88
Električna postrojenja Elektroenergetski sustav Prof. dr. sc. Slavko Krajcar; Prof. dr. sc. Ante Marušić

ElPos_predavanje_2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

predavanja fer ep

Citation preview

Page 1: ElPos_predavanje_2

Električna postrojenja Elektroenergetski sustav

Prof. dr. sc. Slavko Krajcar; Prof. dr. sc. Ante Marušić

Page 2: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 2

Sadržaj i raspored

Predavanje 1 – Podjela cvrčaka, O predmetu, Liberalizacija 30.09.14.

07.10.14.

Predavanje 3 – 3f sustavi 14.10.14.

Predavanje 4 – Modeliranje 1 (transformator) 21.10.14.

Predavanje 5 – Modeliranje 2 (generator + ostalo) 28.10.14.

Predavanje 6 – Proračun kratkog spoja 04.11.14.

MI

Predavanje 7 – Glavni elementi postrojenja 11.11.14.

Predavanje 8 – Sklopni uređaji niskog napona 02.12.14.

Predavanje 9 – Energetski i mjerni transformatori, sekundarni sustavi 09.12.14.

Predavanje 10 – Sheme spoja 16.12.14.

Predavanje 11 – Zaštita 13.01.15.

Predavanje 12 – Završna poglavlja (mjerenja, komp. jalove snage, uzemljenje, izolacija) 20.01.15.

ZI

Predavanje 2 – Elektroenergetski sustav

Page 3: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 3 Prozirnica br. 3

O energiji …

Energija, energetske pretvorbe i procesi – osnova svake

civilizacije

Energetski proces - pretvorba jednog oblika energije u drugi

Dostupni oblici energije određuju stupanj razvoja civilizacije

Razvoj (tehnološki) civilizacije prestaje s iscrpljenjem

izvora energije, odnosno s prestankom odvijanja energetskih

procesa

Moderna ljudska civilizacija počiva na električnoj energiji

i na njezinoj pretvorbi u korisne oblike energije

Električna energija nam, između ostalog,

omogućava komunikaciju i “procesiranje znanja”

Outwood vjetranjača (1665.)

Page 4: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 4

Iskorištavanje primarnih oblika energije

Gravitacijska potencijalna

energija odn. energija

položaja (=mgh)

Električna (elektromagnetska)

potencijalna energija (=kQq/r)

Nuklearna energija (fuzije i fisije)

Kinetička energija (=mv2/2)

Energija mirovanja (=m0c2)

Unutrašnja kalorička

energija

Stacionarni oblik energije

Mehanički rad

Toplinska energija

Električna energija

Rad trenja

Prijelazni oblik energije

Page 5: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 5 Prozirnica br. 5

Energija na Zemlji

Sunčevo zračenje

Geotermalno djelovanje – “vlastita“ energija Zemlje

Plima i oseka (Mjesec)

Ljudsko djelovanje (zanemarivo)

- Geotermalna + plima/oseka < 0,04% Sunčeve energije

Sunčevo zračenje:

- opći naziv za energiju koju Sunce emitira u svemir

- izvor je termonuklearna fuzija na Suncu

- na Zemlji se akumulira pomoću fotosinteze (biomasa)

- transformirani oblici (biomasa, vjetar, energija položaja vode itd.)

Page 6: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 6 Prozirnica br. 6

Primarni oblici energije*

Podjela prema nositeljima (gorivima)

- Konvencionalni (drvo, voda, ugljen, plin, nafta, NE) i

- Nekonvencionalni (vjetar, sunce, plin iz škriljevaca (?), nafta iz

škriljevaca (?), geotermalna, plima i oseka i sl.)

Podjele prema drugim parametrima

- Obnovljivosti nositelja (npr. ugljen vs voda)

- Tehničkoj mogućnosti iskorištavanja (npr. sunce vs plin)

- Ekonomskoj opravdanosti iskorištavanja (npr. male vs velike

HE)

- Mogućnosti transporta (npr. voda vs električna energija)

- Mogućnosti uskladištavanja (npr. voda vs električna energija)

- i sl.

*energija koja se nalazi u prirodi

Page 7: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 7

Iskorištavanje primarnih oblika energije

Unutarnja

Potencijalna

Kinetička

...

