Gábor András és Tüdős Tibor: Energetikai létesítmények új nagyfeszültségű létesítési szabványának (MSZ EN ) ismertetése Szakmai továbbképzés BPMK

A szabványokról Mi a szabvány Szabványok és jogszabályok A szabvány előírásai nem kötelezőek

Az új szabvány bevezetésének indokoltsága Technikai fejlődés – a régi létesítési szabványok elavultsága Fémoxid túlfeszültség-korlátozók Vákuummegszakítók SF6 gáz mint szigetelőanyag és oltóközeg Elektronika és információtechnika alkalmazása a villamos energiarendszerben, optokábelek Az EU CENELEC tagságunk miatti kötelezettség

Fémoxid túlfeszültség-korlátozók

Vákuummegszakítók A vákuumkamra felépítése

SF6 gáz szigetelőanyag és oltóközeg

Elektronika és információtechnia a villamosenergia területén Digitális védelmek – irányítástechnika Mezőorientált berendezések Számítógépek segítségével Távkezelt állomások és hálózatok A 70-es évek közepétől a magyar gazdaság gondjai miatt a villamos-energetikai gépgyártás fejlődése megrekedt. A kor legfontosabb fejlesztései a hazai alkalmazásbók kb. két évtizedre kimaradtak. A vákuumtechnika a középfeszültségű kapcsoló-készülékek területén, az SF 6 gázszigetelésű kapcsoló-berendezések a nagy- és a középfeszültségű készülékeknél, a szikraköz nélküli (tehát határfeszültség nélkül működő) ZnO túlfeszültség-korlátozás és nem utolsó sorban az elektronika, még inkább a számítástechnika (digitális védelmek) csak a 90-es évek közepétől váltak az áramszolgáltató vállalatok számára beszerezhetővé. A technikai lemaradás miatti két évtizedes felhasználói igénytelenséget a hazai szabványosítás anyagi ellehetetlenülésének két évtizede követte a mai napig. A nagyfeszültségű létesítményekre vonatkozó új műszaki szabályozás, az új szabványok tehát közel fél évszázados lemaradást hivatottak pótolni. A lemaradás a legkevésbé, helyesebben gyakorlatilag nem érzékelhető a védelem- és irányítástechnika területén, ami a szakma felkészültségét és lehetőségeinek kreatív kihasználását dicséri.

MSZ EN :2011 Az új létesítési szabályok alkalmazása csak az új létesítmények esetében alkalmazandó, vagy olyan mértékű rekonstrukciónál, ahol az alaplétesítmény kerül felújításra. A korábbi magyarországi műszaki szabályozás (MSZ szabványok) a Nemzetközi Elektrotechniakai Bizottság (angol rövidítéssel IEC) alapító tagjához méltóan a nemzetközileg falhalmozott tudás bázisán állt (a KGST szabványok ezt csak keleti partnerek irányában tudta befolyásolni), alapállását az elektrotechnikában az 1990-ig tartó időszakban is megőrizte. Az időközben kiteljesedő európai gazdasági együttműködés eredményeképpen létrehozott CENELEC szervezetéhez csatlakozva már több, mint két évtizede erőfeszítéseket teszünk a CENELEC (a leggyakrabban IEC) műszaki szabályozás hazai bevezetésére. Ennek megfelelően az elektrotechnika területét érintő szabványaink alapelvei nem különböztek a nemzetközi és európai szabványoktól. A 900-as évek végéig a villamos készülékek jellemzőit szabványosították, a nagyfeszültségű létesítményekre vonatkozóan a gyakorlatban kialakult szabályokat nemzeti előírásokban rögzítették.

MSZ EN :2011 A szabvány száma:hatályba lépés Megnevezés Megjegyzés MSZ 172/2:1994 Érintésvédelmi szabályzat 1000 V-nál nagyobb feszültségű, nem közvetlenül földelt berendezések MSZ 172/3:1973 Érintésvédelmi szabályzat 1000 V-nál nagyobb feszültségű, közvetlenül földelt berendezések MSZ :1992 Létesítési biztonsági szabályzat 1000 V-nál nem nagyobb feszültségű erősáramú villamos berendezések számára Helyhezkötött akkumulátorok telepítése, akkumulátorhelyiségek és töltőállomások létesítése Hatályos MSZ EN :2001 Akkumulátorok és akkumulátortelepek biztonsági előírásai. 2. rész: Helyhez kötött akkumulátorok Hatályos MSZ 1610/1:1970 Létesítési biztonsági szabályzat 1000 V-nál nagyobb feszültségű erősáramú villamos berendezések számára. Általános előírások és száraz helyiségre vonatkozó előírások MSZ 1610/5:1970 Létesítési biztonsági szabályzat 1000 V-nál nagyobb feszültségű erősáramú villamos berendezések számára. Villamos kezelőterek és laboratóriumok

