10 kV izvod isklapa pri svakom uklopu kupčevog transformatora
U trafostanici 35/10 kV ugrađen je jedan transformator 8 MVA, uk = 12 %, spoj Yd5, s regulacijom ±2×2,5 %. Desetkilovoltna mreža uzemljena je preko otpornika koji ograničava struju zemljospoja na 300 A. Novi 10 kV kabel 3×95 mm² Al, duljine 6 km, napaja kupca s transformatorom 1000 kVA (uk = 6 %). Proračun je pokazao tropolni kratki spoj na sabirnicama 10 kV do 4,5 kA, a na kraju novog kabelskog voda 1,2 kA. Na izvodu je numerički relej s faznom prekostrujnom zaštitom (CT 200/1 A) i zemljospojnom zaštitom. Nakon puštanja u pogon izvod ispada pri svakom uklopu transformatora kupca, bez kvara u mreži. Struja uklopa transformatora iznosi oko 700 A u prvoj polusekundi, a zapis releja pokazuje da je reagirao trenutni (neodgođeni) stupanj fazne prekostrujne zaštite podešen na 600 A primarno. Vlasnik kupca traži da se „samo digne podešenje“ kako bi se riješio problem, a pogon ne smije ostati bez napajanja dulje od jednog sata.
1. Objasnite mehanizam ispadanja i ocijenite prijedlog jednostavnog podizanja podešenja trenutnog stupnja. Predložite rješenje koje čuva osjetljivost na kvar.
Read the worked answer
Uzrok nije kvar, nego uklopna struja transformatora: 700 A u prvoj polusekundi veće je od podešenja 600 A, a trenutni stupanj radi bez odgode i ne razlikuje uklop od kvara. Uklopna struja ima izražen drugi harmonik (tipično 15–30 %), što je fizikalna osnova za razlikovanje. Puko podizanje na npr. 1000 A krpa simptom, ali provjerimo osjetljivost: najmanja struja kvara na kraju voda je 1,2 kA, pa bi faktor osjetljivosti bio 1200/1000 = 1,2 - nedovoljno (traži se barem 1,5–2). Ispravno je uključiti blokadu po drugom harmoniku (prag oko 15–20 %) ili uvesti kratku odgodu 0,1–0,2 s uz provjeru da ona ne narušava selektivnost prema zaštiti kupca. Posebno treba provjeriti CT 200/1: pri 4,5 kA to je 22,5× nazivne struje, pa CT mora imati dovoljan faktor granične točnosti uz stvarno breme, inače u kvaru relej vidi manju struju. Nakon promjene treba snimiti valni oblik uklopa i ponoviti proračun selektivnosti.
2. Kako treba podesiti i izvesti zemljospojnu zaštitu s obzirom na otporničko uzemljenje mreže od 300 A? Zašto fazna prekostrujna zaštita nije dovoljna?
Read the worked answer
Zemljospojna zaštita mora biti neovisna o faznoj prekostrujnoj. Struja zemljospoja ograničena je otpornikom na najviše 300 A, dakle ispod podešenja faznog trenutnog stupnja od 600 A, a i fazni stupanj s odgodom može je propustiti. Numerički relej treba imati zasebni zemljospojni element spojen na zbroj struja triju faza ili na jezgru kabela (core-balance), podešen na oko 10–20 % od 300 A, tj. 30–60 A primarno, s vremenom koje je za jedan stupanj (0,3–0,5 s) brže od nizvodne zaštite kupca. Osjetljivost je tada 300/60 = 5, što je zadovoljavajuće. Treba uzeti u obzir da se dio struje zemljospoja vraća kroz zemlju i oklop kabela, pa stvarna struja kroz relej na kraju voda može biti nešto manja od 300 A - to treba potvrditi proračunom ili mjerenjem. Podešenja treba uskladiti s 35 kV stranom i unijeti u koordinacijsku tablicu podešenja.
3. Koje provjere i ispitivanja treba provesti prije ponovnog puštanja izvoda u pogon, imajući na umu da pogon ne smije ostati bez napajanja dulje od jednog sata?
Read the worked answer
Prije ponovnog uklopa: (1) sekundarna injekcija u relej za sve stupnjeve, s ispitivanjem blokade po drugom harmoniku snimljenim valnim oblikom uklopne struje; (2) ispitivanje izvršnog kruga - isklapanje prekidača iz releja, ispravan rad signalizacije i zapisa; (3) provjera CT-a (omjer, polaritet, breme, po potrebi ispitivanje magnetizacije) te mjerenje izolacijskog otpora kabela; (4) kontrola da su podešenja u skladu s koordinacijskim planom i potpisana u tablici podešenja, s kopijom za investitora i distributera; (5) probni uklop transformatora uz snimanje struje i napona te pregled zapisa releja nakon uklopa. Sve se radi s isključenim izvodom, a puštanje se dokumentira zapisnikom; jednosatni rok ne opravdava pokuse na živo. Ako se blokada po harmoniku ne može potvrditi, privremeno rješenje je odgoda trenutnog stupnja, ali s rokom i obvezom naknadne provjere.