated
% VD lo ads of each feeder value according to Electrical load analysis main generator d eclared value is used.
0.00
703-ZZZ-6800C703-ZZZ-6800C
0.0 kVAR
0.0 kVAR
701-HVSB-8202C
701-HVSB-8202C
O pen
0.0 kW
0.0 kVAR
Subst-AgP l-TLWP3
PL-TLWP3 PL-TLWP3
Subst-AgP l-TLWP3
PctVD 0.0 %
7342.000 kW 7342.000 kW
5202.000 kW 5202.000 kW
CBL-0004
CBL-000 4
0.0 kW
0.0 kW
0.0 kVAR
Aggr.motor 701-LVSB-8206B
MTRI-0040
MTRI-0039
0.0 kVAR
MTRI-0 040
MTRI-0 039
PctVD 0.0 %
kW (Output)70 1-LVSB-8206B
1500.000 Aggr.motor
PctVD 0.0 %
1500.000 kW (Output) 2571.000 kW (Output)
LF 0 A
LF 0 A
Aggr.motor 701-LVSB-8205A
Aggr.motor 70 1-LVSB-8205A
PI-0029
0.0 kW
0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
480 V
0.00 % VD
701-TR-8217A
701-TR-8216B
701-TR-8216A
701-TR-8217A
701-TR-8216B
0.0 kW
0.0 kW
0.0 kW
0.0 kVAR
701-TR-8217B
0.0 kW
0.0 kVAR
0.0 kVARS
0.0
S
% kW
PctVD 0.0
0.0 kVAR701-TR-8217B
%
PctVD 0.0
S
0.0 kW
PctVD 0.0 %
0.0 kVAR S
S 0.0 %0.0 kW
S
PctVD
0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 %
480 V
480 V
0.00 % VD
0.00 % VD
PI-0024
13800 V
0.00 % VD
701-LVSB-8205B
P61 701-LVSB-8205A 480V
701-LVSB-8205B
P61 701 -LVSB-8205A 480V
480 V
0.00 % VD
PI-0024
S
PI-0022
Aggr.motor 70 1-LVSB-8203A
MTRI-0036
kW (Output)
2143.000Aggr.motor
MTRI-0 037 MTRI-0037
MTRI-0 036
70 1-LVSB-8203B
(Output)
1250.000 kW
kW (Output)
1250.000
13800 V
0.00 % VD
13800 V
0.00 % VD
703-ZZZ-6800A 703-ZZZ-6800A
0.0 kVAR
0.0 kVAR
S
0.0 kW
0.0
kVAR
0.0 kW
kVAR
0.0
0.0 %
PctVD
PctVD 0.0 %
O pen
13800 V
0.53 % VD
P61 701-LVSB-8204B
480V P61 701-LVSB-8204A
701-LVSB-8203B
P61480V
701-LVSB-8203A
P61P61
P61 701 -LVSB-8204B
480V P61 701 -LVSB-8204A
701 -LVSB-8203B
480V
P61 701 -LVSB-8203A
480 V
480 V
O pen
O pen
O pen
pen
0.00 % OVD
480 V
0.00 % VD
480 V
0.00 % VD
0.00 % VD
PI-0028
PI-0027
PI-0028
PI-0027
PL-TLWP2
PL-TLWP1
0.0 kW
PL-TLWP2
kW
Subst-AggPl-TLWP2
kW
14482.000
0.0 kVAR
11118 .00 0 k W 11118.000
Subst-AggPl-TLWP2
8691.000 kW
PctVD 0.0 %
8691.000 kW
13800 V
0.53 % VD
13800 V
13800 V
0.36 % VD
0.36 % VD
13.8 kV
P61 701-HVSB-8201C
13.8 kV
701 -HVSB-8201C
P61
O pen
PI-0022
0.0 kW
0.0 kW
0.0 kVAR
0.0 kVAR
PctVD 0.0 % PctVD 0.0 %
701-TR-8215B701-TR-8214B
701-TR-8215B701-TR-8214B
701-TR-8214A 701-TR-8214A
701-TR-8215A 701-TR-8215A
14850.0 kW
Is-Limiter
8830.0 kVAR
Is-Limiter
14575 .7 kW
V
13800
0.0 %
PctVD
14575.7 kW
13800 V
11731 .8 kVAR 11731.8 kVAR
0.03A% VD
LF 723
0.03 % VD
80-EH-0010C 13.8kV
80-EH-0010C 13.8kV
13.8 kV
P61 701-HVSB-8201B
PI-0021
13.8 kV
701 -HVSB-8201B
P61
O pen
14850 .0 kW
8830.0 kVAR
CBL-0085
0.0 %
PctVD
LF 723 A
13800 V
0.00 % VD
P61 701-HVSB-8202A 13.8 kV
P61 701 -HVSB-8202A 13.8 kV
0.0 kW
0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
PL-TLWP1
LF 0 A
L-TLWP1
Subst-AgP14482
.00 0 k W
Subst-AgP L-TLWP1
8691.000 kW
8691.000 kW
CBL-0014
O pen
PI-0021
CBL-008 5
TB2
15733.8 kW
12316.9 kVAR
13800 V
13800 V
0.69 % VD
0.69 % VD
13.8 kV
701-HVSB-8201A
P6113.8
kV
P61 701 -HVSB-8201A
14850 .0 kW
8830.0 kVAR
CBL-008 4
CBL-0084
TB1
0.0 %
PctVD
V
13800
13800 V
kW
11542.0
LF 723 A
% VD kVAR 0.03 % VD
0.03 8153.6
80-EH-0010B 13.8kV80-EH-0010B 13.8kV
Obr. 5-7 Jednopólové schéma modelované sítě a zobrazení výsledků Load Flow studie
14862 .5 kW
8814.2 kVAR
CBL-008 3
CBL-0083
0.0 %
PctVD
13800 V
13800 V
LF 723 A
0.03 % VD
0.03 % VD
80-EH-0010A 13.8kV 80-EH-0010A 13.8kV
14850 .0 kW
14850 .0 kW
14850 .0 kW
14850.0 kW
14850.0 kW
14850.0 kW
8830.0 kVAR
8830.0 kVAR
8830.0 kVAR
TB4
CBL-008 7
CBL-008 6
8830.0 kVAR
8830.0 kVAR
8830.0 kVAR TB3
TB4
CBL-0087
CBL-0086
%
PctVD 0.0PctVD
PctVD 0.0 %PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 % PctVD 0.0 % 11815 .0 kW TB3
13800 V 13800 V
CBL-008 8 CBL-0088
3351.3 kW 3351.3 kW
13800 V 13800 V
0.0 %
11815.0 kW
LF 723 A LF 723 A
LF 723 A
0.02 % VD
2704.8 kVAR
0.02 % VD 0.02 % VD
8885.3 kVAR8885.3 kVAR LF 723 A LF 723 A
LF 723 A
0.02 % VD
2704.8 kVAR
13.8kV 13.8kV
80-EH-0010F
13.8kV
80-EH-0010E
80-EH-0010F
13.8kV
80-EH-0010E
FD to 80-ET-0030A
FD to 80-ET-0030A
FD to 80-ET-0030B
FD to 80-ET-0060
FD to 80-ET-0020B
CBL-004 4 CBL-0044
FD to 84-ET-0010
FD to 80-ET-0040B
CBL-003
8
FD to 80-ET-0020A FD toCBL-003
5
CBL-003
CBL-003 6
CBL-003 7
FD to 80-ET-0030B
FD to 80-ET-0060
FD to 80-ET-0020B
FD to 84-ET-0010
FD to 80-ET-0040B
CBL-0039
CBL-00389
80-ET-0020A
CBL-0035
CBL-0036
CBL-0037
FD to 80-ET-0070B
FD to 80-ET-0080B
6
CBL-004CBL-0046
CBL-004 5CBL-0045 FD to 80-ET-0050B
3228.1 kW3228.1 kW
CBL-011 9 CBL-0119
1953.2 kW 1953.2 kW
kW 1075.5 kW
946.3 kW
CBL-004 3
CBL-004 2
FD to 80-ET-0070C
CBL-004 0
CBL-004 1
FD to 80-ET-0050A
kW
2062.1
2907.1
kW
2918.2kW
kW
2000.1kW
kW
2906.8
3915.8 kW
FD to 80-ET-0070B
FD to 80-ET-0080B
FD to 80-ET-0050B
kW
946.3 kW2000.1 kW 2000.1 1075.5
CBL-0043
CBL-0042
FD to 80-ET-0070C
CBL-0040
CBL-0041
FD to 80-ET-0050A
2062.1 kW
2907.1 kW
kW kW
2918.2
2000.1
2906.8
kW
3915.8
2179.3 kVAR
1416.5 kVAR
509.1 kVAR 509.1 kVAR
657.5 kVAR 657.5 kVAR
514.4 kVAR 514.4 kVAR
677.9
1569.3
kVAR
2329.5
kVAR
657.5 kVAR
kVAR
1569.2
1783.9 kVAR
0.0 kW0.0 kW
1047.4 kW
3915.9 kW
2000.1 kW
0.0 kW
2577.6
kW
2000.1kW
1699.6 kW
2000.1
416.7 kW
CBL-011 6
2179.3 kVAR
1416.5 kVAR
677.9 kVAR
kVAR
1569.3kVAR
kVARkVAR
2329.5
kVAR
657.5
1569.2
kVAR
1783.9
1047.4 kW
3915.9 kW
1302.4 kW
2000.1 kW 1302.4 kW
0.0 kW
946.2 kW
kW kW
2577.6946.2
kW kW
2000.1
3915.9
1699.6 kW3915.9 kW
2000.1 kW
kWkW
3915.9
416.7 kW 3915.9 kW
CBL-0116
%
0.0
PctVD
%
0.0
PctVD
%
0.0
PctVD
%
0.0
PctVD
%
0.0
PctVD
%
0.0
PctVD
%
0.1
PctVD
%
0.0
PctVD
%
0.0
PctVD
%
0.1
PctVD
%
0.1
PctVD
0.0 kVAR
1783.9 kVAR
kVAR
895.7
kVAR
657.5
kVAR
0.0
kVAR
550.8
kVAR
1276.3
kVAR
657.5
kVAR
1783.9
kVAR
1198.6
kVAR
657.5
kVAR
1783.9
kVAR
262.2
80-ET-0080A
FD to0.0
CBL-011
14535 .5 kW
PctVD 0.0 %
% FD to 80-ET-0080A
PctVD
PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 %
PctVD 0.1 %
PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 %
PctVD 0.1 %
PctVD 0.1 %
0.0 kVAR
606.2 kVAR
1783.9 kVAR 606.2 kVAR
895.7 kVAR
657.5 kVAR
0.0 kVAR
550.8 kVAR
1276.3 kVAR
657.5 kVAR
1783.9 kVAR
1198.6 kVAR
kVAR8
657.5
1783.9 kVAR
262.2 kVAR
CBL-0118
14535.5 kW
LF 163 A LF 163 A
LF 50 A
LF 45 A
91 AA
LF
LFA138 A
A
88 A
LF138
AA
138
LFLF
LF 180 A
0.0 % 0.0 %
PctVD PctVD
% 0.0 %
% 0.1 % PctVD 0.0
PctVD 0.1
% 0.0 %
%
PctVD 0.0PctVD
PctVD 0.0 %
PctVD
0.0
PctVD0.1
0.1 % PctVD
PctVD 0.0 % PctVD 0.0PctVD
PctVD
0.1 %
PctVD 0.0 %
10989 .7 kVAR
1352.4
A kW 1352.4 kW
LF 50 ALF 101 A LF 101
LF 88 A
LF 45 A LF 88 A
LF 91 A
LF 138
LF 156
A A
LFLF88156
LF
180
PctVD
PctVD
PctVD
0.0 % PctVD 0.0
PctVD 0.0 %
0.0 % 0.0 % PctVD 0.0 %
0.0 %0.0 % PctVDPctVD
%% PctVD
%
0.0 % kW
PctVD7355.7
%%
0.10.0
PctVD
%
PctVD 0.0PctVD
10989.7 kVAR
7355.7 kW87 A
LF 0 ALF 0 A
LF 51 ALF 51 A
LF 180 A
LF 66 A LF 66 A
LF 88 A LF 88 A
LF 0 A
LFA46 A
88 AA
LF 21 A
PctVD 0.1 %
63.7 kVAR 63.7 kVAR
kVAR 5539.2LF
80-ET-0020A
LF 180 A
LF 0 A
LF 46 A
LF 120
LF 88LFA 120 A
LFLF180
LF 87 A LF 180 A
A
LF 885539.2
18088AA
LFLF
LF 21 A LF 180 A
PctVD 0.1 %
kVAR
80-ET-0020A
LF 763 A
%
0.0
PctVD
%
0.0
PctVD
7
CBL-011
kW
2918.1
LF 763 A
PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 %
CBL-0117
2918.1 kW
LF 57 A LF 57 A
LF 385 A
2329.4 kVAR
80-ET-0060 80-ET-0060
80-ET-0020B80-ET-0020B
81-ER-0010E81-ER-0010E
80-ET-0040B 80-ET-0040B
11149 .5 kW
FD to 80-ET-0040A FD to 80-ET-0040A
S
LF 385 A
2329.4 kVAR
11149.5 kW
PctVD 1.4 % S
8413.8 kVAR
29-PA-0040D
80-ET-0030B
TLWP4 TLWP4
1953.0 SkW 1953.0 kW
81-ER-0010D 81-ER-0010D
29-PA-0040B 29-PA-0040B
81-ER-0010A
23-KA-0010 A
29-PA-0040A
S
S 80-ET-0070C
PctVD 1.4 %
8413.8 kVAR
29-PA-0040D
80-ET-0030B
81-ER-0010A
23-KA-0010A
29-PA-0040A
S 80-ET-0070C
PctVD 0.1 %
kVAR
1416.3
80-ET-0070B
80-ET-0080B
(Output)
kW
4450.000
80-ET-0050B
kW
3228.0
kW
0.0
kW
1075.5
kW
2000.000
84-ET-0010
kW
946.2
kW
2000.000
(Output)
kW
4450.000
kW
1699.1
TLWP3
81-ER-0010C
29-PA-0040C
80-ET-0050A
81-ER-0010B
B
23-KA-0010
kW
2000.000
(Output)
kW
3300.000
4450.000 kW (Output) 4450.000
S
PctVD 0.1 %
1416.3 kVAR
80-ET-0070B
80-ET-0080B
80-ET-0050B
3228.0 kW
0.0 kW
1075.5 kW
2000.000 kW
84-ET-0010
946.2 kW
1699.1 kW 4450.000 kW (Output) 2000.000 kW
TLWP3
81-ER-0010C
29-PA-0040C
80-ET-0050A
81-ER-0010B
23-KA-0010B
kW (Output) 3300.000 kW (Output) 2000.000 kW
S
LF 585 A
2179.2 kVAR
0.0 kVAR 0.0 kVAR
509.1 kVAR 509.1 kVAR
550.7 kVAR 550.7
1198.3 kVAR 1198.3 kVAR
0.0 kW0.0 kW
1047.4 kW
1302.3 kW
81-ER-0010F
kW
946.3
kW
2000.000
2062.000
LF 585 A
S
S kVAR
S
2179.2 kVAR
1047.4 kW
1302.3 kW
81-ER-0010F
946.3 kW
7353.0 kW
2000.000 kW7353.0 kW
kW (Output)
4450.000
(Output) 2062.000 kW
kWkW
3300.000
S
S
S
%
PctVD 0.0 %
PctVD -0.5 % PctVD -0.5
0.0 kVAR
606.2 kVAR
895.6 kVAR
5537.8 kVAR 5537.8 kVAR
kW
2000.000 2000.000
2577.6 kW
80-ET-0030A 80-ET-0030A
416.7 kW
FD to 80-ET-0070A FD to 80-ET-0070A
S
S
S % 514.3 kVAR 514.3 kVAR
1.4 %
PctVD 0.0 %PctVD 1.4PctVD
0.0 kVAR
606.2 kVAR S
895.6 kVAR
kW
2577.6 kW
416.7 kW
S
S
S
S
LF 0 A
0.0 % 0.0 %
PctVD PctVD
% -0.7 %
PctVD -0.7
% 0.7 %
PctVD 0.7
PctVD 0.3 %
1276.2 kVAR 1276.2 kVAR
80-ET-0080A
TLWP2
1854.2
1187.3 kW
LF 0 A
PctVD
PctVD
PctVD 0.3 %
262.2 kVAR
80-ET-0080A
TLWP2 262.2 kVAR
1854.2 kW
kWkW
1187.3
LF 385 A
PctVD -1.6 %
kVAR
1323.1
642.0 kVAR
1352.4 kW 1352.4 kW
11143 .2 kW
LF 385 A
S
PctVD -1.6 %
1323.1 kVAR
kVAR
642.0
kW
11143.2
S
PctVD
PctVD 0.0 %
63.6 kVAR 63.6 kVAR
8410.5 kVAR
S
PctVD 0.0 %
%%
0.00.0
PctVD
8410.5 kVAR
S
LF 56 A
%
PctVD -2.2 PctVD
PctVD 0.5 %
4160 V
LF 95 A
AA
5695
LFLF
-2.2 %
PctVD 0.5 %
4160 V
LF 585 A
0.83 % VD
4160 V 4160 V
4.16TB0
4.16TB
4160 V
A V
LF 5854160
0.83 % VD
4.16TB0
4160 V
4.16TB
4160 V
O pen
O pen
O pen
O pen
1.38 % VD1.38 % VD
0.35 % VD
1.48 % VD 4.16 kV 1.48 % VD
4.16 kV
81-EH-0030B81-EH-0030B
kV
kV 81-EH-0030A
81-EH-0020B 4.16
81-EH-0020A 4.16 kV 81-EH-0020A
0.35 % VD
4.16 kV
4.16 kV
81-EH-0030A
4.16 kV4.16
81-EH-0020B
CBL-007 3 CBL-0073CBL-005 4CBL-0054
CBL-007 5 CBL-0075 CBL-007 0 CBL-0070
CBL-007 2 CBL-0072
CBL-007 4 CBL-0074
CBL-007 1 CBL-0071
6
CBL-005
5
CBL-005
2
CBL-005
6
CBL-007
1
CBL-005
0
CBL-005
TLWP1
CBL-0056
CBL-0055
CBL-0052
CBL-0076
CBL-0051
CBL-0050
CBL-0053
TLWP1 CBL-005 3
0.0 kW
196.5
1500.5 kW 1500.5
0.0 kW
CBL-006 3
CBL-006 4
CBL-006 5
CBL-006 9
CBL-006 7
CBL-006
1
CBL-006
CBL-006 0
9
CBL-005
CBL-005 8
kW kW
0.0878.6
kWkW
878.6
196.5
kW
463.9
0.0
kW kW
0.0727.2
14524 .9 kW
0.0 kW 0.0 kW 0.0 kW
