slo projektu CZ 1 071 5 0034 0891

Číslo projektu CZ. 1. 07/1. 5. 00/34. 0891 Číslo materiálu VYS_32_INOVACE_03_Rozvodná zařízení_rozvodná soustava Název školy Vyšší odborná škola, Střední průmyslová škola a Střední odborná škola řemesel a služeb, Strakonice, Zvolenská 934 Autor Ing. Václav Opatrný Tematický celek Rozvodná zařízení Ročník 3. ročník Datum tvorby 29. 9. 2012 Anotace Metodický pokyn Prezentace, obsahující základní informace o rozvodu elektrické energie. Na třinácti snímcích rozebírá základní problematiku rozvodu elektrické energie v různých typech sítí. V této elektronické podobě je kladen důraz na přehledné podání celé problematiky. Přezkoušení učiva je prováděno pomocí pracovního listu nebo testem. Předposlední snímek ukazuje skladbu pracovního listu, jehož součástí může být jednoduchý test. Materiál je určen žákům k výuce i opakování učiva. Jednotlivé snímky lze promítat na plátno, lépe však na interaktivní tabuli. Text je určen k výuce nebo pro bezprostřední opakování látky frontálně se všemi žáky nebo po skupinách. Poslední snímek ukazuje jednu z možností úpravy testových otázek – převzato z dokumentu Word. všechny animace a obrázky - archiv autora

Rozvod elektrické energie Vazby v energetické soustavě jsou velmi složité. Nás bude především zajímat ta část, kterou označuje červená elipsa – přenos a Spotřebitelská distribuce zařízení Dodavatelé elektřiny spotřebitelé Operátor sítě přenos distribuce

Stejnosměrný přenos Malé elektrárny s dynamem se zařizovaly pro jednotlivé objekty: • 1878 Moravská Třebová – osvětlení v tkalcovně • 1883 Národní divadlo v Praze Při přenosu vzniká úbytek napětí a ztráta výkonu, které značně omezují vzdálenost, na kterou lze elektrickou energii hospodárně přenášet. DU = R. I = R. P/U [V; W; A; W] Související vzorce: DU = u. U/100 R. P/U = U. u/100 u = DU. 100/U [%] P = U 2. u/100. R R = 2. l. r/S

Střídavý přenos, trojfázová soustava Transformátor umožnil zvýšit napětí na velikost potřebnou pro přenos a na místě spotřeby opět napětí snížit na velikost bezpečnou pro spotřebitele. A) Přenos bez transformace (místní) B) Přenos s jednou transformací C) Přenos se dvěma transformacemi (primární)

Střídavý přenos 1. Generátory elektráren posílají do rozvodných sítí energii s napětím (doplň tuto hodnotu do pracovního listu) 2. Důvodem, proč není toto napětí vyšší je: (doplň do pracovního listu) 3. Usměrněné napětí s hodnotou 3 k. V se používá na: (doplň do pracovního listu) 4. Zařízení, ve kterých je střídavé elektrické napětí upraveno na stejnosměrné s hodnotou 3000 V, 750 V, 600 V, … se nazývá: (doplň do pracovního listu)

Rozdělení soustav podle spojení uzlu se zemí Soustavy s izolovaným uzlem • Při bezporuchovém stavu jsou fáze proti zemi izolovány • Při poruše izolace jedné fáze proti zemi má uzel fázové napětí a zdravé fáze sdružené napětí proti zemi • Soustava se může provozovat i při jednom zemním spojení Soustavy s přímo uzemněným uzlem Soustavy s nepřímo uzemněným uzlem • uzel má nulové napětí proti zemi, • Jsou spojené se zemí přes činný odpor nebo tlumivku • Při poruše fáze proti zemi prochází tlumivkou indukční proud a kompenzuje kapacitní proud v místě zemního spojení • Oblouk snadněji zhasne a síť může zůstat ještě v provozu zdravé fáze napětí fázové • Soustava může být dimenzována na fázové napětí • Zemní spojení je zkratem a soustava se musí ihned vypnout • Používá se u napětí nn, někdy i u vvn