MSZ EN :2011 MSZ :1979 Erőművi-, transzformátor- és kapcsolóállomások villamos berendezéseinek színnel való jelölése és vezetékeinek sorrendje Hatályos MSZ :1989 Erőművi-, transzformátor- és kapcsolóállomások új villamos berendezések minőségi vizsgálatainak és üzembe helyezésének műszaki követelményei Hatályos MSZ :1986 +M1: kV-os berendezések túlfeszültségvédelme Hatályos MSZ :1988 Közvetlenül gyűjtősínre kapcsolt generátorok védelme Hatályos MSZ :1988 Nagyfeszültségű szigetelőláncok ívállóságának vizsgálata Hatályos

MSZ EN :2011 MSZ 15688:2009 Villamos energiafejlesztő, átalakító és elosztó berendezések tűzvédelme Hatályos MSZ 15985: kV feszültségű szabadvezetékek és gyűjtősínek relévédelmi és automatika rendszere Hatályos MSZ 15986: kV/középfeszültségű hálózati, valamint erőművi kooperációs és segédüzemi transzformátorok relévédelmi és automatika rendszere Hatályos MSZ 15987:1999 Egységkapcsolású generátor-transzformátor-vezeték blokk villamos védelmi rendszere Hatályos MSZ 15988: kV feszültségű vezetékek és gyűjtősínek relévédelmi és automatika rendszere Hatályos MSZ 15989: kV feszültségű hálózatok transzformátorainak és csillagponti berendezéseinek relévédelmi és automatika rendszere Hatályos

MSZ EN :2011 Az MSZ EN :2011 főbb fejezetei ELŐSZÓ UTMUTATÓ 1. Tárgy 2. Hivatkozott szabványok 3. Fogalmak és meghatározások 4. Alapvető követelmények (MSZ 1610/1:1970) 5. Szigetelés (MSZ 1610/1:1970, MSZ 1610/5:1970) 6. Berendezések (MSZ 1610/5:1970) 7. Létesítmények (MSZ 1610/1:1970, MSZ 1610/5:1970) 8. Biztonsági előírások (MSZ 172/2:1994, MSZ 172/3:1973, MSZ 1610/1:1970, MSZ 1610/5:1970) 9. Védelem, irányítástechnika és segédüzemi rendszerek (MSZ – MSZ szabványsorozat) 10. Földelő-rendszerek (MSZ 172/2:1994, MSZ 172/3:1973) 11. Felügyelet és vizsgálatok 12. Működési és karbantartási utasítások Mellékletek

MSZ EN :2011 A legfontosabb eltérések a korábbi előírásokhoz képest fejezet: A létesítésnél betartandó távolságok rajzokkal is illusztrált adatai (1 – 5 ábrák [az ábrák és táblázatok a mellékletben szerepeljenek]) 7.5 fejezet: Épületek létesítése 8.7 fejezet: Tűz elleni védelem ábrákkal segített előírások (6 – 11 ábrák, a 3. táblázatban a transzformátorokra előírt biztonsági távolságok lényegesen enyhébbek, mint az MSZ ban!) fejezet: A transzformátor kőágy vízszintes méretei haladják meg a transzformátor olajjal töltött magasságának 20 %-ával a transzformátor vízszintes méreteit 10. fejezet (MSZ EN 50522:2011) Új megközelítés, részletes szabályozás a megengedett érintési- és lépésfeszültségekre, valamint a transzfer potenciálra (az állomás potenciálemelkedése a gyakorlatilag végtelen távoli helyhez képest)

MSZ EN :2011 A korábbi szabványokban nem szereplő előírások: fejezet: Emberekre megengedett villamos és mágneses tér-igénybevételek figyelembe vétele fejezet: Harmonikusokra való méretezés 4.3.9, fejezet Földrengésre, Vibrációra méretezés fejezet:Zajra méretezés 7.4 fejezet:Típusvizsgált kapcsoló-berendezések, különösen SF6 gáztöltésű fémtokozott berendezések tervezése, létesítése – fejezet: Szigetelő folyadék- vagy SF 6 gáz- szivárgás

MSZ EN : fejezet: SF 6 gázkezelés 9.6 fejezet: A vezérlő rendszerek elektromágneses kompatibilitásának alapszabályai 10. fejezet (MSZ EN 50522:2011) Új megközelítés, részletes szabályozás a megengedett érintési- és lépésfeszültségekre, valamint a transzfer (az állomás fotenciálemelkedése) potenciálra fejezet: A tervezés során valamennyi földzárlatfajtára (FN, 2FN, kettős FN 3FN) meg kell vizsgálni az érintés- és lépésfeszültség, valamint a transzfer potenciál értékét.