Primarni oblik energije

Izravno (npr. izgaranjem)

Posredstvom

mehaničkog rada

Posredstvom el.

energije (lokalno)

Posredstvom EES-a

Povijesno

Toplinska

Svjetlosna

Mehanički rad

Korisni oblik energije

Page 8: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 8 Prozirnica br. 8

Nositelji primarnih oblika energije

Konvencionalni (klasični)

- Unutarnja energija: nafta, ugljen, plin

- Potencijalna energija (energija položaja): voda

- Nuklearna energija: fisija (uran, torij)

Nekonvencionalni (aditivni)

- Kinetička energija: vjetar

- Sunčevo zračenje: solarne i fotonaponske elektrane

- Unutarnja energija: uljni škriljevci, bituminozni pijesak, biomasa, bioplin

- Toplinska energija: suhe stijene u Zemljinoj kori, more, vrući izvori

- Potencijalna energija: plima i oseka, valovi

- Nuklearna energija: fuzija lakih atoma

Page 9: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 9

Potrošnja energije

Prehrana po stanovniku

dnevno:

Svijet: 8,4 MJ (2,3 kWh,

2.000 kcal)

Europa: 12,6 MJ (3,5 kWh,

3.000 kcal )

Ukupna potrošnja energije po

stanovniku dnevno:

Svijet: 175 MJ (48,6 kWh)

SAD: 950 MJ (263,9 kWh)

Opskrba energijom (3)

Page 10: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 10 Prozirnica br. 10

Opskrba energijom (2)

Ljudsko biće treba 12,6 MJ (3,5 kWh) energije u hrani kako bi

sa snagom od 60 W moglo raditi 5,5h dnevno (više ne može, iscrpljivalo bi se preko mjere)

Energetski je stupanj djelovanja pritom oko 10%

Kada bismo 175 MJ energije po danu osiguravali ljudskim

radom za svakog bi stanovnika Zemlje trebalo raditi 147

robova

Zaključak – opskrba energijom preko ljudskog rada

je prilično neučinkovita

Page 11: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 11

Električna energija i potrošnja

Otkrićem električne energije

čovječanstvu je omogućeno raspolaganje “golemim” količinama energije na jednostavan način

Posljedica – veliko

povećanje potrošnje energije

Npr. 1 glačalo = 5 volova

Opskrba energijom (3)

5 boškarina

1 glačalo

Page 12: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 12

Iskorištavanje primarnih oblika energije

1 kg drva 1 kg ugljena 1 kg nafte (plina) 1 kg prirodnog

urana 1 kg plutonija 1 kg vode (na visini

h [m]) 1 kg zraka ( brzine v

[m/s])

Primarni oblik energije daje oko ...

1 kWh EE 3 kWh EE 4 kWh EE 50.000 kWh EE 6.000.000 kWh EE 2,778·10-7*g*h kWh

EE 2,778·10-7*v2/2 kWh

EE

Korisni oblik energije

Page 13: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 13

Pohrana energije

1 kg Pb acu. 1 kg Li-ion acu. 1 kg NiCd acu. 1 kg H2 ...

Oblik pohrane ima cca ...

40 Wh EE 200 Wh EE 50 Wh EE 20 kWh EE ...

Korisni oblik energije

Page 14: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 14 Prozirnica br. 14

O električnoj energiji ...

Električna energija je tranzijent u procesu pretvaranja

električne potencijalne energije u neki drugi oblik energije

(mehanički rad, svjetlosnu, potencijalnu, kinetičku,

unutrašnju kaloričku energiju …)

Električna energija je eksergija - može se u potpunosti

pretvoriti u korisne oblike energije

Električna energija je prijelazni oblik energije - ne može se

uskladištiti

Page 15: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 15 Prozirnica br. 15

Proizvodnja i potrošnja el. energije

Prvi glavni stavak termodinamike

- Princip očuvanje energije

- Energija se ne može proizvesti niti potrošiti

Proizvodnja električne energije

- Pretvorba drugih oblika energije u električnu

Potrošnja električne energije

- Pretvorba električne u druge oblike energije koji nam koriste

Gubitci električne energije

- Pretvorba električne u druge oblike energije koji nam ne koriste

Page 16: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 16 Prozirnica br. 16

Usporedba cijena električne energije

Što se može s 1 kWh EE?

