Nové normy ČSN (38)

Nové normy ČSN (38)

Ing. Vincent Csirik, ČSNI

V Mezinárodním elektrotechnickém slovníku je zkrat definován jako náhodné nebo úmyslné spojení přes zanedbatelný odpor nebo impedanci dvou nebo více bodů obvodu, které mají při normálním provozu různá napětí.

Ke zkratu může dojít z různých příčin, z nichž se často uvádějí tyto:

• nedokonalosti a vady elektrických zařízení,
• přepětí,
• nedostatečné dimenzování zařízení,
• chybná manipulace,
• cizí zásahy.

V elektrickém zařízení se zkraty projevují četnými nepříznivými následky, které ve značné míře ohrožují bezpečnost zařízení, bezpečnost provozu a předně bezpečnost obsluhy.

Z uvedených důvodů je třeba elektrické rozvodné soustavy dimenzovat s ohledem na možné zkratové proudy, které vznikají při zkratu. Velikost těchto zkratových proudů se stanovuje výpočtem nebo měřením na modulu.

Základním prostředkem pro určování poměrů při zkratech v elektrických soustavách (při jejich projektování i provozu) je matematické modelování zkratu (tj. výpočet zkratových proudů).

Pro výpočet zkratových proudů v současné době existuje mnoho českých technických norem (např. ČSN IEC 781:1994 (33 3021), ČSN EN 60909-0:2002 (33 3022), ČSN 33 3022-1::2004, ČSN IEC 909-2:1997 (33 3024), ČSN EN 61660-1:1999 (33 3025), ČSN EN 61660--2:1999 (33 3025), ČSN EN 61660-3:2002 (33 3025), ČSN EN 60865-1:1997 (33 3040).

Tento článek je věnován souboru norem IEC 60909 (IEC 909) „Zkratové proudy v trojfázových střídavých soustavách, který se zavádí do soustavy ČSN následovně:

ČSN EN 60909-0 (33 3022) Zkratové proudy v trojfázových střídavých soustavách – Část 0: Výpočet proudu (vydání – květen 2002)
Tato norma je českou verzí evropské normy EN 60909-0:2001, která je identická s IEC 60909-0:2001 a platí pro výpočet zkratových proudů v trojfázových střídavých soustavách nízkého, velmi vysokého a zvláště vysokého napětí (při jmenovitém kmitočtu 50 nebo 60 Hz) a stanovuje základní, použitelné a stručné postupy, které vedou k výsledkům majícím přijatelnou přesnost.

ČSN EN 60909-0 nahradila ČSN 33 3020 ze září 1992 a ČSN 33 3022 z listopadu 1996, které až do 2004-07-01 platily souběžně s novou normou.

ČSN 33 3022-1 Zkratové proudy v trojfázových střídavých soustavách – Část 1: Součinitele pro výpočet zkratových proudů podle IEC 60909-0 (vydání – květen 2004)
Tato norma se zabývá zkratovými proudy v trojfázových střídavých soustavách. Je zaměřena v rámci potřeby na podstatu a aplikaci součinitelů používaných ke splnění požadavků na technickou přesnost a jednoduchost výpočtů zkratových proudů podle IEC 60909-0 (ČSN EN 60909-0). Bližší informace viz nová norma.

ČSN IEC 909-2 (33 3024) Data pro výpočty zkratových proudů v souladu s IEC 909:1988 (vydání – květen 1997)
Tato norma je identickým převzetím IEC 909-2:1992. Obsahuje údaje shromážděné z různých zemí, které jsou nezbytné pro výpočet zkratových proudů (v souladu s IEC 781 a IEC 909). Hlavní údaje jsou v podobě křivek.

Poznámka: Všeobecné údaje elektrického zařízení poskytuje výrobce (na štítku) nebo dodavatel elektřiny, avšak v některých případech tyto údaje nemusí být dostupné.