MSZ EN :2011 Az MSZ 1610/5-höz képest a leglényegesebb változás, hogy a nagyfeszültségű szabadtéri kapcsoló-berendezésben a megközelíthető részeken 2250 mm magasság alatt csak földelt fém részek lehetnek. Ez a méret a visszavont szabványban nem szerepelt. Az MSZ EN szabvány 7.5 fejezete írja elő az épületekre vonatkozó követelményeket. A fejezetben az MSZ EN szabvány tárgyát képező Nagy/középfeszültségű gyárilag előszerelt alállomsokat nem tekinti épületnek. A fejezetben előírja, hogy az épületeket, helyiségeket belső íves zárlatkor keletkező túlnyomásra is méretezni kell.

MSZ EN :2011 A fejezetben a laikus környezet által elérhető ablakokra vagy törhetetlenséget, vagy árnyékolt üveget, vagy legalább 1,8 m magas beépítési szintet ír elő. A fejezetben a legkisebb méretekre vonatkozóan a folyosók szélességét 800 mm, a menekülő útvonalak semmivel és semmikor nem korlátozható szélességét 500 mm, a szereléshez, karbantartáshoz a berendezés mozgatásán felüli útvonal-szélességet 500 mm értékben határozza meg. A menekülő útvonalon a cellaajtóknak a menekülés irányában kell záródniuk, hosszuk ≤52 kV-os berendezéseknél a 20 m-t, nagyobb feszültségszinten a 40 m-t nem haladhatják meg. A kábelcsatornákat kivéve a helyiségek belmagassága legalább 2 m legyen (amit természetesen a beépített berendezés méretei és gyártójának ívállósággal kapcsolatos előírásai szabnak meg). A fejezetben az ajtók legkisebb magasságát 2 m-ben, szabad szélességét 750 mm-ben határozza meg. Az ajtónak kívülről csak biztonsági zárral, belülről kulcs, eszköz nélkül nyithatónak kell lennie. A fejezetben a transzformátor-helyiségek szellőzésére a természetes szellőzést részesíti előnyben.

MSZ EN :2011 A transzformátorok alá előírt kőágy méretére vonatkozóan is van eltérés. Míg az MSZ EN a magasság függvényében adja meg a kőágy vízszintes méreteit, addig az MSZ a transzformátor vízszintes méretéhez minden oldalon 0,5 m-t ad hozzá. ez az 5 m-nél magasabb transzformátoroknál már nagyobb kőágyat eredményez, mint az eddigi előírás. A transzformátorok tűzvédelmi előírásaiban jelentős változás a tűzvédelmi falak létesítésére vonatkozik, enyhítve az MSZ előírásait: a fal magassága nem kell, hogy meghaladja az olajt tartalmazó elem (pl. konzervátor) magasságát, a fal szélessége a nagyobb vízszintes méretű kőágy méretével legyen azonos.

MSZ EN :2011 Az MSZ 1610/5 szabvány keletkezésének időpontjában a villamos energiaellátást forradalmasító négy technika még nem volt mindennapi gyakorlat, következésképpen a szabályozásban sem szerepelhetett. Ezek közül a nagyfeszültségű kapcsoló-berendezések fejlődésének meghatározó egyik eleme az SF 6 gáz szigetelőanyagként (villamos szilárdsága a levegő többszöröse) és ívoltó közegként (termikus időállandója 1 µs, regenerálódó képessége óriási) történő alkalmazása volt. Az előnyös tulajdonságoknak az optimális kiaknázása azonban a létesítés során járulékos megoldásokat igényelt. Az 5-6 bar túlnyomás napjaink technológiájában nem nagy kihívás, de a karbantartás-mentességi célok miatt célszerű volt a gázszivárgást 0,5 %-ra csökkenteni. A nagyfeszültségeken a dm nagyságrendű szakaszolási távolság és a lassú kés- mozgás a kis kapcsolt kapacitások miatt kis energiájú, de rendkívül nagy, MHz frekvenciájú kapacitív átütéseket generál, ami a 0,5 m hosszú külső földelővezető mentén 10 kV nagyságrendű túlfeszültségeket indukál. A belső meghibásodás (bár nagyon kis valószínűségű, de nem kizárható esemény. A nagy energiájú ív roncsoló hatását a fázisonkénti tokozással és a funkcionális cellák rekeszenként különálló gáztartályként üzemeltetik.

