Presentation: Safety Performance Evaluation of Fence Grounding Configurations in HV Installations

Διερεφνηςη Αςφάλειασ Μεθόδων Γείωςησ Φράχτη ΥΣ YT Τενεκετηόγλου Ανδρζασ - Τηικασ Δθμιτριοσ Θεςςαλονίκθ 2013

Επιβλζπων κακθγθτισ: Π.Ν Μικρόπουλοσ

Σφάλμα Γησ Άμεςθ ι ζμμεςθ γαλβανικι ςφνδεςθ Ενεργοφ αγωγοφ με το ζδαφοσ

Αποτζλεςμα Ανάπτυξθ βθματικϊν και τάςεων επαφισ

Σφςτημα Γείωςησ ΥΣ Σκoπόσ: Αςφάλεια από βθματικζσ και τάςεισ επαφισ ςε περίπτωςθ ςφάλματοσ γθσ - Εγκατάςταςθ θλεκτροδίου γείωςθσ - Γείωςθ αγϊγιμων ανενεργϊν ςτοιχείων ΥΣ - Επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ όπου κρίνεται απαραίτθτο

Πρότυπο: IEEEStd 80-2000

Υπολογιςμοί γειώςεων Προςομοιϊςεισ ςτο CYMgrd και GSA Υπολογιςμοί: - Αντίςταςθ Γείωςθσ (Rg) - Ανφψωςθ δυναμικοφ γθσ: Κφριου θλεκτρόδιου γείωςθσ(GPR) Αυτόνομου Ηλεκτροδίου γείωςθσ(DEP) - Βθματικζσ και τάςεισ επαφισ ςτο φράχτθ

Φράχτησ ΥΣ Είναι προςβάςιμοσ ςτο ευρφ κοινό Για αςφάλεια ςε περίπτωςθ ςφάλματοσ: - Γείωςθ αγϊγιμου φράχτθ ΥΣ ςε: α) αυτόνομο θλεκτρόδιο ι β) πλζγμα γείωςθσ ΥΣ - Επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ όπου κρίνεται απαραίτθτο

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV ρ=87.1Ωm (μονοςτρωματικό), Ιf=30kA, ΙG=24.8kA (πλζγμα γείωςησ)

Γείωςη φράχτη ωσ αυτόνομο ηλεκτρόδιο

Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV Διαμόρφωςθ δυναμικοφ επιφάνειασ Γείωςη φράχτη ωσ αυτόνομο ηλεκτρόδιο

Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV Αςφάλεια από: βθματικζσ και τάςεισ επαφισ βθματικζσ τάςεισ χωρίσ επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ ( Εt70=251V, Es70=338V )

Γείωςθ ωσ αυτόνομο θλεκτρόδιο

Γείωςθ ςτο πλζγμα γείωςθσ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV ρ=87.1Ωm (μονοςτρωματικό), Ιf=30kA, ΙG=24.8kA (πλζγμα γείωςησ)

Γείωςη φράχτη ωσ αυτόνομο ηλεκτρόδιο

Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ (με επζκταςη πλζγματοσ γείωςησ)

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV Διαμόρφωςθ δυναμικοφ επιφάνειασ Γείωςη φράχτη ωσ αυτόνομο ηλεκτρόδιο

Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV Αςφάλεια από: βθματικζσ και τάςεισ επαφισ βθματικζσ τάςεισ χωρίσ επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ ( Εt70=251V, Es70=338V )

Γείωςθ ωσ αυτόνομο θλεκτρόδιο

Γείωςθ ςτο πλζγμα γείωςθσ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 400/150kV ρ=33.5Ωm (μονοςτρωματικό), Ιf=40kA, ΙG=29.2kA (πλζγμα γείωςησ)

Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ (επίδραςη γεωμετρίασ πλζγματοσ)

Φράχτησ ΥΣ 400/150kV Επίδραςθ γεωμετρίασ πλζγματοσ γείωςθσ ςτισ: τάςεισ επαφισ ςτον φράχτθ 1200

εντόσ φρ.(Σενάριο 1) εκτόσ φρ.(Σενάριο 1)

εντόσ φρ.(Σενάριο 2) εκτόσ φρ.(Σενάριο 2)

Etmax(V)

1000 800 600 400

200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

T1-T16

Φράχτησ ΥΣ 400/150kV Επίδραςθ γεωμετρίασ πλζγματοσ γείωςθσ ςτισ: βθματικζσ τάςεισ ςτθν περιοχι του φράχτθ 700

Σενάριο 1

Σενάριο 2

600

Esmax(V)