kW kW 196.5 kW 878.8 kW 878.8 kW
0.0 kW648.9 kW 648.9 kW
CBL-0063
CBL-0064
CBL-0065
CBL-0069
CBL-0067
CBL-0062
CBL-00612
CBL-0060
CBL-0059
CBL-0058
CBL-0057
0.0 kW CBL-005 7
196.5
kW
463.9kW
0.0 kW
kW
0.0kW
kW kW
14524.9 727.2
400.1 kVAR400.1 kVAR 0.0 kVAR 0.0 kVAR0.0 kVAR 0.0 kVAR
726.0 kVAR 726.0100.6
861.6 kVAR 861.6 kVAR
0.0 kVAR
kVARkVAR
kVAR
400.0
100.6
kVAR
286.7
0.0
kVAR
0.0596.9
10984 .0 kVAR
196.5 kW
0.0 kW
878.7
kW
196.5
0.0
0.0
0.0
kVARkVAR100.6 kVAR
0.0 kVAR
0.0 kVAR 0.0 kW
kVAR 0.0400.0
100.6
kVAR
286.7kVAR
0.0 kVAR
kVAR
0.0kVAR
kVAR
kVAR kVAR
10984.0 596.9
878.8 kW
kW kW
196.5878.8
1500.5 kW
0.0 kW1500.5 kW
kW kW
0.0 0.0
kW
878.7
kWkW
196.5
0.0 kW
kW
0.0kW
kW
0.0kW
kW
0.0kW
%
0.0PctVD
%
PctVD 0.2 %
PctVD
PctVD 0.0 % PctVD PctVD
%%
0.00.2
% % PctVD
0.20.1
PctVD
PctVD
PctVD
%%
PctVD
%%
0.00.2
PctVD
PctVD
PctVD 0.6 %
100.6 kVAR 100.6400.1
726.0 kVAR 726.0 kVAR
kVAR
0.0 kVAR
kVAR
400.1
kVAR
100.6
0.0
0.0
0.0
0.0 %
%
0.0PctVD
PctVD 0.2 % PctVD 0.0 PctVD
0.4 %0.1 %PctVD 0.1 %
0.3 % 0.4 %PctVD
0.0 % 0.3 %PctVD PctVD
PctVD 0.0 %0.0 kVAR
PctVD
PctVD
%
0.3%
PctVD 0.1
0.0%%
PctVD0.3
0.0
PctVD0.0
PctVD
% 0.2 %
PctVD 0.6
kVARkVAR 400.1 kVAR
0.0 kVAR
kVAR
0.0 0.0
kVAR
400.1
kVAR
100.6
0.0 kVAR
kVAR
0.0kVAR
kVAR
0.0kVAR
kVAR
0.0kVAR
LF 0 A
LF A31 A
LF 0 A
0 A136 A
LF LF
AA
13631
LF LF
LF
LF
LFLF0 0AA
0A
LFLF
LF 763 A
PctVD
0.0 % PctVD PctVD
PctVD
% PctVD
0.0%
PctVD 0.2
PctVD
PctVD
PctVD
PctVD 0.0 %
LF 0 A LF 0 A LF 0 A
LF 31 A LF 136 A LF 136 A
A 235 A LF 235
LF 0 ALF 152 A LF 152LF
LF 0 A
77AA
LF31
A
LF770 A
133 A
LF 763 ALF 133 A
0.1 %0.2 % PctVD 0.2 %
% 0.1 % PctVDPctVD
0.0 % 0.4 % PctVD 0.4
0.0 %
PctVD
% %
0.10.2
PctVD
%
0.0 %
PctVD 0.1
%
0.0%
PctVD 0.0
0.0%% PctVD
PctVD0.0
0.0%% PctVD
PctVD0.0
135 A
LF
31 A
LF
LF 233 A
LFA 0 A
0 AA
LF 134
A
134
LF
A
31
LF
00AA
LF
00AA
LF
LFLF0 0AA
LF 0 A
A
135
LF
A
31
LF
A
233
LF
A
0
LF
0
LF
LF
A
31
LF
A
0
LF
LF
LF
55-PA-7605A
CBL-004 9
55-PA-7605A
CBL-0049
81-ET-1000B 81-ET-1000B
55-PA-7605B
kW kW S
724.7 648.9
648.9 kW S
55-PA-7605B
724.7 kW
kVARkVAR
596.2 861.6
861.6 kVAR
0.0 kW
0.0 kW
81-ET-1000A
S
596.2 kVAR
0.0 kW
0.0 kW
81-ET-1000A
S
3.8 %0.3 %
PctVDPctVD
PctVD 0.3 %
kVAR
0.0
kVAR
0.0
20-PA-0040
29-PA-0010D
50-PA-8802
21-PA-9002
29-PA-0030C
50-PA-8804
29-PA-0030B
21-PA-9003
21-PA-8602
kW
0.0
29-PA-0030A
21-PA-9001
3.8 %
PctVD
S
0.0 kVAR
0.0 kVAR
20-PA-0040
29-PA-0010D
50-PA-8802
21-PA-9002
29-PA-0030C
50-PA-8804
29-PA-0030B
21-PA-9003
21-PA-8602
0.0 kW
29-PA-0030A
21-PA-9001
S
LF 152 A
0.0 % PctVD 0.0 %
PctVD
0.0 %
0.0 kVAR
LF 152 A
(Output)
600.000 kW
(Output)
1000.000 kW
230.000 kW (Output)
kW (Output)
1500.000
kW (Output)
1500.000
1500.000 kW (Output)1500.000 kW (Output) 230.000 kW (Output)230.000 kW (Output) S
0.0 % kW (Output)
PctVD 230.000
(Output)kW (Output)
(Output) kW (Output) 1600.000 kW1600.000
1500.000 kW 1500.000
0.0 kVAR
kW (Output)
600.000
kW (Output)
1000.000
230.000 kW (Output)
(Output)
840.000 kW
230.000 kW (Output)840.000 kW (Output)
kW (Output)
1500.000PctVD
kW (Output)
1500.000
S
PctVD 0.0 %
21-PA-860321-PA-8603
29-PA-0030D
23-KB-0030 B23-KB-0030B
29-PA-0010C 29-PA-0010C
50-PA-8801
29-PA-0010B 29-PA-0010B
PctVD 0.0 %
29-PA-0030D
50-PA-8801
(Output)
1500.000 kW
(Output)kW (Output)
230.000 kW 230.000
750.000 kW (Output)
CBL-009 8
29-PA-0010A
01-PF-0010-ER
kW (Output)
1500.000
750.000 kW (Output)
CBL-0098
29-PA-0010A
01-PF-0010-ER
0.0 kW
50-PA-8803
VSD-55-PA-760 5BVSD-55-PA-7605B
7
21-PA-8601
23-KB-0030 A
0.0 kW
50-PA-8803
CBL-0097
kW (Output)
1000.000CBL-009
600.000 kW
21-PA-8601 600.000 kW
23-KB-0030A
0.0 kVAR
840.000
1000 V
kW (Output)1500.000 kW (Output)
1500.000
750.000 kW (Output) 750.000 kW
0.0 kVAR
840.000 kW (Output)
kVAkW (Output)
1000.000
1000 V 1000.000 kVA
(Output)
0.00 % VD
0.00 % VD
S 80-ET-0040A
S 80-ET-0040A
O pen
LF 0 A
LF 0 A
1000 V 82-EN-1000B
82-EN-1000B
PI-0011 O pen
82-EN-1000A
1187.2 kW
1000 V
PI-0011
82-EN-1000A
1187.2 kW
0.00 % VD
641.9 kVAR
0.0 kW
0.00 % VD
641.9 kVAR
0.0 kW
PctVD -0.2 %
0.0 kVAR
PctVD -0.2 %VSD-55-PA-760 5A VSD-55-PA-7605A
82-DD-6802-EG
82-DD-6801-EG
0.0 kVAR
82-DD-6802-EG
82-DD-6801-EG
PctVD 0.0 %
PctVD 0.0 %
0.0 kVAR
0.0 kVAR 0.0 kVAR
1000.000 kW
0.0 kVAR
1000.000 kW
LF 0 A
LF 0 A
S 80-ET-0070A
S 80-ET-0070A
LV Distr 123
1853.5 kW
LV Distr 456
LV Distr 123 LV Distr 456
1853.5 kW
1322.8 kVAR
1
CBL-013CBL-0131
CBL-013 0 CBL-0130
2100.000 kW
1322.8 kVAR
2100.000 kW
2100.000 kW 2100.000 kW
PctVD 1.9 %
PctVD 1.9 %
kW
0.0
kW
0.0
V
480
480 V
0.0 kW
0.0 kW
480 V
480 V
0.0 kVAR
0.0 kVAR 0.0 kVAR
0.73 % VD
-1 .55 % VD
82-EN-6810B
480TB
0.0 kVAR
0.73 % VD
-1.55 % VD
82-EN-6810B
480TB
O pen
% 0.0 %
PctVD 0.0
% Bus-tie
PctVD 0.0 PctVD
PctVD
0.0 % ACBus-tie AC
480 V 480 V
V
480TB1 480
480 V
480TB0
480 V O pen
480 V
480 V
480TB1
480 V
480TB0
480 V
480 V
O pen
O pen
O pen
O pen
O pen
LF 0 A LF 0 A
LF 0 A LF 0 A O pen
1.54 % VD
% VD -0.64 %82-EN-0080B
-0 .64
VD -2.18 % VD
-2 .18 %
-0 .50 % VD
-0 .15 % VD 480V -0.15 % VD
82-EN-6810C
82-EN-6810A
82-EN-0080A 480V
82-EN-0050B 480V
480V
82-EN-0050A
480V82-EN-0040B
82-EN-0040B
82-EN-0040A 480V 82-EN-0040A
1.54 % VD
VD
VD
-0.50 %
82-EN-6810C
82-EN-6810A
82-EN-0080B
480V
82-EN-0080A
82-EN-0050B 480V
82-EN-0050A 480V
480V
480 V
480 V
CBL-011 3
480 V
480 V
CBL-0113
1.54 % VD
1.96 % VD 1.96 % VD
1.54 % VD
Bus-tie CB
CBL-011 4 CBL-0114
1057.0 kW
CBL-009 3
CBL-009 1
CBL-009 2
CBL-009 0
Bus-tie CB
1057.0 kW
CBL-0093
CBL-0091
CBL-0092
CBL-0090
12.8 kVAR
12.8 kVAR
1690.0 kW
629.7 kW 629.7 kW
147.1 kW
259.3 kW
238.3 kW
240.2 kW
1690.0 kW
147.1 kW
259.3 kW
238.3 kW
240.2 kW
1063.7 kVAR
302.4 kVAR 302.4 kVAR
54.2 kVAR
136.1 kVAR
101.6 kVAR
95.9 kVAR
1063.7 kVAR
54.2 kVAR
136.1 kVAR
101.6 kVAR
95.9 kVAR
480 V
480 V
A
LF 1244
PctVD 0.1 %
PctVD 0.1 %
PctVD 0.1 % AgPPctVD
PctVD 0.1 %
% 2-EN-0050B
PctVD 0.1
PctVD 0.1 %
0.1 % AgP L-82-EN-0040B
PctVD 0.1 %
2.03 % VD 2.03 PctVD
% VD 2.7 %PctVD 2.7 %
480 V
AgM8
L-82-EN-0040B
480 V
AgM82-EN-0050B LF 1244 A
LF 835 A LF 835 A
LF 190 A
LF 347
LF 310 A
LF 311 A
LF 190 A818.000 kW
A
3472-EN0050A
LF
A
LF 310
LF 311 A
1.99 % VD
1.99 % VD
810B
AgM8 2-EN-6810B
AgM8 2-EN-6810A
01-EN-0010 01-EN-0010
24-FE-0010 24-FE-0010
AgM8
kW
173.000
AgP L-82-EN6810B
AgM82-EN-6810BAgP L-82-EN6
AgM82-EN-6810A
818.000 kW
AgM82-EN0050A
kW A
173.000
kW
1256.0001256.000
995.000 kW
810A
AgP L82-EN-6
AgM8 2-EN-0080B
080AL82-EN-0080A
AgP L82-EN-0 AgP
MCC 82-EN-0502
157.000 kW
480 V MCC 82-EN-0402
AggM-82 -EN-0040A AggM-82-EN-0040A
kW
995.000 kW
L82-EN-6810A
AgP
AgM82-EN-0080B
MCC 82-EN-0502
AgP L82-EN-0050B
157.000 kWAgP L82-EN-0 050B
480 V MCC 82-EN-0402
-0 .38 % VD
-0.38 % VD
kW
434.000 434.000
331.000 kW331.000 kW
415.000 kW 415.000 kW
292.000 kW 292.000 kW
480 V
MCC 82-EN-0501 MCC 82-EN-0501
2-EN-0040B AgM82-EN-0040B
AgM8
AgP L82-EN-0 040A AgP
82-EN-0401
MCC480.000
480.000 kW
kW
480 V
L82-EN-0040A
MCC 82-EN-0401
kW
333.000 kW
333.000 kW
0.81 % VD
0.81 % VD
480 V
531.000
464.000 kW
480 V
480 V
531.000 kW
kW
464.000 kW
480 V
-1 .46 % VD
-0 .07 % VD
-1.46 % VD
-0.07 % VD
24x3x1cx240mm2
CBL-000 1 CBL-0001
AgM0 1-EN-0010
24-FE-0010-EC24-FE-0010-EC
24x3x1cx240mm2
AgM01-EN-0010
1014.000 kW 1014.000 kW
516.6 kW 516.6 kW
0.0 kW
612.000 kW 612.000 kW
0.0 kW
347.1 kVAR
0.0 kVAR 0.0 kVAR
347.1 kVAR 84-DD-6801-EG
AgP L-82-EN0 502
AgM8 2-EN-0502AgM82-EN-0502
AgP L82-EN-0 501 AgP L82-EN-0501
AgP L82-EN0402 AgM8
AgM8 2-EN-0402 AgM82-EN-0402
84-DD-6801-EG
AgP L-82-EN0502
L82-EN0402 AgM82-EN-0501
AgP 2-EN-0501
0.1 % 0.0 kVAR 0.0 kVAR
PctVD 0.0 %
%
PctVD 0.1 PctVD
PctVD 0.0 %
11.000 kW
kW kW
136.000
80.000 kW
179.000
kW
130.000
kW (Output)
108.000
11.000
136.000 kW
80.000 kW
kW
179.000
kW
130.000
108.000 kW (Output)
AggM-82 -EN-0401 AggM-82-EN-0401
A
764
LF
A
0
LF
A
764
LF
A
0
LF
V
480
kW
156.000
480 V
156.000 kW
VD 480V 0.51 % VD
0.51 % EM
ESS 480V
84-EN-0010
480 V
82-EN-0060 ESS82-EN-0060
84-EN-0010 EM 480V
480 V
480 V
1.75 % VD
1.75 % VD
CBL-0096
84-EN-680184-EN-6801
CBL-009 6
AgP L-82-EN-0401 AgP L-82-EN-0401
CBL-0095 CBL-012 1 CBL-0121 CBL-012 2 CBL-0122 CBL-012 3 CBL-0123 CBL-012 4 CBL-0124
CBL-0120 CBL-009 5
CBL-0094CBL-012 0
163.1 kW
CBL-009 4
163.1 kW
84.000 kW
480 V 480 V
84.000 kW
89.0 kVAR
89.0 kVAR
2.11 % VD
213.7 kW 184.8 kW 184.8 kW 213.7 kW 213.7 kW
184.8 kW 213.7 kW
213.7 kW 184.8 kW
156.1 kW 213.7 kW
2.11 % VD
184.8 kW 184.8 kW
156.1 kW
PctVD 0.1 %
PctVD 0.1 %
158.6 kVAR 158.6 kVAR137.3 kVAR 137.3 kVAR158.6 kVAR 158.6 kVAR 137.3 kVAR 137.3 kVAR 158.6 kVAR158.6 kVAR 137.3 kVAR137.3 kVAR
114.2 kVAR 114.2 kVAR
AgM8 2-EN-0060AgM82-EN-0060
LF 225 A
LF 225 A
PctVD 1.1 %
%
PctVD 1.1 % PctVD 1.1 %PctVD 1.3 % PctVD 1.3 %PctVD 1.1 %PctVD 1.1 % PctVD 1.3 %PctVD 1.3 % PctVD 1.1 %
1.3 % PctVD 1.3 %
AgL82-EN-0060 PctVD 0.1 % PctVD 0.1 PctVD
kW
381.000
CBL-000 2CBL-0002
AgL82-EN-0060
381.000 kW
A
282
LF
A
326
LF
A
282
LF
A
326
LF
A
282
LF
A
326
LF
A
237
LF
LF 282 A
LF 326 A
LF 282 A
LF 326 A
LF 282 A
LF 326 A
LF 237 A
0.0 kW 0.0 kW
MCC 84-EN-0101 MCC 84-EN-0101
210.000 kW
210.000 kW
0.0 kVAR0.0 kVAR
480 V
L82-EN-0010
AgM8 4-EN-0010 AgM84-EN-0010
V
480
AgP L82-EN-0 010 AgP
% AgP L84-EN-6801
% AgP0.0
PctVD 0.0PctVD
0.57 % VD
VD
0.57 %kW
AgM84-EN-6801
80-XM -0010F
MCC
80-XM -0010E
-0010D80-XMMCC
80-XMMCC
-0010C
MCC 80-XMMCC
-0010B
MCC 80-XM
-0010A
MCC 80-XM
801 AgM8 4-EN-6801
L84-EN-6
-0010F
MCC 80-XM
-0010E
-0010D
80-XMMCC
80-XM -0010C
MCC
80-XM -0010B
MCC
MCC 80-XM -0010A
327.000
327.000 kW
A
0
LF
A
0
LF
480 V
480 V
480 V
480 V
312.000 kW
204.000 kW312.000 kW
480 V480 V
480 V 480 V
451.000 kW
480 V
480 V
204.000 kW
480 V
480 V
451.000 kW
3.08 % VD 2.90 % VD 2.90 % VD
VD% VD 2.90 % VD
2.90
3.08 % VD 3.08 % VD 2.90 % VD 2.90 % VD
3.08 % VD
MCC 82-EN-0601
3.08 % VD 3.08 %
MCC 82-EN-0601
480 V
480 V
AgM8 4-EN-0101 AgM84-EN-0101
1.82 % VD
115.000 kW
1.82 % VD
115.000 kW
AgP L80-EN-0 101 AgP L80-EN-0101
AgM-80-XM-0010F
AgM-80-XM-0010E
AgM-80-XM-0010D
AgM-80-XM-0010C
AgM-80-XM-0010B
AgM-80-XM-0010A
48.000 kW
0F
AgM-80-XM-001
0E
AgM-80-XM-001
0D
AgM-80-XM-001
0C
AgM-80-XM-001
0B
AgM-80-XM-001
0A
AgM-80-XM-001
48.000 kW
kW
182.000
kW
210.000
kW
182.000
kW
210.000
kW
182.000
kW
210.000
AgM82-EN-0601
182.000 kW
210.000 kW
182.000 kW
210.000 kW
182.000 kW
210.000 kW
AgM8 2-EN-0601
AgP L82-EN-0601
kW 601
4.500
L82-EN-0
AgP
4.500 kW
151.500 kW 151.500 kW
80-XM-0 010A
14862 .5 kW
8814.2 kVAR
Přílohy
Přílohy