- Ispeglati 10 košulja

- Skuhati ručak za četiri osobe

- Gledati televiziju 7 do 10 sati

- Oprati 4 do 5 kg rublja

- Zagrijati 80 litara vode za 10°C

- Osvjetljavati manju sobu 100 sati (žaruljom s

LED izvorom od 10 W)

- Skuhati 70 šalica kave

- Itd ...

Za vježbu malo računajte: Prenesite vi

tisuću vreća cementa iz prizemlja na drugi

kat

Page 17: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 17 Prozirnica br. 17

Elektroenergetski sustav (EES) ponovimo

Sustav koji obuhvaća proizvodnju,

prijenos, raspodjelu i potrošnju električne

energije

Osnovni zadatak - pouzdana, kvalitetna i

ekonomična opskrba potrošača

električnom energijom

Sustav čine:

- Elektrane (proizvođači)

- Trošila (potrošači)

- Rasklopna postrojenja

- (Transformatori)

- Prijenosni vodovi

- Distribucijski vodovi

- (Sustavi za upravljanje, zaštitu, mjerenja,

komunikacije, itd.)

Page 18: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 18 Prozirnica br. 18

Pojednostavljena shema EES-a

Page 19: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 19 Prozirnica br. 19

Elektroenergetski sustav Elektrane

21 24

16 19 20

14

23

13

15

22

3 9 10

4

6

8

7

5

21

18

17

11 12

Page 20: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 20 Prozirnica br. 20

Elektroenergetski sustav Prijenosni vodovi

21 24

16 19 20

14

23

13

15

22

3 9 10

4

6

8

7

5

21

18

17

11 12

Page 21: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 21 Prozirnica br. 21

Elektroenergetski sustav Transformatori

21 24

16 19 20

14

23

13

15

22

3 9 10

4

6

8

7

5

21

18

17

11 12

Page 22: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 22 Prozirnica br. 22

Elektroenergetski sustav Rasklopna postrojenja

21 24

16 19 20

14

23

13

15

22

3 9 10

4

6

8

7

5

21

18

17

11 12

Page 23: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 23 Prozirnica br. 23

Elektroenergetski sustav Distribucija odn. razdjela EE (TS VN/SN)

21 24

16 19 20

14

23

13

15

22

3 9 10

4

6

8

7

5

21

18

17

11 12

Page 24: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 24 Prozirnica br. 24

O elektroenergetskom sustavu

Proizvodnja = potrošnja + gubici (u svakom trenutku rada)

Velika brzina odvijanja prijelaznih procesa

Proizvodnju i potrošnju radne električne energije izmjenične struje prati

proizvodnja i potrošnja jalove električne energije i snage

Stalna neravnomjernosti potražnje električne energije tijekom vremena (godine,

mjeseca, tjedna, dana pa i sata)

Stalna neravnomjernost proizvodnje hidroelektrana, vjetrena elektrana i

fotonaponskih elektrana (ovisna o promjenljivosti dotoka vode, vjetra i Sunčeva zračenja

tijekom vremena)

Generička tehnologija - povezanost sa svim granama gospodarstva i ljudskog

djelovanja - što nužno obvezuje da se planovi razvoja elektroenergetskog

sustava povezuju s drugim planovima razvoja

Page 25: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 25 Prozirnica br. 25

Zašto elektroenergetski sustav?

Mjesto proizvodnje električne energije (na mjestu gdje su dostupni

energenti) i mjesto potrošnje mogu biti udaljeni (neke energente nije

moguće ili bi bilo preskupo transportirati do mjesta potrošnje)

Potrebna rezerva proizvodnih pogona manja

Viši stupanj pouzdanosti koji se ogleda u kontinuitetu isporuke

električne energije (rezervni putovi napajanja)

Niža cijena transporta električne energije od cijene transporta

energenata (iznimka je plin)

Jednostavnije i jeftinije prilagođavanje karakteristikama potrošnje

Page 26: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 26 Prozirnica br. 26

Šibenik

Page 27: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 27 Prozirnica br. 27

