Kompenzace zemních spojení ve vn sítích.

Filip Girszewski

Bachelor's thesis

Earth fault compensation in MV network.

Abstract:

V této práci popisuji základy problematiky zemních spojení ve trojfázových VN sítích určených k distribuci elektrické energie, zejména na hladině 22kV. Zabývám se popisem parametrů vedení, které jsou základním stavebním kamenem pro pochopení tématu. Jsou zde rozebrány druhy kabelových a venkovních vedení napříč napěťovými hladinami. V návaznosti na tento teoretický základ je zde popsán základní princip různých způsobů provozování sítí s ohledem na provedení uzlu a uzemnění neživých části sítě. Dále pak teoretický vznik zemního spojení v síti a ve kterých sítích se zemní spojení vyskytuje. Dle způsobu provedení uzlu izolované sítě jsou zde znázorněny jednotlivé stavy, které nastávají při zemních spojeních. Mimo teoretické poznatky jsou v práci uvedeny také fázorové diagramy zobrazující příslušné jevy. Zemní spojení je samo o sobě dosti zajímavý pojem. Tento pojem v sobě ovšem slučuje rozsáhlou problematiku fyzikálního, energetického a bezpečnostního charakteru, kterou je nutno chápat komplexně. V další části této práce se zabývám lokalizací místa zemního spojení v elektrické síti. V rámci tvorby této práce jsem provedl analýzu vývoje kapacitních proudů v distribuční soustavě E.ON Distribuce, a.s. Výstupem této analýzy je graf zobrazující trend vývoje kapacitních proudů. V poslední kapitole se zabývám výpočtem charakteristických veličin zemního spojení navržené sítě IT s uzlem uzemněným přes kompenzační tlumivku. Na tuto síť navrhuji vhodnou tlumivku. Hlavním úkolem a cílem této práce je shrnutí teoretických a praktických poznatků nutných k pochopení zemního spojení, způsobu jeho kompenzace a možnosti jeho přesného místního dohledání. Pro tvorbu ilustračních schémat byl použit licencovaný program AutoCAD.

Abstract:

The aim of this paper is to describe the topic of earth fault in three phase MV network which is used to distribute electrical energy, especially at the level of 22 kV. I focus on the description of transmission parametres, which are essential for understanding the topic of this paper. I look at the description of different kinds of cabel and outside transmission throughout the voltage levels. In connection to the theoretical foundation, I describe the main principles of the different ways of maintaining network, with consideration of the formation of nodes and earthing of the network’s inanimate parts. Following with the description of theoretical formation of earth fault in network and in which networks earth fault could be found. Each state which happens during earth fault is characterized according to the formation of the node in the isolated network. Except for the theoretical aspects, I also include phasor diagrams which are depicting relevant aspects. Earth fault is already an interesting term itself. Furthermore this topic includes the vast problematics of the physical, energical and safety character, which is why this topic needs to be looked at comprehensively. In the next part of this paper, I will be discussing the basic description of localization of earth fault in network. As a part of my paper, I have conducted an analysis of the development of capacitive currents in the distribution system E.ON Distribuce, a.s. The result of this analysis is a graph showing the trend of development of capacitive currents. In the last chapter I focus on the calculation of characteristic values of earth fault in designed IT network with earthed node through compensation reactor. I propose a suitable compensation reactor for this network. The main aim of this paper is to summarize the theoretical and practical knowledge in order to understand earth fault the way of its compensation and the possibility of its exact localization. To create the illustration schemes I have used the licensed program AutoCAD.

Keywords

Parametry vedení, zemní spojení, kompenzovaná síť VN, kompenzace, kapacitní proud, tlumivka, lokalizace

Keywords

Transmission parametres, earth fault, compensated MV network, compensation, capacitive current, compensate reactor, localization

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 22. 6. 2020
• Supervisor: Jiří Gurecký
• Reader: Petr Moldřík

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bachelor programme:
Elektroenergetika