Short-Circuit analýza
Níže je uvedena část výstupní zprávy generované softwarem SKM for Windows.
Grafické zobrazení výsledků (v jednopólovém schématu) je na Obr. 5-8. Popis
položek textové zprávy je v závěru kapitoly 4.5.
30 Jan 2012 10:17:49
-----------------------------------------------------------------------------ALL INFORMATION PRESENTED IS FOR REVIEW, APPROVAL
INTERPRETATION AND APPLICATION BY A REGISTERED ENGINEER ONLY
SKM DISCLAIMS ANY RESPONSIBILITY AND LIABILITY RESULTING
FROM THE USE AND INTERPRETATION OF THIS SOFTWARE.
-----------------------------------------------------------------------------SKM POWER*TOOLS FOR WINDOWS
IEC 60909 FAULT ANALYSIS REPORT
COPYRIGHT(C) SKM SYSTEMS ANALYSIS, INC. 1995-2007
-----------------------------------------------------------------------------Voltage Factor Table
Voltage Range
cmax
cmin
====================================================================================
Specific Voltage
230
1.05
0.95
Specific Voltage
440
1.05
0.95
Specific Voltage
4160
1.10
1.00
Specific Voltage
13800
1.10
1.00
0
1000
1.05
0.95
1000
35000
1.10
1.00
35000
230000
1.10
1.00
230000
765000
1.10
1.00
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 2
THREE PHASE IEC 60909 FAULT REPORT
System Frequency(Hz): 60
Tmin: 0.02 sec.
Calculate Maximum Short-Circuit Current
=================================================================================================
===
*FAULT BUS: 01-EN-0010
R/X of Z(eq):
Ip(kA):
Voltage: 0.480 kV Eq. Volt. Source: 1.05 p.u.
0.7842 Ik"(kA):
29.636
47.067 Ik(kA):
19.349
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
29.550
27.482
26.487
25.605
Ib(Sym. RMS) (kA)
29.271
27.482
26.487
25.605
i(DC) (kA)
4.054
0.002
0.000
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.010
1.000
1.000
1.000
GROUP CONTRIBUTIONS -------------------- referred to 0.480 kV
GROUP CONTRIBUTION THROUGH BRANCH : CBL-0114
R/X:
0.859 Ik"(kA):
25.520
Ip(kA):
39.503 Ik(kA):
19.349
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
25.615
25.298
25.148
25.005
Ib(Sym. RMS) (kA)
25.499
25.298
25.148
25.005
i(DC) (kA)
2.431
0.000
0.000
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.005
1.000
1.000
1.000
161
Přílohy
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 3
INDIVIDUAL CONTRIBUTIONS:
Device Name: AgM01-EN-0010
R/X:
0.420 Ik"(kA):
Ip(kA):
7.882 Ik(kA):
4.294
0.000
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
4.255
2.269
1.386
0.619
Ib(Sym. RMS) (kA)
3.934
2.269
1.386
0.619
i(DC) (kA)
1.623
0.002
0.000
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.082
1.000
1.000
1.000
*FAULT BUS: 24-FE-0010
R/X of Z(eq):
Ip(kA):
Voltage: 0.480 kV Eq. Volt. Source: 1.05 p.u.
0.8176 Ik"(kA):
23.514
36.723 Ik(kA):
19.008
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
23.649
23.483
23.446
23.409
Ib(Sym. RMS) (kA)
23.512
23.483
23.446
23.409
i(DC) (kA)
2.549
0.000
0.000
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.006
1.000
1.000
1.000
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 4
GROUP CONTRIBUTION THROUGH BRANCH : CBL-0113
R/X:
0.818 Ik"(kA):
23.514
Ip(kA):
36.723 Ik(kA):
19.008
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
23.649
23.483
23.446
23.409
Ib(Sym. RMS) (kA)
23.512
23.483
23.446
23.409
i(DC) (kA)
2.549
0.000
0.000
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.006
1.000
1.000
1.000
*FAULT BUS: 701-HVSB-8202C Voltage: 13.800 kV
R/X of Z(eq):
0.1114 Ik"(kA):
Ip(kA):
49.385 Ik(kA):
Eq. Volt. Source: 1.10 p.u.
20.285
6.423
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
28.089
16.641
14.368
12.803
Ib(Sym. RMS) (kA)
19.503
16.266
14.362
12.803
i(DC) (kA)
20.214
3.512
0.430
0.005
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.440
1.023
1.000
1.000
162
Přílohy
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 5
GROUP CONTRIBUTION THROUGH BRANCH : PI-0024
R/X:
0.111 Ik"(kA):
20.285
Ip(kA):
49.385 Ik(kA):
6.423
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
28.089
16.641
14.368
12.803
Ib(Sym. RMS) (kA)
19.503
16.266
14.362
12.803
i(DC) (kA)
20.214
3.512
0.430
0.005
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.440
1.023
1.000
1.000
*FAULT BUS: 701-LVSB-8205B Voltage: 0.480 kV
R/X of Z(eq):
0.1032 Ik"(kA):
Ip(kA):
116.264 Ik(kA):
47.273
45.870
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
67.607
48.096
46.949
46.716
Ib(Sym. RMS) (kA)
47.263
47.138
46.929
46.716
i(DC) (kA)
48.341
9.556
1.366
0.020
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.430
1.020
1.000
1.000
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 6
GROUP CONTRIBUTION THROUGH BRANCH : 701-TR-8216B
R/X:
0.103 Ik"(kA):
47.273
Ip(kA):
116.264 Ik(kA):
45.870
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
67.607
48.096
46.949
46.716
Ib(Sym. RMS) (kA)
47.263
47.138
46.929
46.716
i(DC) (kA)
48.341
9.556
1.366
0.020
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.430
1.020
1.000
1.000
*FAULT BUS: 701-LVSB-8206A Voltage: 0.480 kV
R/X of Z(eq):
0.1032 Ik"(kA):
Ip(kA):
116.264 Ik(kA):
47.273
45.870
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
67.607
48.096
46.949
46.716
Ib(Sym. RMS) (kA)
47.263
47.138
46.929
46.716
i(DC) (kA)
48.341
9.556
1.366
0.020
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.430
1.020
1.000
1.000
163
Přílohy
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 7
GROUP CONTRIBUTION THROUGH BRANCH : 701-TR-8217A
R/X:
0.103 Ik"(kA):
47.273
Ip(kA):
116.264 Ik(kA):
45.870
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
67.607
48.096
46.949
46.716
Ib(Sym. RMS) (kA)
47.263
47.138
46.929
46.716
i(DC) (kA)
48.341
9.556
1.366
0.020
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.430
1.020
1.000
1.000
*FAULT BUS: 80-EH-0010A 13.8kV Voltage: 13.800 kV
R/X of Z(eq):
0.0973 Ik"(kA):
Ip(kA):
53.534 Ik(kA):
21.556
6.471
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
30.599
17.661
14.600
12.773
Ib(Sym. RMS) (kA)
20.622
16.789
14.561
12.773
i(DC) (kA)
22.605
5.483
1.062
0.034
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.484
1.052
1.003
1.000
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 8
GROUP CONTRIBUTION THROUGH BRANCH : FD to 80-ET-0070A
R/X:
0.350 Ik"(kA):
0.300
Ip(kA):
0.579 Ik(kA):
0.000
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
0.318
0.205
0.163
0.131
Ib(Sym. RMS) (kA)
0.285
0.205
0.163
0.131
i(DC) (kA)
0.141
0.001
0.000
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.116
1.000
1.000
1.000
R/X:
0.376 Ik"(kA):
0.158
Ip(kA):
0.299 Ik(kA):
0.000
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
0.160
0.095
0.074
0.061
Ib(Sym. RMS) (kA)
0.145
0.095
0.074
0.061
i(DC) (kA)
0.069
0.000
0.000
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.107
1.000
1.000
1.000
GROUP CONTRIBUTION THROUGH BRANCH : CBL-0116, TB1
R/X:
0.093 Ik"(kA):
13.854
Ip(kA):
34.511 Ik(kA):
4.314
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
19.739
11.319
9.461
8.361
Ib(Sym. RMS) (kA)
13.252
10.798
9.442
8.361
i(DC) (kA)
14.629
3.395
0.588
0.013
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.490
1.048
1.002
1.000
164
Přílohy
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 9
Device Name: 80-XM-0010A
R/X:
0.075 Ik"(kA):
Ip(kA):
13.245 Ik(kA):
5.195
2.157
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
7.646
4.525
3.832
3.549
Ib(Sym. RMS) (kA)
4.973
4.155
3.807
3.549
i(DC) (kA)
5.807
1.792
0.437
0.021
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.537
1.089
1.007
1.000
Device Name: 29-PA-0040A
R/X:
0.104 Ik"(kA):
Ip(kA):
2.874 Ik(kA):
1.170
0.000
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
1.638
0.950
0.657
0.431
Ib(Sym. RMS) (kA)
1.122
0.921
0.656
0.431
i(DC) (kA)
1.194
0.234
0.033
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.460
1.032
1.001
1.000
Device Name: 23-KA-0010A
R/X:
0.161 Ik"(kA):
Ip(kA):
2.060 Ik(kA):
0.896
0.000
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
1.151
0.623
0.424
0.256
Ib(Sym. RMS) (kA)
0.860
0.620
0.424
0.256
i(DC) (kA)
0.765
0.061
0.003
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.339
1.005
1.000
1.000
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 10
*FAULT BUS: 80-EH-0010B 13.8kV Voltage: 13.800 kV
R/X of Z(eq):
0.0972 Ik"(kA):
Ip(kA):
53.468 Ik(kA):
21.559
6.471
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
30.540
17.594
14.604
12.788
Ib(Sym. RMS) (kA)
20.625
16.794
14.570
12.788
i(DC) (kA)
22.523
5.245
0.989
0.032
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.481
1.048
1.002
1.000
R/X:
0.160 Ik"(kA):
1.321
Ip(kA):
3.038 Ik(kA):
0.000
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
1.684
0.878
0.664
0.487
Ib(Sym. RMS) (kA)
1.248
0.873
0.664
0.487
i(DC) (kA)
1.130
0.091
0.004
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.349
1.005
1.000
1.000
GROUP CONTRIBUTION THROUGH BRANCH : CBL-0117, TB1, TB2
R/X:
0.096 Ik"(kA):
14.153
Ip(kA):
35.139 Ik(kA):
4.314
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
20.081
11.627
9.696
8.509
Ib(Sym. RMS) (kA)
13.548
11.149
9.681
8.509
i(DC) (kA)
14.822
3.301
0.544
0.011
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.482
1.043
1.002
1.000
165
Přílohy
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 11
Device Name: 80-XM-0010B
R/X:
0.075 Ik"(kA):
Ip(kA):
13.245 Ik(kA):
5.195
2.157
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
7.646
4.525
3.832
3.549
Ib(Sym. RMS) (kA)
4.973
4.155
3.807
3.549
i(DC) (kA)
5.807
1.792
0.437
0.021
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.537