Krka (Jaruga)

Page 28: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 28 Prozirnica br. 28

Gradonačelnik Šupuk i surdanici

Page 29: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 29 Prozirnica br. 29

Prvi potpuni elektroenergetski sustav Krka-Šibenik 1895

Voditelji izgradnje

- Gradonačelnik: Ante Šupuk

- Gradski inženjer:

Vjekoslav Meichsner

Izvođač

- Ganz, Budimpešta

Hidroelektrana Jaruga

- Vertikalna turbina, Ganz

(tipa Girard, 320 konjskih

snaga)

- 2-fazni generator, Ganz

(Zipernowsky alternator)

315 okr/min, 42 Hz, 3000 V

Prijenosni vod

- 3000V, 11 km, 360 stupova

- Stakleni izolatori u obliku

bočica

- Telefonska linija

Transformacija

i razvod

- 6 transformatora

- 3000/110 V

- 324 uličnih lampi

(Jabločkov)

Page 30: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 30 Prozirnica br. 30

IEEE milestone

Page 31: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 31 Prozirnica br. 31

Prijenos & razdjela

Prijenos Razdjela

Page 32: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 32 Prozirnica br. 32

Prijenos & razdjela (distribucija)

Transport velikih količina električne

energije od centara proizvodnje

(elektrana) do centara potrošnje

(mjesta, gradova, regija)

Pri visokom naponu

Na velike udaljenosti

Razdioba električne energije unutar

centara potrošnje (mjesta, gradova,

regija,) do krajnjih potrošača (trošila)

Srednji i niski napon

Na manje udaljenosti

Prijenos Razdjela (distribucija)

Page 33: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 33 Prozirnica br. 33

Dio SN razdjelne mreže Zagreba

Page 34: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 34 Prozirnica br. 34

Strukture razdjelnih mreža

A – izvor (npr. TS X/Y kV, brojke - potrošački čvorovi);

Za razliku od visokonaponskih mreža, razdjelne (distributivne) mreže karakterizira i

pogonska otvorenost (bez obzira na prostornu zatvorenost (b i c na slici) što znači da se u

svim pogonskim prilikama svi potrošači napajaju električnom energijom iz samo jednog

smjera;

Ako u prstenastoj mreži ima više izvora (na slici je drugi izvor B) tada se mreža zove

povezna razdjelna mreža (naravno, izvora može biti i više);

a) Radijalna (zrakasta) b) Prstenasta c) Složena (Zamkasta)

(B)

(B)

Page 35: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 35 Prozirnica br. 35

Nazivni napon

Ime naponske razine

Napon koji se pridjeljuje električnoj opremi i dijelovima sustava za

označavanje njihove naponske klase

Nazivni naponi definirani su normama, a primjeri nazivnih napona danas

u primjeni u Hrvatskoj su:

- 400 V (niski napon),

- 10, 20, (30)35 kV (srednji napon),

- 110, 220, 400 kV (visoki napon).

Električna oprema dimenzionirana je tako da u trajnom pogonu može

podnijeti napon nešto veći od nazivnog (npr. 10% na prijenosnim

vodovima), tzv. pogonski napon

Page 36: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 36 Prozirnica br. 36

Prijenosne i distribucijske naponske razine

Page 37: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 37 Prozirnica br. 37

Ravnoteža proizvodnje i potrošnje

Tijekom normalnog rada EES-a, u svakom

trenutku, ukupna proizvedena snaga mora

biti jednaka je zbroju ukupne snage svih

trošila i ukupnih gubitaka snage u sustavu

- Proizvodnja = potrošnja + gubici

Neravnoteža između proizvodnje i potrošnje

- Moguća samo u malim iznosima (značajno manjim od

ukupne snage)

- Neravnoteža djelatne snage - odstupanje

frekvencije

- Neravnoteža jalove snage* - odstupanje napona

* jalova se snaga ne mora proizvoditi na istom mjestu gdje i radna

Page 38: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 38

Tokovi snaga i gubici u mreži (1)