MSZ EN :2011 A kis távolságok miatt nem csak a kezelőszemélyzetet kell megóvni a normál üzemi és meghibásodáskor előálló igénybevételektől, de a 10 kV nagyságú zavarfeszültségek a digitális technika feszültségszintjénél 8-9 nagyságrenddel nagyobbak. Nem meglepő tehát, hogy nagyfeszültségű, gyárilag összeszerelt kapcsoló- berendezés (GIS) jellemzőinek gondos megadása a beruházó, majdani üzemeltető és tervező (adott esetben műszaki szakértő) összehangolt tevékenységeként állhat elő. A tervek elkészítéséhez a három szakma kiegészül a gyártóval, a sikeres gyári vizsgálatok után pedig a kivitelezőnek is meg kell érteni a nem szokásos feladatot: Különleges épület az alkalmazott földelőrendszer, a keletkező túlnyomás elviselésére, levezetésére,a szellőzés igényei, a gyárban mezőként összeszerelt, több tonnás darabok helyszíni mozgatása, nem az építőiparban szokásos szerelői precizitás. A villamos kivitelező oldalán a nagy súlyú cellák precíz illesztése, a füldelő- és EPH rendszerek terv szerinti, a szekunder rendszerek szinte laboratóriumi pontosságú szerelése, a nagyfeszültségű kábelek tokozásba szerelése, azzal, hogy ha az átvezetőben hiba lesz, a méregdrága tokozott is sérül.

MSZ EN :2011 Újabb keletű probléma a nagyfeszültségű megszakítókban és kapcsoló- berendezésekben található SF 6 gáz-szívárgás kezelése. Tekintettel arra, hogy az EU és hazai jogszabályok az ózonréteget veszélyeztető anyaggá minősítették az SF 6 gázt, a beruházónak, a tervezőnek és az üzemeltetőnek is előírt feladatai vannak: 310/2008. (XII.20.) és 14/Kormányrendelet az ózonréteget lebontó anyagokkal és egyes fluortartalmú üvegházhatású gázokkal kapcsolatos tevékenységekről A jogszabály előírja a gázt tartalmazó termék gyártójának és az alállomás tervezőnek, hogy adja meg a készülékek SF 6 gáztartamát. Az üzemeltetőnek minden évben jelentést kell tennie a kijelölt szervnek (ez jelenleg a MEE) az üzemeltetésében lévő berendezésekben található gázmennyiségéről. Valamennyi termék gyártójának a készülék, berendezés leszállításához a gépkönyv tartozik. Ennek tárgya a gyártó által előírt szívárgási jellemzők megadása, a figyelés leírása, az üzemeltető feladatainak ismertetése. A gépkönyvből gyakran kimaradó rész az SF 6 gázkezelés leírása. Az IEC/TR Nagyfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések 303. rész: A kén-hexafluorid SF6 használata és kezelése szabvány foglalkozik az elméleti és gyakorlati kérdésekkel.

MSZ EN :2011 A nagy-és kisfrekvenciájú zavartatás elleni intézkedéseket a hazai gyakorlat ismeri és alkalmazza: I/O jelzőkörök fémes elválasztása szűrőkörök, vagy kiegészítő tápáramkörök feszültsékorlátozó eszközök beépítése Ezeket a vezérlő áramkörökben kell alkalmazni. A korábbi, SF6 gázszigetelésű kapcsoló-berendezéseknél említettek ebben a fejezetben is megjelennek, mint ajánlott eljárások: Az épület betonvasalásának a lehető legtöbb ponton történő földelése A GIS ház és az átvezetők nagy- és kisfrekvenciás zavarokra méretezett földelése, a falak és födémek betonvasalásának minél sűrűbb földelése A szekunder rendszer érzéketlenségének mérésekkel igazolása Kiegészítő intézkedések: A vezérlőkábelek földelt fém csőben vezetése Ahol lehet a szekunder kábelek külső burkolata fém legyen ahol lehet, optikai kábelt alkalmazzanak.

MSZ EN :2011 Köszönöm a figyelmet!