ČSN EN 60909-3 (33 3022) Zkratové proudy v trojfázových střídavých soustavách – Část 3: Proudy během dvou nesoumístných současných jednofázových zkratů a příspěvky zkratových proudů tekoucích zemí (předpokládané vydání – srpen 2004)
Tato norma bude českou verzí evropské normy EN 60909-3:2003. Ta je identická s IEC 60909-3:2003 a určuje postupy výpočtu předpokládaných zkratových proudů při nesouměrném zkratu v sítích nad 1 kV provozovaných se jmenovitým kmitočtem 50 nebo 60 Hz.

Proudy vypočítané těmito postupy se používají při stanovení indukovaných napětí, dotykových nebo krokových napětí a nárůstu zemního potenciálu ve stanicích (např. rozvodna nebo elektrárna).

Poznámka: IEC TR 60909-4:2000 „Výpočet zkratových proudů v trojfázových střídavých soustavách – Část 4: Příklady výpočtů zkratových proudů“ dosud není zavedena do soustavy ČSN.

Nová norma

ČSN 33 3022-1 Zkratové proudy v trojfázových střídavých soustavách – Část 1: Součinitele pro výpočet zkratových proudů podle IEC 60909-0 (vydání – květen 2004)
Tato norma je identickým převzetím technické zprávy1) IEC TR 60909-1:2002. Nahrazuje ČSN IEC 909-1 a zabývá se zkratovými proudy v trojfázových střídavých soustavách (nová norma se musí používat spolu s ČSN EN 60909-0:2002).

ČSN 33 3022-1 rozpracovává metody IEC 60909-0 (ČSN EN 60909-0:2002) ve výpočtech zkratových proudů a uvádí příklady výpočtů s uvažováním moderních metod.

Norma je rozdělena do těchto kapitol:

• Všeobecně:
  • rozsah platnosti a předmět normy,
  • normativní odkazy,
  • použití součinitelů.
• Součinitele používané v IEC 60909-0:
  • napěťový součinitel c pro ekvivalentní napěťový zdroj v místě zkratu,
  • impedanční korekční součinitele při výpočtu zkratových impedancí generátorů, blokových transformátorů a elektrárenských bloků,
  • impedanční korekční součinitel K_T při výpočtu zkratových impedancí síťových transformátorů,
  • součinitel k pro výpočet nárazového zkratového proudu,
  • součinitel m pro výpočet souměrného zkratového vypínacího proudu,
  • součinitel l(lmax, lmin) pro výpočet ustáleného zkratového proudu,
  • součinitel q pro výpočet zkratového vypínacího proudu asynchronních motorů,
  • součinitele m a n pro výpočet Jouleova integrálu nebo ekvivalentního oteplovacího zkratového proudu.
• Určení příspěvku asynchronních motorů nebo skupin asynchronních motorů (ekvivalentních motorů) k počátečnímu souměrnému rázovému zkratovému proudu.

Dále norma obsahuje 120 vzorců a pět tabulek, usnadňujících její využívání. Její součástí je rozsáhlá bibliografie s 29 tituly z využitých pramenů.

Závěr

Z hlediska zkratové odolnosti je základním předpokladem pro správné dimenzování prvků elektrické rozvodné soustavy znalost zkratových poměrů v místě jejich předpokládané instalace (provozování). Pro výpočet zkratových poměrů v současné době existuje několik počítačových programů. Je však třeba si uvědomit, že tyto programy vycházejí z technických norem platných v době jejich vzniku. Při pořizování počítačových programů pro výpočet zkratových poměrů je zapotřebí tuto skutečnost mít na zřeteli.

(pokračování)

¹⁾ Hlavním úkolem technických komisí IEC je připravovat mezinárodní normy. Jestliže technická komise shromáždila údaje jiného druhu než ty, které jsou běžně publikovány jako mezinárodní norma, např. informace o stavu techniky, může navrhnout zveřejnění technické zprávy.