Všechny uvedené hodnoty se týkají napětí mezi zemí a kterýmkoli vodičem soustavy Normalizovaná napětí Malé napětí mn Nízké napětí nn Vysoké napětí vn Velmi vysoké napětí vvn Zvlášť vysoké napětí zvn S ohledem na bezpečnost Do 1 000 V Nad 1 000 V V normě jsou tabulky normalizovaných napětí zdrojů, soustav a spotřebičů. Transformátor se na primární straně považuje za spotřebič, na sekundární straně za zdroj. Tam, kde se uvádějí dvě napětí, označuje údaj v čitateli napětí mezi fází a uzlem, údaj ve jmenovateli označuje napětí mezi fázemi: 3 x 230 / 400 V nn 230 / 400 V 525 V 690 V 1050 V vn 6 k. V 10 k. V 22 k. V 35 k. V vvn 110 k. V 220 k. V 420 k. V 750 k. V

Výpočet průřezu vedení z úbytku napětí Vedení stejnosměrné: DU = RI = r. 2 l. I DU = R. I = R. P/U [V; W; A; W] u = DU. 100/U [%] S DU = u. U/100 R. P/U = U. u/100 P = U 2. u/100. R R = 2. l. r/S r. Cu = 0, 0217 W mm 2 m-1 r. Al = 0, 0359 W mm 2 m-1 u = 2. l. P. 105 g. S. U 2 Použijeme, je-li odběr udán výkonem spotřebiče u = 200 r. l. I SU u = 2. Rk. l. P. 105 U 2 Použijeme, je-li udán odpor jednoho kilometru vodiče Rk

Příklady výpočtů: Jaký úbytek napětí bude v hliníkovém vedení průřezu 25 mm 2 a délky 70 m, odebírá-li se na konci vedení proud 50 A při 220 V ? u = 4, 57 % DU = 10, 01 V Určete průřez hliníkového vedení ke spotřebiči na napětí 220 V s příkonem 12 k. W ve vzdálenosti 25 m tak, aby úbytek nepřekročil 4 %. Jmenovité průřezy jader vodičů: 0, 35 - 0, 75 – 1 - 1, 5 - 2, 5 – 4 – 6 – 10 – 16 – 25 35 – 50 – 70 – 95 -120 – 150 -… S = 11, 1 mm 2, … volíme 16 mm 2 Jmenovité průřezy lan Al. Fe: 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 210, 240, …, 670 mm 2

Elektrické vlastnosti vedení U vedení počítáme se čtyřmi základními elektrickými konstantami (parametry): Odporem, indukčností, kapacitou a svodem Tyto parametry jsou rovnoměrně rozloženy podél vedení, proto každý prvek vedení dl má všechny konstanty podle obrázku. • U střídavých vedení se indukčnost L projeví indukční reaktancí X = w. L • Kapacita C kapacitní reaktancí Xc = 1 / w. C (kapacitní susceptancí B = w. C) • Svod vzniká nedokonalostí izolačního odporu, ztrátami korónou a má fyzikální povahu vodivosti G Tyto konstanty se obvykle počítají a udávají v tabulkách pro 1 km vedení: Rk, Kroucení vedení: Xk , B k , Gk

Požadavky na vodiče pro stavbu sítí vn a vvn MATERIÁL: • Tvrdá měď – Cu • Polotvrdá měď – jen pro vedení nn • Měkká vyžíhaná měď – jen na vázání • Bronz (Bz), ocel (Fe), hliník (Al), slitiny hliníku (Ald) Ocelohliníková lana: Průřez hliníkového pláště, značka Al. Fe, poměr průřezu hliníkového pláště k průřezu ocelové duše Např. : 120 Al. Fe 6 Při výpočtu a volbě průřezu vodičů je nutné respektovat několik hledisek: • Proudové zatížení vodičů • Dodržení předepsaného úbytku napětí • Mechanická pevnost vodičů • Hospodárnost zvoleného průřezu vodiče Omezování kapacitních proudů: Vodiče zavěšené na stožárech představují vlastně kondenzátory se vzduchovým dielektrikem. Pro každé samostatné vedení se dá stanovit tzv. provozní kapacita [m. F / km]. Jestliže na konci vedení není připojen žádný spotřebič, přesto vedení odebírá ze zdroje jistý proud. Tímto proudem jsou nabíjeny zmíněné kapacity. Kapacitní proudy jsou tím větší, čím jsou vedení delší a velmi obtížně se při poruchových stavech vypínají.

Příklad pracovního listu: Odpovědi na otázky v prezentaci:

Konec prezentace Všechny ostatní materiály a obrázky jsou z archivu autora. © Ing. Václav Opatrný 13