500 400

300 200 100 0 1

2

3

4

5

6

7

A1-A12

8

9

10 11 12

Φράχτησ ΥΣ 400/150kV Αςφάλεια από: βθματικζσ και τάςεισ επαφισ βθματικζσ τάςεισ χωρίσ επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ ( Εt70=233V, Es70=267V )

Συμπεράςματα Κριτιρια επιλογισ μεκόδου γείωςθσ φράχτθ - Αςφάλεια από βθματικζσ και τάςεισ επαφισ - Απόςταςθ φράχτθ από πλζγμα γείωςθσ ΥΣ - Τεχνικοοικονομικά κριτιρια

Συμπεράςματα Γείωςθ ωσ αυτόνομο θλεκτρόδιο - Συνίςταται για αποςτάςεισ φράχτθ – πλζγματοσ γείωςθσ ΥΣ μεγαλφτερεσ των 5m - Ζχει καλφτερα αποτελζςματα για ςυμμετρία ςτθν απόςταςθ φράχτθ – πλζγματοσ γείωςθσ ΥΣ - Η απόκλιςθ κζςθσ φράχτθ – αυτόνομου θλεκτρόδιου γείωςθσ οδθγεί ςε μεγαλφτερεσ τάςεισ επαφισ - Είναι οικονομικι μζκοδοσ - Προςοχι απαιτείται ςτθν αποφυγι ακοφςιασ γαλβανικισ ςφνδεςθσ φράχτθ με ςτοιχεία που γειϊνονται ςτο πλζγμα ΥΣ

Συμπεράςματα Γείωςθ ςτο πλζγμα ΥΣ - Συνίςταται για μικρζσ αποςτάςεισ φράχτθ – πλζγματοσ γείωςθσ ΥΣ - Ζχει καλφτερα αποτελζςματα με επζκταςθ πλζγματοσ γείωςθσ ςτο εξωτερικό του φράχτθ.

- Η βελτίωςθ γεωμετρίασ πλζγματοσ γείωςθσ ςτθν περιοχι του φράχτθ μειϊνει τάςεισ επαφισ αλλά αυξάνει τισ βθματικζσ ςτο εξωτερικό του.

- Τοποκζτθςθ περιμετρικϊν αγωγϊν γείωςθσ του πλζγματοσ ςε μεγαλφτερο βάκοσ βελτιϊνει τισ βθματικζσ τάςεισ ςτον φράχτθ.

Αποκλίςεισ Προςομοιώςεων

- Μικρζσ αποκλίςεισ ςε Rg, GPR - Μεγαλφτερεσ και χωρίσ ομοιομορφία αποκλίςεισ ςε υπολογιςμό βθματικϊν και τάςεων επαφισ Αιτία: Υπολογιςμόσ δυναμικοφ επιφάνειασ ςε διαφορετικι κζςθ

Ευχαριςτοφμε για τθν προςοχι ςασ

Γεωμετρία ςτροφήσ Η απόκλιςθ κζςθσ φράχτθ – αυτόνομου θλεκτροδίου οδθγεί ςε μεγαλφτερεσ τάςεισ επαφισ

Αςφάλεια Φράχτη ΜΤ πιο δυςμενζσ το ςφάλμα ΜΤ για φράχτθ ΜΤ

Αυτόνομα Ηλεκτρόδια

Αυτόνομο ηλεκτρόδιο Επίδραςθ επζκταςθσ πλζγματοσ γείωςθσ

Τμηματική γείωςη φράχτη

Ειδική αντίςταςη εδάφουσ (ρ) 300000

12 GPR(Περίπτωςθ 2) GPR(Περίπτωςθ 1) DEP(Περίπτωςθ 1) Rg(Περίπτωςθ 2) Rg(Περίπτωςθ 1)

Volts

200000

10 8

150000

6

100000

4

50000

2

0

0 2000

0

500

1000

1500

Rg(Ω)

250000

GPR, DEP, Et, Es: γραμμικι μεταβολι ςε ςχζςθ με ρ Όρια Αςφαλείασ: πολφ μικρι μεταβολι

ρ(Ωμ)

Συμπζραςμα Θζλουμε χαμθλι ειδικι αντίςταςθ εδάφουσ

Προςομοιώςεισ  r11    rn1

r1n    rnn 

 i1   u1         in  un 

rij: αμοιβαία αντίςταςθ rii: ιδία αντίςταςθ ii: διάχυςθ ρευματοσ ςφάλματοσ i ςτοιχείου ui: δυναμικό i ςτοιχείου n: ςφνολο ςτοιχείων

Για κφριο θλεκτρόδιο γείωςθσ: n

i i 1

i

 IG

ui  GPR, i  1,..., n