1.089
1.007
1.000
Device Name: 23-KA-0010B
R/X:
0.161 Ik"(kA):
Ip(kA):
2.059 Ik(kA):
0.896
0.000
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
1.150
0.622
0.424
0.256
Ib(Sym. RMS) (kA)
0.860
0.619
0.424
0.256
i(DC) (kA)
0.764
0.061
0.003
0.000
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.338
1.005
1.000
1.000
*FAULT BUS: 80-EH-0010C 13.8kV Voltage: 13.800 kV
R/X of Z(eq):
0.0974 Ik"(kA):
Ip(kA):
53.438 Ik(kA):
21.555
6.471
TIME (Cycles)
0.5
3.0
6.0
12.5
========================================================================================
Ib(Asym. RMS) (kA)
30.518
17.557
14.611
12.805
Ib(Sym. RMS) (kA)
20.622
16.800
14.583
12.805
i(DC) (kA)
22.496
5.100
0.916
0.028
Ib(Asym)/Ib(Sym)
1.480
1.045
1.002
1.000
______________________________Stránky 12-78 jsou vynechány______________________________________________
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 79
UNBALANCED IEC 60909 FAULT REPORT
System Frequency(Hz): 60
Tmin: 0.02 sec.
Calculate Maximum Short-Circuit Current
Use 3-Phase Short Circuit Factors to Calculate Ip & Idc
=================================================================================================
*FAULT BUS: 01-EN-0010 Voltage: 0.480 kV Eq. Volt. Source: 1.05 p.u.
R/X of Z(eq): 0.7842
Z1(mę):
Z2(mę):
Z0(ę):
6.059 + j 7.726
6.060 + j 7.743
INFINITY
or
or
9.818/51.9ř
9.832/51.9ř
TYPE
Ik"(kA) iDC(kA)
ip(kA) Ik"E(kA)
R/X
=============================================================================================
LLL-E
29.636
0.606
47.067
0.000
0.7842
L-E
0.000
0.000
0.000
0.000
0.0000
L-L
25.648
0.268
40.378
0.000
0.7835
LL-E
25.648
0.268
40.378
0.000
0.7835
*FAULT BUS: 24-FE-0010 Voltage: 0.480 kV
R/X of Z(eq): 0.8176
Z1(mę):
Z2(mę):
Z0(ę):
7.833 + j 9.580
7.835 + j 9.611
INFINITY
or
or
12.375/50.7ř
12.400/50.8ř
TYPE
Ik"(kA) iDC(kA)
ip(kA) Ik"E(kA)
R/X
=============================================================================================
LLL-E
23.514
0.199
36.723
0.000
0.8176
L-E
0.000
0.000
0.000
0.000
0.0000
L-L
20.343
0.172
31.771
0.000
0.8164
LL-E
20.343
0.172
31.771
0.000
0.8164
166
Přílohy
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 80
*FAULT BUS: 701-HVSB-8202C
R/X of Z(eq): 0.1114
Z1(ę):
Z2(ę):
Z0(ę):
Voltage: 13.800 kV
0.048 + j 0.429
0.049 + j 0.458
315.694 + j 0.371
or
or
or
0.432/83.6ř
0.461/83.9ř
315.694/0.1ř
TYPE
Ik"(kA) iDC(kA)
ip(kA) Ik"E(kA)
R/X
=============================================================================================
LLL-E
20.285
14.284
49.385
0.000
0.1114
L-E
0.083
0.059
0.203
0.083 250.9251
L-L
17.007
11.976
41.406
0.000
0.1094
LL-E
17.028
11.991
41.458
0.043
0.1102
*FAULT BUS: 701-LVSB-8205B
R/X of Z(eq): 0.1032
Z1(mę):
Z2(mę):
Z0(mę):
Voltage: 0.480 kV
0.632 + j 6.123
0.634 + j 6.157
0.574 + j 5.603
or
or
or
6.155/84.1ř
6.190/84.1ř
5.633/84.2ř
TYPE
Ik"(kA) iDC(kA)
ip(kA) Ik"E(kA)
R/X
=============================================================================================
LLL-E
47.273
35.046 116.264
0.000
0.1032
L-E
48.557
35.997 119.422
48.557
0.1029
L-L
40.826
30.266 100.407
0.000
0.1031
LL-E
47.965
35.559 117.965
50.201
0.1030
30 Jan 2012
10:17:49
PAGE 81
*FAULT BUS: 701-LVSB-8206A
R/X of Z(eq): 0.1032
Z1(mę):
Z2(mę):
Z0(mę):
Voltage: 0.480 kV
0.632 + j 6.123
0.634 + j 6.157
0.574 + j 5.603
or
or
or
6.155/84.1ř
6.190/84.1ř
5.633/84.2ř
TYPE
Ik"(kA) iDC(kA)
ip(kA) Ik"E(kA)
R/X
=============================================================================================
LLL-E
47.273
35.046 116.264
0.000
0.1032
L-E
48.557
35.997 119.422
48.557
0.1029
L-L
40.826
30.266 100.407
0.000
0.1031
LL-E
47.965
35.559 117.965
50.201
0.1030
*FAULT BUS: 80-EH-0010A 13.8kV
R/X of Z(eq): 0.0973
Z1(ę):
Z2(ę):
Z0(ę):
Voltage: 13.800 kV
0.039 + j 0.405
0.041 + j 0.433
315.685 + j 0.347
or
or
or
0.407/84.4ř
0.435/84.6ř
315.686/0.1ř
TYPE
Ik"(kA) iDC(kA)
ip(kA) Ik"E(kA)
R/X
=============================================================================================
LLL-E
21.556
16.944
53.534
0.000
0.0973
L-E
0.083
0.064
0.206
0.083 266.6253
L-L
18.036
13.871
44.685
0.000
0.0957
LL-E
18.058
13.888
44.738
0.043
0.0964
________________________Stránky 82-107 jsou vynechány__________________________________________________
167
CBL-0036
Ik" 0.9 kA
Ib 0.8 kA
Ip 2.1 kA
Ik" 19.4 kA
Ib 17.9 kA
Ip 44.8 kA
23-KA-0010A
Ik" 0.9 kA
Ib 0.8 kA
Ip 2.1 kA
Ik" 16.3 kA
Ib 14.9 kA
Ip 39.8 kA
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.2 kA
CBL-0037
Ik" 1.2 kA
Ib 1.1 kA
Ip 2.9 kA
Ik" 19.6 kA
Ib 18.0 kA
Ip 45.2 kA
29-PA-0040A
Ik" 1.2 kA
Ib 1.1 kA
Ip 2.9 kA
FD to 80-ET-0070A
Ik" 0.3 kA
Ib 0.3 kA
Ip 0.6 kA
Ik" 20.6 kA
Ib 19.0 kA
Ip 48.6 kA
CBL-0083
81-ER-0010A
CBL-0035
Ik" 21.3 kA
Ib 19.5 kA
Ip 52.3 kA
TB1
S
CBL-0084
81-ER-0010B
CBL-0117
Ik" 20.5 kA
Ib 18.6 kA
Ip 49.6 kA
TB2
TLWP2
Ik" 1.1 kA
Ib 1.0 kA
Ip 2.6 kA
Ik" 6.8 kA
Ib 6.3 kA
4.16TB
Ip 16.5 kA
O pen
CBL-0039
Ik" 21.3 kA
Ib 19.5 kA
Ip 52.3 kA
Ik" 16.3 kA
Ib 14.9 kA
Ip 39.8 kA
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.2 kA
CBL-0038
Ik" 0.9 kA
Ib 0.8 kA
Ip 2.1 kA
Ik" 19.3 kA
Ib 17.8 kA
Ip 44.2 kA
80-ET-0020A
Ik" 1.3 kA
Ib 1.2 kA
23-KA-0010B
Ip 3.0 kA
Ik" 0.9 kA
Ik" 18.6 kA Ib 0.8 kA
Ib 18.5 kA Ip 2.1 kA
Ip 48.8 kA
FD to 80-ET-0020A
Ik" 1.3 kA
Ib 1.2 kA
Ip 3.0 kA
Ik" 20.2 kA
Ib 18.5 kA
Ip 50.1 kA
80-EH-0010B 13.8kV
Ik" 21.6 kA
Ib 19.7 kA
Ip 53.5 kA
80-XM-0010B
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.3 kA
80-ET-0050A
Ik" 0.1 kA
Ib 0.1 kA
Ip 0.2 kA
S
Ik" 34.8 kA
Ib 34.8 kA
Ip 91.3 kA
CBL-0040
Ik" 21.3 kA
Ib 19.5 kA
Ip 52.3 kA
81-ER-0010C
CBL-0041
Ik" 1.2 kA
Ib 1.1 kA
Ip 2.9 kA
Ik" 19.6 kA
Ib 18.0 kA
Ip 45.1 kA
Ik" 16.3 kA
Ib 14.9 kA
Ip 39.9 kA Ik" 21.6 kA
Ik" 5.2 kA Ib 19.7 kA
Ib 4.8 kA
Ip 53.4 kA
Ip 13.3 kA 80-EH-0010C 13.8kV
29-PA-0040C
Ik" 1.2 kA
Ib 1.1 kA
Ip 2.9 kA
FD to 80-ET-0050A
Ik" 0.1 kA
Ib 0.1 kA
Ip 0.2 kA
Ik" 21.1 kA
Ib 19.4 kA
Ip 51.6 kA
CBL-0085
80-XM-0010C
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.3 kA
O pen
Is-Limiter
TLWP3
Ik" 1.1 kA
Ib 1.0 kA
Ip 2.7 kA
Ik" 6.8 kA
Ib 6.3 kA
Ip 16.6 kA
CBL-0118
Ip 0.1 kA
Ik" 20.5 kA
Ib 18.6 kA
Ip 49.6 kA
CBL-0136
Ik" 21.6 kA
Ib 19.7 kA
Ip 53.4 kA
S
CBL-0043
Ik" 23.0 kA
Ib 21.1 kA
Ip 55.6 kA
80-ET-0030A
81-ER-0010D
CBL-0042
Ik" 1.2 kA
Ib 1.1 kA
Ip 2.9 kA
Ik" 21.2 kA
Ib 19.5 kA
Ip 47.8 kA
29-PA-0040B
80-ET-0070C
Ik" 0.3 kA Ik" 1.2 kA
Ib 1.1 kA
Ib 0.3 kA
Ip 2.9 kA
Ip 0.6 kA
Ik" 38.5 kA
Ib 38.5 kA
Ip 98.5 kA
FD to 80-ET-0070C
Ik" 0.3 kA
Ib 0.3 kA
Ip 0.6 kA
Ik" 22.3 kA
Ib 20.5 kA
Ip 51.5 kA
Ik" 23.3 kA
Ib 21.3 kA
Ip 57.1 kA
80-EH-0010D 13.8kV
Ik" 18.1 kA
Ib 16.5 kA
Ip 43.4 kA
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.3 kA
S
Ik" 0.9 kA
Ib 0.8 kA
Ip 1.9 kA
Ik" 19.1 kA
Ib 19.0 kA
Ip 50.0 kA
Ik" 0.9 kA
Ib 0.8 kA
Ip 1.9 kA
Ik" 22.3 kA
Ib 20.4 kA
Ip 54.7 kA
80-ET-0040B
Ik" 0.2 kA
Ib 0.1 kA
Ip 0.3 kA
Ik" 34.9 kA
Ib 34.9 kA
Ip 91.7 kA
Ik" 0.2 kA
Ib 0.1 kA
Ip 0.3 kA
Ik" 22.8 kA
Ib 20.9 kA
Ip 55.2 kA
S
FD to 80-ET-0030A
FD to 80-ET-0040B
CBL-0086
80-XM-0010D
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.3 kA
S
84-ET-0010
Ik" 0.1 kA
Ib 0.1 kA
Ip 0.3 kA
Ik" 22.8 kA
Ib 22.8 kA
Ip 58.6 kA
Ik" 18.1 kA
Ib 16.5 kA
Ip 43.3 kA
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.2 kA
81-ER-0010E
S
Ik" 1.3 kA
Ib 1.1 kA
Ip 3.1 kA
Ik" 19.0 kA
Ib 18.9 kA
Ip 49.7 kA
80-ET-0020B
FD to 80-ET-0020B
CBL-0044
Ik" 1.3 kA
Ik" 23.0 kA
Ib 1.1 kA
Ib 21.1 kA
Ip 3.1 kA
Ip 55.4 kA
Ik" 22.0 kA
Ib 20.1 kA
Ip 53.5 kA
CBL-0087
FD to 84-ET-0010
Ik" 0.1 kA
Ib 0.1 kA
Ip 0.3 kA
Ik" 22.9 kA
Ib 21.0 kA
Ip 55.4 kA
TB3
80-XM-0010E
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.3 kA
168
Subst-AgP L-TLWP1
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.4 kA
PI-0029
O pen
701-TR-8216A
Ik" 47.3 kA
Ib 47.3 kA
Ip 117.8 kA
PI-0024
CBL-0004
Ik" 47.1 kA
Ib 47.1 kA
Ip 116.2 kA
Ik" 47.3 kA
Ib 47.3 kA
Ip 117.8 kA
P61 701-LVSB-8205A 480V
S
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.4 kA
703-ZZZ-6800A
Ik" 40.1 kA
Ib 40.0 kA
Ip 101.9 kA
S
701-TR-8216B
Ik" 47.3 kA
Ib 47.3 kA
Ip 116.3 kA
O pen
MTRI-0039
Ik" 47.3 kA
Ib 47.3 kA
Ip 116.3 kA
Ik" 40.1 kA
Ib 40.0 kA
Ip 101.9 kA
S
S
MTRI-0040
Ik" 47.3 kA
Ib 47.3 kA
Ip 116.3 kA
PI-0030
O pen
Ik" 47.3 kA
Ib 47.3 kA
Ip 116.3 kA
701-TR-8217A
701-HVSB-8202C
PI-0028
O pen
Ik" 40.1 kA
Ib 40.0 kA
Ip 101.9 kA
701-TR-8217B
Ik" 47.3 kA
Ib 47.3 kA
Ip 117.1 kA
Ik" 47.3 kA
Ib 47.3 kA
Ip 117.1 kA
P61 701-LVSB-8206B 480V
S
703-ZZZ-6800C
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.4 kA
PL-TLWP3
O pen
Subst-AgP l-TLWP4
P61 701-HVSB-8201D 13.8 kV
PI-0023
PI-0026
Ik" 47.1 kA
Ib 47.1 kA
Ip 116.2 kA
P61 711-LVSB-8210 480V
Agg-Load-TLWP
711-ZAN-4200
P61 701-HVSB-8202B 13.8kV
703-ZZZ-6800B
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.3 kA
MTRI-0037
P61 701-LVSB-8204B
Ik" 40.1 kA
Ib 40.0 kA
Ip 101.9 kA
P-61 - According to the I-MC-P 63.000-E.07-003_C the total load of TLWP 1,2 and 3 is 32,94 MW,cos phi = 0,8.
Aggregated loads of each feeder value according to Electrical load analysis main generator declared value is used.
Ik" 40.1 kA
Ib 40.0 kA
Ip 101.9 kA Subst-AgP l-TLWP3
P61 701-LVSB-8204A
Ik" 40.1 kA
Ib 40.0 kA
Ip 101.9 kA
S
701-TR-8215B701-TR-8214B
P61 701-HVSB-8201C 13.8 kV
Aggr.motor 701-LVSB-8203B MTRI-0036
PI-0027
701-LVSB-8205B 701-LVSB-8206A
S
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.4 kA
S
PI-0022
P61 701-LVSB-8203B 480V
Ik" 40.1 kA
Ib 40.0 kA
Ip 101.9 kA
701-TR-8214A
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.5 kA
P61 701-LVSB-8203A 480V
Ik" 40.1 kA
Ib 40.0 kA