Primjer gubitaka na jednom

nadzemnom vodu

Primjer tokova snage i gubitaka

u dijelu mreže

700 A

Ukupni gubici na vodu 9 MW

509 MW

~

200 km

500 MW

A

B

C

D

E

F

G

100 MW

15,4 MW 15,4 MW

46,2

MW

23

MW

97 MW

Page 39: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 39 Prozirnica br. 39

Prijenos & razdjela (distribucija)

Primjer gubitaka na jednom nadzemnom vodu Primjer tokova snage i gubitaka u dijelu mreže

700 A

Ukupni gubici na vodu 9 MW

509 MW

~

200 km

500 MW

A

B

C

D

E

F

G

100 MW

15,4 MW 15,4 MW

46,2

MW

23

MW

97 MW

proizvodnja potrošnja

B

A

Page 40: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 40 Prozirnica br. 40

Tokovi snaga i gubici u mreži (2)

Električne konstante vodova (zračni ili kabelski)

- U grani (uzdužne)

- Otpor R

- Induktivitet L

- Prema zemlji (poprečne)

- Vodljivost G (zanemariva)

- Kapacitet C

- R – ovisi o materijalu i presjeku

vodiča (Al, AlČe, Cu)

- L i C – ovise o prostornom

rasporedu vodiča i geometrijskoj

slici voda

Page 41: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 41 Prozirnica br. 41

Tokovi snaga i gubici u mreži (3)

Gubici u vodovima

- Struja koja prolazi kroz vodič grije vodič i

stvara gubitke u prijenosu

- Radni gubici u vodičima ~ I2R

- Smanjuju se:

- Povećavanjem naponskih razina (smanjuje se struja (I))

- Povećanjem presjeka vodiča (smanjuje

se radni otpor(R))

Gubici u transformatorima

- “U bakru” - gubici uslijed protoka struje

kroz transformator

- “U željezu” - gubici magnetiziranja jezgre

primjer optimiranja presjeka vodiča vs ulaganja

(s1 do s6 su standardni presjeci vodiča)

Page 42: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 42 Prozirnica br. 42

Ovisnosti opterećenja o ...

Geografskoj lokaciji

Vremenskoj promjenjivosti

Vrsti potrošača

- Kućanstva (rezidencijalni)

- Uprava/trgovine/usluge

(komercijalni)

- Javna potrošnja

(npr. rasvjeta)

- Industrija

Utjecaju ostalih energenata

Velikim događajima itd.

Tipična ljetna i zimska dnevna krivulja opterećenja

(HR, 2006)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

sati

MW

Page 43: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 43 Prozirnica br. 43

Vremenska promjenjivost opterećenja

Godišnje

- Opterećenje uglavnom raste (osim recesija, u slučaju ratova, velikih prirodnih

katastrofa i sl.) zbog:

- Povećanja broja stanovnika

- Porasta životnog standarda

Mjesečno

- Zbog godišnjih doba i drugih ciklusa (npr. sezona odmora i sl.)

Dnevno

- Ovisno o danu u tjednu (radni dan, subota, nedjelja) i

Trenutno

- Električna energija ne koristi se jednoliko tijekom dana

Page 44: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 44 Prozirnica br. 44

HR Dnevna krivulja opterećenja (11.10.2013.)

http://www.hep.hr/ops/hees/dijagram.aspx

Page 45: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 45 Prozirnica br. 45

HR Dnevna krivulja opterećenja (05.10.2014.)

http://www.hops.hr/wps/portal/hr/web/hees/dijagram/dnevni

Page 46: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 46 Prozirnica br. 46

Dnevna krivulja opterećenja (1)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

% v

ršnog o

pte

reće

nja

UKUPNO

KUĆANSTVA

OSTALO

Page 47: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 47 Prozirnica br. 47

Dnevna krivulja opterećenja (2)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

% v

ršnog o

pte

reće

nja

VARIJABILNOOPTEREĆENJE

KONSTANTNOOPTEREĆENJE

Page 48: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 48 Prozirnica br. 48

Pokrivanje dnevnog opterećenja

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t [h]

100

Predviđeno vršno opterećenja

50

5

4.

3.

2.

1.

Snaga regulacijskih elektrana

Stvarna potrošnja

Predviđena potrošnja

1. 2. 3.