Ip 101.9 kA
PL-TLWP2
701-TR-8215A
P61 701-HVSB-8201B 13.8 kV
Subst-AggPl-TLWP2
P61 701-HVSB-8202A 13.8 kV
PL-TLWP1
PI-0021
CBL-0015
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.3 kA
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.3 kA
MCC 80-XM -0010F
MCC 80-XM -0010E
MCC 80-XM -0010D
MCC 80-XM -0010C
MCC 80-XM -0010B
MCC 80-XM -0010A
Ik" 23.0 kA
Ik" 23.2 kA
Ik" 23.0 kA
Ik" 23.2 kA
Ik" 23.0 kA
Ik" 23.2 kA
MCC 82-EN-0601
Ib 22.6 kA
Ib 22.8 kA
Ib 22.6 kA
Ib 22.8 kA
Ib 22.6 kA
Ib 22.8 kA
Ik" 50.0 kA
Ip 34.8 kA
Ip 35.2 kA
Ip 34.8 kA
Ip 35.2 kA
Ip 34.8 kA
Ip 35.2 kA
Ib 48.4 kA
Ip 104.4 kA
AgM-80-XM-0010F
AgM-80-XM-0010E
AgM-80-XM-0010D
AgM-80-XM-0010C
AgM-80-XM-0010B
AgM-80-XM-0010A
Ik" 1.4 kA
Ik" 1.7 kA
Ik" 1.4 kA
Ik" 1.7 kA
Ik" 1.4 kA
Ik" 1.7 kA
AgM82-EN-0601
Ib 1.0 kA
Ib 1.2 kA
Ib 1.0 kA
Ib 1.2 kA
Ib 1.0 kA
Ip 0.1 kA AgP L82-EN-0601 Ib 1.2 kA
Ip 2.6 kA
Ip 3.0 kA
Ip 2.6 kA
Ip 3.0 kA
Ip 2.6 kA
Ip 3.0 kA
Obr. 5-8 Jednopólové schéma modelované sítě a zobrazení výsledků Short-Circuit studie
Ik" 20.3 kA
Ib 18.7 kA
Ip 49.4 kA
CBL-0014
Ib 2.7 kA
Ip 6.1 kA
AgP L80-EN-0101
P61 701-HVSB-8201A 13.8 kV
AgM84-EN-0101
Ik" 0.9 kA
Ib 0.6 kA
Ip 1.7 kA
CBL-0124
Ik" 1.4 kA
Ib 1.0 kA
Ip 2.5 kA
Ik" 21.7 kA
Ib 21.7 kA
Ip 32.4 kA
CBL-0001
AgP L82-EN-6810A
82-EN-6810A
Ik" 47.5 kA
Ib 46.2 kA
Ip 114.8 kA
29-PA-0010D
Ik" 0.9 kA
Ib 0.8 kA
Ip 2.1 kA
CBL-0070
Ik" 0.9 kA
Ib 0.8 kA
Ip 2.1 kA
Ik" 22.5 kA
Ib 21.9 kA
Ip 45.1 kA
FD to 80-ET-0060
Ik" 0.4 kA
Ib 0.3 kA
Ip 0.7 kA
FD to 80-ET-0080A
Ik" 22.6 kA
Ik" 22.9 kA
Ib 20.7 kA
Ib 21.0 kA
Ip 54.7 kA
Ip 55.2 kA
80-ET-0060
Ik" 0.4 kA
S
Ib 0.3 kA
Ip 0.7 kA
Ik" 42.1 kA
Ib 42.1 kA
80-ET-0080A
Ip 108.2 kA
Ik" 42.5 kA
Ib 42.4 kA
S
Ip 109.1 kA
80-EH-0010E 13.8kV
Ik" 23.3 kA
Ib 21.3 kA
Ip 57.0 kA
Ik" 23.8 kA
Ib 23.0 kA
Ik" 22.4 kA
Ik" 24.0 kA
Ip 60.7 kA
Ib 21.9 kA
Ib 23.3 kA
4.16TB0
O pen
Ip 57.1 kA
Ip 61.7 kA
81-EH-0030B 4.16 kV
81-EH-0020B 4.16 kV 81-EH-0030A 4.16 kV
81-EH-0020A 4.16 kV
CBL-0075
CBL-0072
CBL-0074
CBL-0071
CBL-0056
CBL-0055
CBL-0052
CBL-0076
CBL-0051
CBL-0050
CBL-0053
TLWP1
Ik" 0.2 kA
Ik" 1.5 kA
Ik" 1.1 kA
Ik" 1.5 kA
CBL-0063
CBL-0064
CBL-0065
CBL-0069
CBL-0067
CBL-0062
CBL-0061
CBL-0060
CBL-0059
CBL-0058
CBL-0057
Ik" 23.6 kA
Ik" 0.9 kA
Ik" 0.2 kA
Ik" 16.0 kA
Ik" 1.5 kA
Ik" 1.6 kA
Ik" 20.1 kA
Ik" 1.1 kA
Ib 0.2 kA
Ib 1.4 kA
Ib 0.8 kA
Ib 1.3 kA
Ib 22.8 kA
Ib 0.8 kA
Ib 0.2 kA
Ib 15.9 kA
Ib 1.3 kA
Ib 1.4 kA
Ib 19.7 kA
Ib 1.0 kA
Ik" 0.9 kA
Ik" 0.2 kA
Ik" 1.5 kA
Ik" 22.2 kA
Ik" 0.8 kA
Ik" 0.9 kA
Ik" 0.2 kA
Ik" 0.8 kA
Ik" 20.3 kA
Ik" 1.5 kA
Ik" 1.6 kA
Ip 0.4 kA
Ip 3.6 kA
Ip 2.0 kA
Ip 3.6 kA
Ip 58.5 kA
Ip 2.1 kA
Ip 0.4 kA
Ip 25.8 kA
Ip 3.6 kA
Ip 4.0 kA
Ip 38.1 kA
Ip 2.7 kA
Ib 0.8 kA
Ib 0.2 kA
Ib 1.3 kA
Ib 21.8 kA
Ib 0.7 kA
Ib 0.8 kA
Ib 0.2 kA
Ib 0.7 kA
Ib 19.9 kA
Ib 1.3 kA
Ib 1.4 kA
Ik" 17.5 kA
Ik" 20.4 kA
kA
20.8
Ik"
kA
21.9
Ik"
Ik" 20.9 kA
Ik" 16.5 kA
Ik" 18.9 kA
Ik" 19.6 kA
Ik" 6.8 kA
Ip 2.1 kA
Ip 0.4 kA
Ip 2.8 kA
Ip 55.0 kA
Ip 1.9 kA
Ip 2.1 kA
Ip 0.4 kA
Ip 1.9 kA
Ip 38.7 kA
Ip 3.6 kA
Ip 4.0 kA
Ib 17.2 kA
Ib 19.9 kA
Ib 20.4 kA
Ib 21.3 kA
Ib 20.4 kA
Ib 16.4 kA
Ib 18.6 kA
Ib 19.3 kA
Ib 6.3 kA
Ik" 19.5 kA
Ik" 15.7 kA
Ik" 17.9 kA
Ik" 16.2 kA
Ik" 20.9 kA
Ik" 16.9 kA
Ik" 17.1 kA
Ik" 19.1 kA
Ik" 19.8 kA
55-PA-7605A
CBL-0049
Ip 27.5 kA
Ip 39.4 kA
Ip 38.7 kA
Ip 45.4 kA
Ip 43.6 kA
Ip 26.5 kA
Ip 37.6 kA
Ip 40.9 kA
Ip 16.6 kA
Ib 19.3 kA
Ib 15.6 kA
Ib 17.7 kA
Ib 16.1 kA
Ib 20.5 kA
Ib 16.7 kA
Ib 16.9 kA
Ib 18.8 kA
Ib 19.5 kA
81-ET-1000B
55-PA-7605B
Ik" 12.9 kA
Ik" 1.1 kA S
kA
40.2
Ip
kA
25.1
Ip
kA
36.1
Ip
kA
30.5
Ip
kA
43.5
Ip
kA
27.1
Ip
kA
32.0
Ip
kA
38.2
Ip
kA
41.6
Ip
Ib 12.9 kA
Ib 0.8 kA
Ik" 34.1 kA
81-ET-1000A
S
Ip 32.5 kA
Ip 2.0 kA
Ib 34.0 kA
29-PA-0030D
50-PA-8802
21-PA-9002
29-PA-0030C
50-PA-8804
29-PA-0030B
21-PA-9003
21-PA-8602
Ik" 34.9 kA
29-PA-0030A
21-PA-9001
S
Ik" 19.2 kA
Ip 85.5 kA
Ib 34.7 kA
Ik" 0.2 kA
Ik" 0.2 kA
Ik" 0.8 kA
Ik" 0.2 kA
Ik" 1.5 kA
Ik" 1.6 kA
Ik" 1.5 kA
Ik" 1.6 kA
Ik" 1.5 kA
S
Ik" 0.2 kA
Ib 18.9 kA
kA
87.6
Ip
Ib 0.2 kA
Ib 0.2 kA
Ib 0.7 kA
Ib 0.2 kA
Ib 1.3 kA
Ib 1.4 kA
Ib 1.3 kA
23-KB-0030B Ib 1.4 kA
Ib 1.3 kA
29-PA-0010C
50-PA-8801
29-PA-0010B
Ib 0.2 kA
Ip 36.7 kA
Ip 0.4 kA
Ip 0.4 kA
Ip 2.0 kA
Ip 0.4 kA
Ip 3.7 kA
Ip 4.1 kA
Ip 3.7 kA
Ip 3.7 kA
Ip 3.7 kA
Ip 0.4 kA
Ik" 1.1 kA
Ik" 0.9 kA
Ik" 1.6 kA
CBL-0098
Ik" 0.9 kA
29-PA-0010A
01-PF-0010-ER
Ib 0.8 kA
Ib 0.8 kA
Ib 1.4 kA
Ib 0.8 kA
Ik" 33.6 kA
50-PA-8803
VSD-55-PA-7605B
CBL-0097
Ik" 0.9 kA
21-PA-8601
23-KB-0030A
Ip 2.1 kA
Ip 2.1 kA
Ip 2.9 kA
Ip 2.1 kA
Ib 33.5 kA
Ib 0.8 kA
Ik" 0.8 kA
Ik" 1.6 kA
Ik" 1.1 kA
Ip 82.5 kA
Ip 2.1 kA
Ib 1.4 kA
Ib 0.8 kA
PI-0011 Ib 0.7 kA
S 80-ET-0040A
O pen
Ip 2.0 kA
Ip 4.1 kA
Ip 2.1 kA
82-EN-1000B
82-EN-1000A
Ik" 0.2 kA
Ib 0.1 kA
Ik" 33.6 kA
Ik" 34.3 kA
Ik" 34.3 kA
Ip 0.3 kA
Ib 33.5 kA
Ib 34.1 kA
Ib 34.1 kA
VSD-55-PA-7605A
Ik" 34.8 kA
Ip 82.5 kA
Ip 84.4 kA
Ip 84.4 kA
Ib 34.7 kA
S 80-ET-0070A
Ip 91.3 kA
LV Distr 456
LV Distr 123
Ik" 0.3 kA
Ib 0.3 kA
Ip 0.6 kA
Ik" 38.3 kA
Ik" 53.9 kA
Ik" 42.5 kA
Ik" 41.7 kA
Ik" 37.2 kA
Ik" 39.4 kA
480TB
Ik" 39.1 kA
O pen
Ib 38.3 kA
Ib 42.4 kA
Ib 36.5 kA
Ib 38.5 kA
Ib 38.2 kA
480TB1 Ib 52.4 kA
480TB0 Ib 40.6 kA
O pen
O pen
Ip 98.1 kA
Ip 129.4 kA
Ip 109.1 kA
Ip 104.1 kA
Ip 100.0 kA
82-EN-0080B
82-EN-0080A 480V
82-EN-0050B 480V
82-EN-0050A 480V Ip 95.7 kA
82-EN-0040B 480V
82-EN-0040A 480V Ip 99.3 kA
CBL-0114
CBL-0113
CBL-0093
CBL-0091
CBL-0092
Ik" 4.0 kA
Ik" 23.5 kA
Ik" 0.9 kA
Ik" 1.3 kA
Ik" 0.8 kA
CBL-0090
Ib 3.3 kA
Ib 23.5 kA
Ib 0.6 kA
Ib 1.0 kA
Ib 0.6 kA
AgM82-EN-0040B
Ik" 1.2 kA
Ip 6.9 kA
Ip 36.7 kA
Ip 1.7 kA
Ip 2.4 kA
Ip 1.5 kA
Ib 0.8 kA
Ik" 3.9 kA
Ik" 25.5 kA
kA
38.1
Ik"
kA
34.8
Ik"
kA
36.8
Ik"
Ip 2.1 kA
Ib 3.2 kA
Ik" 23.5 kA
AgM82-EN-0050B
AgP L-82-EN-0040B
Ib 25.5 kA
Ib 37.6 kA
Ib 34.5 kA
Ib 36.3 kA
Ik" 36.7 kA
Ip 7.2 kA
Ib 23.5 kA
24-FE-0010
Ik" 6.2 kA
AgM82-EN0050A
Ip 39.5 kA
Ip 81.5 kA
Ip 82.5 kA
Ip 82.4 kA
Ib 36.3 kA
Ip 36.7 kA AgP L82-EN-0080A
Ib 5.4 kA
AgM82-EN-0080B
AgP L82-EN-0050B
Ik" 1.2 kA
MCC 82-EN-0402
AggM-82-EN-0040A
kA
84.8
Ip
kA
11.4
Ip
01-EN-0010
Ik" 8.5 kA
MCC 82-EN-0501 Ib 0.9 kA
Ik" 37.6 kA
AgP L82-EN-0040A
MCC 82-EN-0401
Ik" 3.5 kA
Ib 7.6 kA
Ib 36.9 kA
Ib 2.8 kA
Ik" 29.6 kA
MCC 82-EN-0502
Ik" 36.0 kA Ip 2.3 kA
Ik" 37.8 kA
Ip 15.6 kA
Ip 83.9 kA
Ip 6.4 kA
Ib 28.9 kA
Ib 35.5 kA
Ib 37.1 kA
24-FE-0010-EC
Ik" 39.0 kA
AgM82-EN-0502
47.1 kA
Ip
kA
84.9
Ip
Ip 86.9 kA
kA
38.2
Ib
AgM01-EN-0010
Ik" 0.9 kA
AgM82-EN-0501
AgM82-EN-0402
Ip 83.1 kA AgP L-82-EN0502
Ib 0.6 kA
Ik" 4.3 kA
AgP L82-EN0402 Ik" 1.3 kA
Ik" 0.8 kA
Ip 1.7 kA
Ib 3.6 kA
Ib 1.0 kA
Ib 0.6 kA
AgP L82-EN-0501
AggM-82-EN-0401
Ip 7.9 kA
Ip 2.4 kA
Ik" 26.9 kA Ip 1.5 kA
Ik" 1.2 kA
Ib 0.8 kA
82-EN-0060 ESS 480V
84-EN-0010 EM 480V Ib 26.0 kA
Ip 66.0 kA
Ip 2.1 kA
Ik" 53.3 kA
CBL-0096
Ib 50.4 kA
Ik" 0.9 kA
AgP L-82-EN-0401
Ip 128.3 kA
Ib 0.6 kA
CBL-0123
CBL-0122
CBL-0121
CBL-0095
CBL-0120
CBL-0094
Ip 1.7 kA
Ik" 1.6 kA
Ik" 1.4 kA
Ik" 1.6 kA
Ik" 1.4 kA
Ik" 1.6 kA
Ip 0.1 kA
Ik" 25.3 kA
Ib 1.2 kA
Ib 1.0 kA
Ib 1.2 kA
Ib 1.0 kA
Ib 1.2 kA
Ik" 49.9 kA
AgM82-EN-0060
Ib 24.9 kA
Ip 2.8 kA
Ip 2.5 kA
Ip 2.8 kA
Ip 2.5 kA
Ip 2.8 kA
Ib 48.4 kA
AgL82-EN-0060
Ik" 2.8 kA
MCC 84-EN-0101
kA
58.2
Ip
Ik" 21.7 kA
Ik" 21.7 kA
Ik" 21.7 kA
Ik" 21.7 kA
Ik" 21.7 kA
Ip 104.3 kA
Ib 2.2 kA
Ik" 26.2 kA
Ib 21.7 kA
Ib 21.7 kA
Ib 21.7 kA
Ib 21.7 kA
Ib 21.7 kA
Ip 5.1 kA
Ib 25.5 kA
AgM84-EN-0010
AgP L82-EN-0010
Ip 32.4 kA
Ip 32.4 kA
Ip 32.4 kA
Ip 32.4 kA
Ip 32.4 kA
Ip 59.9 kA
Ik" 3.3 kA
FD to 80-ET-0040A
Ik" 0.2 kA
Ib 0.1 kA
Ip 0.3 kA
Ik" 21.0 kA
Ib 19.3 kA
Ip 51.3 kA
CBL-0116
Ip 0.1 kA
Ik" 20.5 kA
Ib 18.6 kA
Ip 49.6 kA
80-EH-0010A 13.8kV
Ik" 21.6 kA
Ib 19.7 kA
Ip 53.5 kA
80-XM-0010A
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.3 kA
84-EN-6801
O pen
AgM82-EN-6810A
Ik" 7.3 kA
Ib 6.4 kA
Ip 13.3 kA
24x3x1cx240mm2
Ik" 2.3 kA
Ib 1.8 kA
Ip 4.2 kA
Ik" 42.3 kA
Ib 41.8 kA
Ip 97.3 kA
CBL-0130
Ik" 43.2 kA
Ib 42.4 kA
Ip 96.6 kA
82-DD-6801-EG
CBL-0002
82-EN-6810C
Ik" 47.4 kA
Ib 46.5 kA
Ip 114.8 kA
S
CBL-0131
Ik" 43.1 kA
Ib 42.6 kA
Ip 96.6 kA
AgP L84-EN-6801 AgM84-EN-6801
Ik" 2.3 kA
Ib 1.8 kA
Ip 4.3 kA
S
Ik" 44.5 kA
Ib 43.5 kA
Ip 101.4 kA
S
80-ET-0070B
FD to 80-ET-0070B
Ik" 22.6 kA
Ib 20.7 kA
Ip 52.0 kA
82-EN-6810B
Ik" 47.4 kA
Ib 46.5 kA
Ip 114.7 kA
80-ET-0080B
Ik" 0.4 kA
Ib 0.3 kA
Ip 0.7 kA
Ik" 42.0 kA
Ib 42.0 kA
Ip 108.1 kA
FD to 80-ET-0080B
Ik" 0.4 kA
Ib 0.3 kA
Ip 0.7 kA
Ik" 22.6 kA
Ib 20.7 kA
Ip 54.6 kA
AgP L-82-EN6810B
82-DD-6802-EG
29-PA-0040D
Ik" 1.2 kA
Ib 1.1 kA
Ip 2.9 kA
CBL-0046
Ik" 1.2 kA
Ib 1.1 kA
Ip 2.9 kA
Ik" 21.2 kA
Ib 19.5 kA
Ip 47.8 kA
AgM82-EN-6810B
Ik" 9.3 kA
Ib 8.4 kA
Ip 17.0 kA
80-ET-0050B
Ik" 0.2 kA
Ib 0.2 kA
Ip 0.4 kA
Ik" 34.9 kA
Ib 34.9 kA
Ip 91.7 kA
FD to 80-ET-0050B
Ik" 0.2 kA
Ib 0.2 kA
Ip 0.4 kA
Ik" 22.7 kA
Ib 20.8 kA
Ip 54.9 kA
80-EH-0010F 13.8kV
Bus-tie CB
Ik" 23.3 kA
Ib 21.3 kA
Ip 57.1 kA
CBL-0045
Ik" 23.0 kA
Ib 21.0 kA
Ip 55.4 kA
81-ER-0010F
84-DD-6801-EG
Bus-tie AC
Ik" 26.2 kA
Ib 25.1 kA
Ip 66.3 kA
CBL-0054
Ik" 0.6 kA
Ib 0.5 kA
Ip 1.3 kA
Ik" 20.3 kA
Ib 19.9 kA
Ip 36.5 kA
80-ET-0030B
Ik" 1.7 kA
Ib 1.6 kA
Ip 4.1 kA
Ik" 18.9 kA
Ib 18.8 kA
Ip 49.5 kA
20-PA-0040
Ik" 0.6 kA
Ib 0.5 kA
Ip 1.3 kA
S
Ik" 18.1 kA
Ib 16.5 kA
Ip 43.3 kA
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.2 kA
FD to 80-ET-0030B
Ik" 1.7 kA
Ib 1.6 kA
Ip 4.1 kA
Ik" 21.5 kA
Ib 19.7 kA
Ip 52.5 kA
CBL-0088
CBL-0073
Ik" 1.6 kA
Ib 1.4 kA
Ip 4.0 kA
Ik" 21.5 kA
Ib 21.0 kA
Ip 43.7 kA
21-PA-8603
Ik" 1.6 kA
Ib 1.4 kA
Ip 4.1 kA
TLWP4
CBL-0119
Ik" 23.1 kA
Ib 21.1 kA
Ip 55.6 kA
TB4
80-XM-0010F
Ik" 5.2 kA
Ib 4.8 kA
Ip 13.3 kA
Přílohy
Přílohy
5.5. Dynamická stabilita sítě

Výpočet gradientu frekvence při výpadku generátoru
Výpočet 1:
Gradient frekvence bez příspěvků motorů s konstantním výkonem, bez předchozího
zkratu
Zadání – předpokládejme soustavu 6 generátorů s turbínou, generátory jsou
identické s parametry uvedenými v příloze 5.2 na straně 139.
Konstanta akumulované energie H je podíl kinetické energie akumulované v rotoru
synchronního stroje točícího se jmenovitými otáčkami a jmenovitého zdánlivého
výkonu.
H
J 2N
 10 3
2  SN
Rovnice 5-5
kde jsou použity běžně používané jednotky:
J
je moment setrvačnosti (generátoru a turbíny);
N2 je úhlová rychlost na hřídeli v rad.s-1 (N=nN/30);
nN
jsou jmenovité otáčky v otáčkách za minutu;
SN
zdánlivý výkon stroje v kVA.
Konstanta akumulované energie pro soustavu generátor-turbína je:
H = 1.56 MWs/MVA při 21.5 MVA pro každý generátor.
Celková konstanta akumulované energie pro pět generátorů může být vypočtena
následujícím způsobem:
Hx = 1.56 MWs/MVA pro Sx = 21.5 MVA
x = 1 .. 5
SN = 5 * 21.5 MVA = 107.5 MVA
H tot
5
S
x 1