4. i 5. Elektrane

% p

red

viđ

en

og

vrš

no

g o

pte

reće

nja

Raspoloživa sanga u elektranama

Page 49: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 49 Prozirnica br. 49

Specifična potrošnja - svijet

Page 50: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 50 Prozirnica br. 50

Specifična potrošnja - Europa

Page 51: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 51 Prozirnica br. 51

Specifična potrošnja – ekonomski pokazatelj

Page 52: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 52 Prozirnica br. 52

Faktor istodobnosti - g

Vjerojatnost da će se maksimalno

opterećenje pojedinog potrošača

dogoditi istovremeno kada i

maksimalno opterećenje sustava

odnosno grupe potrošača (0<g<1)

Vrijednost faktora istodobnosti opada s

brojem promatranih potrošača

pogotovo ako pripadaju različitim

kategorijama

Faktor istodobnosti ima velik utjecaj

na dimenzioniranje elemenata

elektroenergetskog sustava

Glavna

trafostanica

Glavni razvod

Pod-razvod

~3M

Aktivna

mreža

g4

g5

g3

g2

g1

g5 g4 g3 g2 g1<< < <

Page 53: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 53 Prozirnica br. 53

Dimenzioniranje elemenata sustava (1)

strujna naprezanja

naponska naprezanja

Page 54: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 54 Prozirnica br. 54

Dimenzioniranje elemenata sustava (2)

strujna naprezanja (vodič)

Naponska naprezanja

Page 55: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 55

NAPONSKA NAPREZANJA

Page 56: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 56 Prozirnica br. 56

Naponska naprezanja

Nazivni napon – napon po kojem dio mreže dobiva ime

Najviši napon – najviši napon dijela mreže koji se u normalnim uvjetima

pojavljuje u mreži

Podnosivi napon – napon koji mreža mora izdržati u izvanrednim

stanjima (prijelazne pojave pri sklapanju, atmosferska pražnjenja), a da

ne dođe do oštećenja elemenata mreže

- Razlikujemo dvije vrste podnosivog napona:

- Podnosivi napon kroz 1 minutu – najviša efektivna vrijednost napona frekvencije 50

Hz koji uređaj mora izdržati 1 minutu a da ne dođe do proboja ili preskoka

- Udarni napon – tjemena vrijednost napona standardnog oblika prema slici koji uređaj

mora izdržati 5 uzastopnih ispitivanja, a da ne dođe do proboja ili preskoka (ako dođe do

jednog preskoka onda mora izdržati još 10 uzastopnih ispitivanja)

Page 57: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 57 Prozirnica br. 57

Standardni oblik udarnog napona

IEC 1.2/50 μs

100

90

50

30

hrbat

čelo

U [%]

t

Page 58: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 58

STRUJNA NAPREZANJA

Page 59: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 59 Prozirnica br. 59

Strujna naprezanja

Strujna naprezanja – termička naprezanja

Nazivna struja – struja po kojoj se elementi dobivaju naziv, mjerodavna za dimenzioniranja elemenata postrojenja u normalnom pogonu

Pogonska struja – najveća struja u normalnom pogonu koju uređaji moraju trajno izdržati bez poremećaja funkcije

Struje kratkog spoja – struje koje za vrijeme kvara uređaj mora izdržati određeno vrijeme bez poremećaja funkcije

- Razlikujemo tri vrste struja KS

- Termička struja KS

- Udarna struja KS

- Rasklopna struja KS

Page 60: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 60

HRVATSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAV

Page 61: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 61 Prozirnica br. 61

Hrvatski elektroenergetski sustav

Page 62: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 62 Prozirnica br. 62

EES RH 2012.

Page 63: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 63 Prozirnica br. 63

Konvencionalne elektrane u RH

Page 64: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 64 Prozirnica br. 64

HEP ODS – Distribucijska područja

Elektra Zagreb

Elektroprimorje Rijeka

Elektrodalmacija Split

Elektroslavonija Osijek

Elektroistra Pula

Elektra Karlovac

Elektrolika Gospić

Elektra Zadar

Elektra Šibenik

Elektrojug Dubrovnik

Elektra Sisak

Elektra Požega

Elektra Slavonski Brod

Elektra Križ

Elektra Virovitica

Elektra Koprivnica

Elektra Čakovec

Elektra Varaždin

Elektra Zabok

Elektra Bjelovar

Page 65: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 65 Prozirnica br. 65