N
1
1
1
1
1
1




H1S1 H 2 S 2 H 3 S3 H 4 S 4 H 5 S5
Rovnice 5-6
Výsledná konstanta akumulované energie je rovna:
5
H tot 
S
x 1
Rovnice 5-7
N
1
1
1
1
1




H 1 S1 H 2 S 2 H 3 S 3 H 4 S 4 H 5 S 5
169
Přílohy
Htot
= 107.5 / (5 x 1/(1.56 / 21.5) )
Htot
= 107.5 / (68.9)
Výsledek je podle očekávání:
= 1.56 MWs/MVA pro SrG = 107.5 MVA
Htot
Pět generátorů je vystaveno záporné výkonové bilanci (deficitu) 16.4 MW,
způsobené výpadkem 6. generátoru. Budeme-li uvažovat nulovou pohotovou zálohu,
je výsledný gradient frekvence roven:
f/t =(- P / SN ) . 60 / (2 . Htot)
Rovnice 5-8
.
.
f/t = - (15.9 MW/ 107.5 MVA) 60 Hz / (2 1.56 MWs/MVA)
f/t = - 2.84 Hz.s-1
Frekvence sítě začne klesat s gradientem 2.84 Hz za sekundu.
Pozn. Reálný pokles bude nižší z důvodu připojených asynchronních motorů.
Generátory a turbíny jsou schopny poměrně rychle (časová konstanta řízení turbíny
a mechanického výkonu turbíny bývá ve stovkách ms) zvýšit výkon, přičemž často je
možné po dobu několika minut dosáhnout 110 % výkonu.
Výpočet 2:
Gradient frekvence s příspěvků motorů s možností dosáhnout jmenovitý výkon turbín
okamžitě po výskytu poruchy, bez předchozího zkratu
Mnohem realističtější výsledky získáme s uvažováním vlivů asynchronních motorů
připojených do sítě, které rovněž disponují kinetickou energií akumulovanou
v rotujících hmotách rotoru a pracovního mechanismu, jejichž decelerací mohou
přispívat k pokrytí deficitu výkonu. Pro vysokonapěťové motory, jež zahrneme do
úvahy je vyčíslen zdánlivý výkon 55.8 MVA.
Rovněž budeme předpokládat, že odezva turbín je nekonečně rychlá (to v praxi není,
ale na druhou stranu je možné krátkodobé přetížení), což zohledníme okamžitým
nárůstem generovaného výkonu na jmenovitou hodnotu (17.2 MW).
Celkovou konstantu akumulované energie generátorů a motorů lze vypočítat
následovně:
HxG = 1.56 MWs/MVA pro SxG = 21.5 MVA
x = 1 .. 5 pro generátory
1/(HxM/SxM) = 52.52 MVA/s
x = 1 .. 33 pro motory
Stot = 5 * 21.5 MVA + 55.8 MVA = 163.3 MVA (motory a generátory)
Výsledná konstanta akumulované energie je rovna:
H tot
n
S
x 1
tot

1
1
1
1
1
1
1





H1 S1 H 2 S 2 H 3 S 3 H 4 S 4 H 5 S 5
H xM S xM
170
Rovnice 5-9
Přílohy
Htot
= Stot / (65.71 + 52.5 )
Htot
= 163.3 MVA / (118.2)
Htot
= 1.38 MWs/MVA pro S = 163.3 MVA
Pět generátorů je vystaveno záporné výkonové bilanci (deficitu) 15.9 MW před
změnou výkonů turbín způsobené výpadkem 6. generátoru. Zvýšením výkonu na
17.2 MW pokryjí turbíny 6.5 MW. Deficit výkonu bude tedy roven 15.9-6.5 = 9.4 MW.
Výsledný gradient frekvence je poté roven:
f/t =(- P / Stot ) . 60 / (2 . Htot)
Rovnice 5-10
f/t = - (9.4 MW / 163.3 MVA).60 Hz / (2 . 1.38 MWs/MVA)
f/t = -1.25 Hz.s-1
S uvažováním vlivu rotujících částí asynchronních motorů a skokového zvýšení
výkonu se dostáváme k realističtější hodnotě -1.25 Hz.s-1.

Způsob prezentace výsledků a příklad sestavení zprávy Motor Start Study
Předpokládejme dva téměř plně zatížené generátory s parametry uvedenými v
kapitole 5.2 na str. 139. V této síti (předpokládáme, že generátor napájejí část sítě,
jejíž topologie je znázorněna na Obr. 5-7) bude provedeno přímé připojení k síti
asynchronního motoru, jehož parametry jsou uvedeny kapitole 5.2 na str. 146.
V specifikaci sítě je uvedeno, že nejvyšší dovolený pokles napájecího napětí při
rozbězích asynchronních motorů je -15 %.
Tab. 5-8 Určení minimální pohotovostní rezervy pro přímé spuštění asynchronního
motoru
Generátory v provozu
80-XM-0010A
80-XM-0010B
Celkový výkon generátorů
Rozbíhaný motor
29-PA-0040A
1)
Minimální pohotovostní rezerva pro rozběh
Maximální zatížení generátor před rozběhem
Pozn:
1)
PN (MW)
QN (Mvar)
17.16
17.16
34.32
12.87
12.87
25.74
PN (MW)
4.45
7.12
PL (MW)
27.2
Mb/MN (-)
1.6
Minimální pohotovostní rezerva pro rozběh je získána ze jmenovitého
výkonu motoru násobeného poměrným maximálním momentem
171
Přílohy
Tab. 5-9 Reálné nastavení zatížení generátoru pro přímě spuštění asynchronního
motoru (okrajové podmínky)
Označení zařízení
80-ET-0040A
80-ET-0070A
80-ET-0020A
TLWP1
23-KA-0010A
Součet
Q (Mvar)
[Mvar]0.7
1.3
4.3
10.9
1.6
18.8
P (MW)
1.2
1.9
5.9
14.5
2.9
26.4
Tab. 5-10 Zjednodušený výpočet poklesu napětí při přímém připojení asynchronních
motorů
Motor
Označení
motoru
Water injection pump
motor
HP Compressor
Train 1/2
29-PA-0040A/B/C/D
23-KA-0010A/B
.
ILR
.
5.0 213 A
5.0 164A
0.09
0.15
cos LR
N
2
3
2
3
u
18.8 %
13.5 %
15.0 %
10.5 %
Výsledky simulace
Doba rozběhu asynchronního motoru je rovna 6.9 s, s nejvyšším počátečním
úbytkem napětí rovném 18.6 % měřeným na svorkách motoru. Jak je patrno z Tab.
5-10, jsou simulované hodnoty podobné hodnotě vypočtené.
Mezi generátorem a motorem je blízké spojení o malé impedanci, tudíž úbytek napětí
na svorkách motoru je prakticky totožný s úbytkem napětí na hlavní sběrnici a
svorkách generátoru.
Nejvyšší odchylky síťové frekvence, reprezentované úhlovou rychlostí rotoru
generátorů jsou v mezích +2 % a -2.4 % (61.2 a 58.6 Hz).
Simulované průběhy odezvy soustavy – tedy průběh otáček motoru, napětí na
svorkách motoru a generátorů a frekvence sítě (úhlová rychlost na hřídeli
synchronního stroje jsou znázorněny na Obr. 5-9.
Závěr: Z důvodů překročení dynamického poklesu napětí není možné realizovat
rozběh asynchronního motorů 29-PA-0040A/B/C/D přímým připojením k síti se
dvěma hlavními generátory v provozu.
172
Přílohy
Obr. 5-9 Průběh rozběhu 4.5 MW asynchronního motoru při přímém připojení k síti,
nahoře otáčky motoru a svorkové napětí, dole frekvence sítě a napětí na svorkách
generátoru
173
Přílohy

Simulace gradientu frekvence sítě při výpadku generátoru
Okrajové podmínky
Simulace je provedena pro plně zatíženou síť (jednopólové schéma je vyobrazeno na
Obr. 5-7. Předpokládá se provoz při projektovaném špičkovém zatížení se všemi 6
generátory v provozu (Ptot = 95.4 MW) v režimu rovnoměrného sdílení zátěží.
Zkoumá se odezva sítě (dynamický pokles napětí, gradient frekvence sítě) při
náhlém výpadku jednoho generátoru bez předchozího zkratu bez zapůsobení
systému selektivního vypínání zátěží (odlehčení), tzv. load shedding.
V tomto případě je k dispozici pouze pohotovostní výkon zbývajících 5 generátorů.
Jejich činný výkon bude zvýšen na hodnotu 17.2 MW (jmenovitou hodnoty), tedy
deficit výkonu bude roven 15.9 – 5 . 1.3 = 9.4 MW. Nepředpokládá se rozpojení
spojky sběrnic ABC a DEF v hlavním rozváděči 13.8 kV, tedy nedojde k rozpadu sítě
na dva izolované ostrovy.
Tab. 5-11 Výkonová bilance pro zkoumaný případ
Vypnutí generátoru
Izolovaný systém
P (MW)
jeden z A až F (1 z 6ti)
žádný
-9.4
Tento případ vzhledem k tomu, že se nepředpokládá odlehčení sítě neznázorňuje
projektovanou poruchu, resp. očekávané chování po poruše a slouží pouze k určení
gradientu frekvence.
Výsledky provedené simulace
Byla provedena následující simulace:
t = 1.0 s
Izolované ostrovy:
vypnutí generátoru C
1 (ABCDEF) (nedojde k rozpadu sítě)
Výkonová bilance ostrovu ABCDEF:
-15.9 MW + 5 . 1.3 MW = -9.4 MW
Grafické průběhy simulace jsou znázorněny na Obr. 5-10 - Obr. 5-13. Řízení turbíny
zvýší činný výkon až na hodnotu jmenovitého výkonu 17.2 MW. Zbylý deficit činného
výkonu 9.4 MW jež nemůže být pokryt výrobou, tudíž dochází k poklesu frekvence.
Výsledný gradient síťové frekvence je roven 5 % / 3.33 s = 3 Hz / 3.33 s = 0.9 Hz /s.
(Srovnatelný výpočet na str. 169 vychází 1.25 Hz/s.) Rozdíl mezi výpočtem s a
simulací je způsoben tím, že ve výpočtu nejsou zahrnuty nízkonapěťové asynchronní
motory, pokles příkonů související s poklesem napětí a dále metodou určení –
výpočet určuje tečnu obecně exponenciálního průběhu, určení gradientu ze simulace
je rozdíl dvou pracovních bodů.
174
Obr. 5-10 Napětí na hlavním rozváděči 13.8 kV (nahoře) a na rozváděčích nižších hladin při výpadku generátoru
Přílohy
175
176
Napětí na hlavním rozváděči 13.8 kV (nahoře) a na rozváděčích nižích hladin při výpadku generátoru
Obr. 5-11 Průběh frekvence sítě a momentu na hřídeli synchronních strojů při výpadku generátoru
Přílohy
177
Průběh frekvence sítě a momentu na hřídeli synchronních strojů při výpadku generátoru
Obr. 5-12 Průběh dodávaného činného a jalového výkonu generátorů a EFD (buzení) při výpadku generátoru
)
Přílohy
178
PPrůběh dodávaného činného a jalového výkonu generátorů a EFD (buzení) při výpadku generátoru
)
Obr. 5-13 Průběh otáček asynchronních motorů velkých výkonů v síti po výpadku jednoho generátoru
Přílohy
Přílohy

Simulace chování soustavy při výpadku generátoru bez předchozího zkratu
Okrajové podmínky
Zkoumá se odezva sítě (dynamický pokles napětí, kolísání frekvence sítě a chování
asynchronních motorů) při náhlém výpadku jednoho generátoru bez předchozího
zkratu se zapůsobení systému selektivního vypínání zátěží (odlehčení), tzv. load
shedding.
V tomto případě je k dispozici pouze pohotovostní výkon zbývajících 5 generátorů.
Jejich činný výkon bude zvýšen na hodnotu 17.2 MW (jmenovitou hodnoty), tedy
deficit výkonu bude roven 15.9 – 5 . 1.3 = 9.4 MW. Nepředpokládá se rozpojení
spojky sběrnic ABC a DEF v hlavním rozváděči 13.8 kV, tedy nedojde k rozpadu sítě
na dva izolované ostrovy.
Systém odlehčení (load shedding) musí selektivně vypnout nejméně 9.4 MW.
t = 1.0 s
vypnutí generátoru C
t = 1.3 s
odlehčení sítě (load shedding)
Izolované ostrovy:
1 (ABCDEF)
Výkonová bilance ostrovu ABCDEF:
-15.9 MW + 5 . 1.3 MW = -9.4 MW
Tab. 5-12 Provedené odlehčení - soupis selektivně vypnutých zátěží
Zátěž /Motor
Provozní zatížení
29-PA-0010A-DE01
0.9 MW / 0.4 Mvar (ABC)
29-PA-0010B-DE01
0.9 MW / 0.4 Mvar (DEF)
29-PA-0010C-DE01
0.9 MW / 0.4 Mvar (DEF)
29-PA-0010D-DE01
0.9 MW / 0.4 Mvar (DEF)
29-PA-0040A-DE01
3.9 MW / 1.6 Mvar (ABC)
29-PA-0040B-DE01
3.9 MW / 1.6 Mvar (DEF)
Součet
11.4 MW / 4.8 Mvar
Pozn. Algoritmus odlehčení sítě (load shedding) implementovaná v systému PMSPower management system může být založen na monitorování frekvence nebo (což
je tento případ) na monitorování bilance činného výkonu a příkonu před poruchou a
po poruše, což je složitější, avšak odezva systému je výrazně rychlejší (není třeba
čekat na pokles frekvence). Zátěže, které mohou být odlehčeny a jejich priorita musí
být definovány technologem, resp. zadavatelem, nikoliv osobou provádějící simulace.
179
Přílohy
Grafické průběhy simulace jsou znázorněny na Obr. 5-14-Obr. 5-17. Řízení turbíny
výkonu je 9.4 MW už nemůže být pokryt výrobou, tudíž dochází k poklesu frekvence.
Systém PMS aplikuje 300 ms po výskytu poruchy selektivní vypnutí zátěží
uvedených v Tab. 5-12. Doba 300 ms respektuje zpracování dat PMS systémem,
vyslání popudu k vypnutí a vypínací čas. Dynamický pokles frekvence je méne než
1 %, po zotavení se obnoví jmenovitá frekvence 60 Hz.
Navrhované odlehčení sítě (load shedding) bylo úspěšné, nebyla pozorována úhlová
nestabilita, frekvenční ani napěťová nestabilita. Dynamický pokles napětí je pod 3.8
% na hladině 13.8 kV tj. na hlavním rozváděči. Doba zotavení je okolo 15 s.
Výše navrhované odlehčení může být aplikované v PMS, za předpokladu, že umí
detekovat náhlý výpadek generátoru bez předchozího zkratu. Pro výpadek
související se zkratem na generátoru, nemusí být toto opatření dostačující.
180
181
PPrůběh dodávaného činného a jalového výkonu generátorů a EFD (buzení) při výpadku generátoru
)
Přílohy
182
Přílohy
183
Přílohy
184
)
Přílohy
Přílohy

Simulace chování soustavy při výpadku generátoru s předchozím zkratem
Okrajové podmínky
Zkoumá se odezva sítě (dynamický pokles napětí, kolísání frekvence sítě a chování
asynchronních motorů) při náhlém výpadku jednoho generátoru v důsledku zkratu na
generátoru, se zapůsobení systému selektivního vypínání zátěží (odlehčení), tzv.
load shedding.
V tomto případě dojde k vybavení Is limiteru (omezuje zkratové proudy), čímž dojde
k rozdělení sítě na dva nezávislé ostrovy (ABC a DEF). V důsledku nesymetrického
rozložení zátěží dojde k odlehčení subsystému DEF (se 3 generátory v provozu) a
výraznému deficitu v subsystému ABC se dvěma generátory v provozu.
Tab. 5-13 Výkonová bilance pro zkoumaný případ
Ztráta generátoru (zkrat)
A nebo B nebo C
Ostrov
P
A&B&C
-27.5
D&E&F
14.2
(MW)
Pro simulovaný zkrat bude deficit výkonu v hodnotě -27.5 MW na straně ABC,
způsobené tokem výkonů přes spojku sběrnic v hodnotě 14.2 MW (nevyvážená
distribuce zátěží) a zkratu na generátoru na straně ABC následným vypnutím
generátoru. Na straně DEF nemusí dojít k odlehčení sítě, protože je vystavena
přebytku +14.2 MW.
Činný výkon zbývajících dvou generátorů na straně ABC bude zvýšen na jmenovitou
hodnotu 17.2 MW z předchozího zatížení 15.9 MW po výpadku jednoho
z generátorů. Celkový deficit výkonu na straně ABC činí:
-15.9 MW -14.2 MW + 2 . 1.3 MW = -27.5 MW.
Deficit výkonu na straně ABC (viz Tab. 5-13) nezahrnuje výkonovou rezervu jednak
pro provozní rezervu, jednak pro reakceleraci celé soustavy resp. rotujících hmot, jež
v důsledku zkratu a dynamického poklesu napětí zpomalily. Jak je patrné z Tab.
5-14, jsou předmětem odlehčení všechny vn asynchronní motory, tudíž nehrozí riziko
částečného zastavení (brownout) velkých asynchronních motorů na hladině 13.8 kV
a 4.16 kV.
Zkrat na generátoru A s vypnutím spojky sběrnice Is-limitérem, rozdělení sítě na dva
ostrovní subsystémy ABC a DEF.
Časové schéma:
t = 1.00 s zkrat na generátoru C;
t = 1.005 s vypnutí Is-limitéru (rozpad sítě);
185
Přílohy
t = 1.085 s vypnutí generátoru C (izolování poruchy);
t = 1.30 s odlehčení sítě (load shedding).
Izolované ostrovy:
2 (ABC a DEF);
Výkonová bilance ostrovu ABC: -30.1 MW + 2 . 1.3 MW = -27.5 MW;
Výkonová bilance ostrovu DEF: +14.2 MW‘.
Tab. 5-14 Provedené odlehčení - soupis selektivně vypnutých zátěží
Pozn:
Zátěž /Motor
Provozní zatížení
29-PA-0010A-DE01
0.9 MW / 0.4 Mvar (ABC)
29-PA-0040A-DE01
3.9 MW / 1.6 Mvar (ABC)
29-PA-0040C-DE01
3.9 MW / 1.6 Mvar (ABC)
29-PA-0030A-DE01
0.2 MW / 0.1 Mvar (ABC)
21-PA-8601-DE01
1.4 MW / 0.9 Mvar (ABC)
21-PA-9001-DE01
1.4 MW/ 0.7 Mvar (ABC)
81-ER-0010A
2.0 MW / 0.7 Mvar (ABC)
81-ER-0010B
2.0 MW / 0.7 Mvar (ABC)
81-ER-0010C
2.0 MW / 0.7 Mvar (ABC)
23-KB-0030A
0.6 MW / 1.0 Mvar (ABC)
81-ET-1000A1)
0 MW / 0 Mvar (ABC)
01-PF-0010-ER
0.6 MW / 0.4 Mvar (ABC)
23-KA-0010A
2.9 MW / 1.6 Mvar (ABC)
23-KA-0010B
2.9 MW / 1.6 Mvar (ABC)
55-PA-7605A-ET
0.7 MW/ 0.5 Mvar (ABC)
P61:303-PBE-6370-A-ESP A
1.3 MW/ 0.4 Mvar (ABC, TLWP1)
P61:303-PBE-6370-B-ESP B
1.3 MW/ 0.4 Mvar (ABC, TLWP1)
Součet
28 MW / 13.3 Mvar (ABC)
1)
Tato zátěž není při projektovaném špičkovém zatížení (provoz a
přečerpávání) v provozu, proto je provozní zatížení rovno 0.
Grafické průběhy simulace jsou znázorněny na Obr. 5-18-Obr. 5-21. Řízení turbíny
výkonu je 27.5 MW již nemůže být pokryt výrobou, tudíž dochází k poklesu
frekvence.
186
Přílohy
Systém PMS aplikuje 300 ms po výskytu poruchy selektivní vypnutí zátěží
uvedených v Tab. 5-14 v jednom kroku. Popudem je vybavení zkratové spouště
generátorového vypínače. Doba 300 ms respektuje zpracování dat PMS systémem,
vyslání popudu k vypnutí a vypínací čas.
Odlehčení je provedeno na straně ABC, na straně DEF není zapotřebí provést
odlehčení z důvodu kladné bilance (přebytku výkonu v hodnotě 14.2 MW) a krátkému
trvání dynamického poklesu napětí (5 ms). Proto nejsou motory na straně DEF
náchylné k částečnému zastavení (brownout).
Zátěže podléhající selektivnímu vypnutí jsou zvoleny z tabulky priorit pro odlehčování
sítě. Samotné odlehčení (load shedding) bylo úspěšné. Nebyla pozorována úhlová
nestabilita, frekvenční ani napěťová nestabilita. Zotavení napětí bylo dostatečně
rychlé, takže v síti nedojde k zapůsobení podpěťových ochran. Nikde v síti nedošlo
k částečnému zatavení motorů.
Dynamický pokles frekvence je méně než 1 %, po zotavení se obnoví jmenovitá
frekvence 60 Hz.
Krátkodobé přepětí dosáhlo 111 % na straně DEF. Frekvence sítě byla v průběhu
zotavování mezi 97% (58.2 Hz) a 104 % (62.4 Hz) v subsystému ABC a 100-103 % v
subsystému DEF. Doba zotavení je nižší než 20 s.
Po zotavení sítě je možné provést přepojení a napájet 4.16 kV sběrnici 80-EH-0020A
nebo sběrnici P-61 - 701-HVSB-8201A ze strany DEF, jelikož tato disponuje
pohotovostní rezervou ve výši 14.2 + 3,9 MW = 18.1 MW na hladině 13.8 kV v sekci
80-EH-0010DEF.
187
188
Přílohy
189
Přílohy
190
Přílohy
191
Přílohy
Přílohy

Simulace ztráty velké zátěže (bez zkratu)
Okrajové podmínky
Zkoumá se odezva sítě (dočasné přepětí napětí, kolísání frekvence sítě) při náhlém
výpadku zátěže bez předchozího zkratu.
t = 1.0 s
Izolované ostrovy:
vypnutí zátěže TLWP1 (14.5 MW/10.9 Mvar)
1 (ABCDEF)
Průběhy jsou uvedeny na Obr. 5-22 - Obr. 5-25. Grafy znázorňují chování soustavy
při výpadku dominantního odběru bez předchozího zkratu (např. v důsledku zemního
spojení). Řízení turbín sníží výkon turbín, aby došlo k vyrovnání přebytku činného
výkonu. Systém se ustálí v novém rovnovážném bodě za 14 s. Krátkodobé přepětí
v síti na hladině 13.8 kV dosáhne hodnoty 105 %. Frekvence se přechodně zvýší na
101.8 % resp. 61.1 Hz.
192
193
Průběh otáček asynchronních motorů velkých výkonů v síti po výpadku jednoho generátoru
Obr. 5-22 Napětí na hlavním rozváděči 13.8 kV (nahoře) a na rozváděčích nižších hladin při ztrátě zátěže
Přílohy
194
Průběh otáček asynchronních motorů velkých výkonů v síti po výpadku jednoho generátoru
Napětí na hlavním rozváděči 13.8 kV (nahoře) a na rozváděčích nižších hladin při výpadku generátoru
Obr. 5-23 Průběh frekvence sítě a momentu na hřídeli synchronních strojů při ztrátě zátěže
Přílohy
195
Průběh frekvence sítě a momentu na hřídeli synchronních strojů při ztrátě zátěže
Obr. 5-24 Průběh dodávaného činného a jalového výkonu generátorů a EFD (buzení) při ztrátě zátěže
Průběh dodávaného činného a jalového výkonu generátorů a EFD (buzení) při ztrátě zátěže
Přílohy
196
Průběh frekvence sítě a momentu na hřídeli synchronních strojů při ztrátě zátěže
Obr. 5-25 Průběh otáček asynchronních motorů velkých výkonů v síti při ztrátě zátěže
Přílohy
Přílohy

Simulace skokové změny AVR signálu
Okrajové podmínky
Zkoumá se odezva sítě (dočasné přepětí napětí, kolísání frekvence sítě) při
skokovém zvýšení na vstupu signálu AVR (automatického regulátoru buzení) o 3 %.
t = 1.0 s
Signál AVR (vstup napěťového regulátoru) skokově navýšen o 3 %.
Izolované ostrovy:
1 (ABCDEF);
Bez změny velikosti odebíraného výkonu.
Průběhy jsou uvedeny na Obr. 5-26 - Obr. 5-29. Grafy znázorňují chování soustavy
při skokovém zvýšení signálu regulátoru napětí o 3 %. Nedochází ke změně zatížení
sítě. Systém se ustálí v novém rovnovážném bodě za 15 s. Krátkodobé přepětí
dosáhne na hladině 13.8 kV 102.9 %, poté se ustálí na hodnotě 102.45 %.
Frekvence krátkodobě poklesne na 99.5% tj. 59.7 Hz.
197
198
Obr. 5-26 Napětí na hlavním rozváděči 13.8 kV (nahoře) a na rozváděčích nižších hladin při změně AVR
Přílohy
199
Obr. 5-27 Průběh frekvence sítě a momentu na hřídeli synchronních strojů při změně AVR
Přílohy
200
Obr. 5-28 Průběh dodávaného činného a jalového výkonu generátorů a EFD (buzení) při změně AVR
Přílohy
201
Obr. 5-29 Průběh otáček asynchronních motorů velkých výkonů v síti při změně AVR
Přílohy
Přílohy
Další zdroje
[1] ČSN 34 1610:1963
[2] ČSN 33 2000-4-43, ed.2:2011
202
Rejstřík
Attachments, 85
automatic voltage regulator,
80
AVR, 80
black-out, 24, 26, 27, 28, 30
brownout, 47, 98, 99, 115,
182, 184
CCT, 116, 118, 119
compliant tower, 17
Contract, 82
DCS, 28
IT, 33, 35, 36, 39, 41, 43, 46,
81, 101, 139
klimatické podmínky, 69
Load Flow Study, 81, 99, 100,
102
Load shedding, 119
lokální výroba elektrické
energie, 25, 26
main generators, 26
MaR, 27, 28, 33
maximum, 88
DPO, 22
MCC, 27, 28, 30, 154, 155,
156
Dynamic Stability Study, 99,
113
Methodology, 84
DYNPOS, 22
earthing transformer, 39
Electrical Load List, 80, 87,
91, 92, 104, 111
nepohotová záloha, 121
operation reserve, 120
plovoucí plošiny, 18
PMS, 119, 120, 176, 177, 183
Electrical Load Study, 80, 87
podpěťové ochrany, 47
emergency generators, 27
podružný vn rozváděč, 33
ESD, 28
pohotová záloha, 120
essential generators, 26
prostory nebezpečné, 54
Executive summary, 84
prostory normální, 54
FEED, 82
prostory zvlášť nebezpečné,
54
FPSO, 15, 18, 19, 22, 26, 37,
95
GOV, 80
hlavní sběrnice, 30
HVDC, 23, 24, 25, 26
Informace, 46
Protokol o určení vnějších
vlivů, 49, 50, 57
provozní rezerva, 120
radiální síť, 30, 46
Revision History, 85
instalovaný výkon, 88
ropa, 8, 9, 11, 13, 14, 15, 18,
22
Introduction, 84
ropná past, 12
Is-limiter, 30, 32, 45, 81
rozběh asynchronního
motoru, 121, 168
rozvody stejnosměrného
proudu, 49
TN, 33, 34, 35, 36, 41, 42, 46
rozvody střídavého proudu,
47
tolerance napájecího napětí,
47, 48, 49
selektivita, 43, 44, 45, 46, 104
UPS, 26, 27, 28, 65
seznam vnějších vlivů, 52, 53
uzemnění sítí, 39
Short-Circuit Study, 81, 99,
100, 108
uzemňovací transformátor,
39, 40, 46
Simulation Results, 85
slack bus, 105, 106
tolerance frekvence, 47
VLCC, 18, 22
součinitel náročnosti, 88
vnější vlivy, 49, 50, 55, 56,
57, 66
SoW, 82
VOR, 82
speed governor, 80
vrt, 9
spinning reserve, 120, 121
Výpadek generátoru, 119
swing bus, 104, 105, 106
výpočtové zatížení, 89
Theoretical Analysis, 84
výpočtový proud, 89
TLP, 19
záložní ochrana, 44, 45, 46
TLWP, 20, 22

pdf online - netfei

Transkript

Podobné dokumenty

prir_seznam_2008 - 316800 B

MĚSTSKÝ AUTOBUS 10,5 m – 2 a 3 dveře – diesel

ďflffi - LeagueSpy.com