OIE i hrvatski EES

Na dan 22. rujna 2014. godine

- Ukupno OIE s poticajem 366 MW

- 297 MW vjetrenih elektrana

- 69 MW (fotonaponske, bioplin, biomasa i mHE)

- 1005 proizvodnih objekata

Plan za 2015. godinu

- ukupno 510 MW (sumarno s dosadašnjim)

- 435 MW vjetrenih elektrana

- 25 MW fotonapske elektrane

- 60 MW (biomasa, bioplin i mHE)

Page 66: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 66 Prozirnica br. 66

Dalekovodi i TS u prijenosnoj mreži

Page 67: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 67 Prozirnica br. 67

Po distribucijskim područjima ... (1)

ELEKTRA ZAGREB - TEHNIČKI PODACI O

DISTRIBUCIJSKOM PODRUČJU (prosinac 2011.)

- Ukupno nabavljena električna energija: 4.115.750 MWh

- Ukupno prodana električna energija: 3.755.968 MWh

- Gubici električne energije (nabavljeno / prodano): 8,33 %

- Maksimalno opterećenje dana: 726,98MW

- Ukupno transformatorskih stanica: 4.123

- Ukupna duljina vodova: 17.160 km

- Ukupno kupaca: 536.830

- Broj zaposlenika: 1.393

Page 68: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 68 Prozirnica br. 68

Po distribucijskim područjima ... (2)

ELEKROISTRA PULA - TEHNIČKI PODACI O DISTRIBUCIJSKOM

PODRUČJU (prosinac 2013.)

- Ukupno nabavljena električna energija: 1.161.914 MWh

- Ukupno prodana električna energija:

1.086.448 MWh

- Gubici električne energije (nabavljeno / prodano): 6,49 %

- Maksimalno opterećenje dana: 241 MW

- Ukupno transformatorskih stanica: 2041 kom

- Ukupna duljina vodova: 7.889 km

- Ukupno kupaca: 162.535

- Broj zaposlenika: 441

....

Ukupno HEP ODS (cca) ...

- Ukupno transformatorskih stanica: 30.000 kom

- Ukupno duljina vodova: 130.000 km

Page 69: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 69

ELEKTRIČNA ENERGIJA U RH

Page 70: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 70 Prozirnica br. 70

Proizvodni kapaciteti u RH

https://www.eihp.hr/hrvatski/projekti/EUH_od_45/EUHweb12.pdf

Page 71: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 71 Prozirnica br. 71

Struktura potrošnje električne energije u Republici Hrvatskoj

https://www.eihp.hr/hrvatski/projekti/EUH_od_45/EUHweb12.pdf

Page 72: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 72 Prozirnica br. 72

Jednofazna shema prijenosnog sustava

Page 73: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 73 Prozirnica br. 73

Potrošnja el. en. (GWh/god.) i vršna opterećenja (MW) za razdoblje 2003.-2012.

za info cca:

RH 20 TWh

Norveška 120 TWh

Page 74: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 74 Prozirnica br. 74

Mjesečna potrošnja EE (GWh) i vršna opterećenja (MW) (primjer iz 2006. g.)

Page 75: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 75 Prozirnica br. 75

Dnevni dijagram opterećenja (MWh/h) karakteristična srijeda (primjer 20.12.2006.)

Page 76: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 76 Prozirnica br. 76

Udio pojedinih opskrbljivača 2013

Page 77: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 77 Prozirnica br. 77

Udio pojedinih opskrbljivača srpanj 2014

Page 79: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 79 Prozirnica br. 79

HEP Proizvodnja 2013.

Page 80: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 80 Prozirnica br. 80

Hep Trade – HEP 2013.

Page 81: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 81 Prozirnica br. 81

Bilanca 2005

TE HEP

3692

GWh

HE

6388 GWh

OS

TA

LI 0

GW

h

NEK

2807

GWh

Plo

min

d.o

.o.

14

58

GW

h

NE

TO

UV

OZ

23

62

GW

h

PROIZVODNJA HEP

10683 GWh

UKUPNA PROIZVODNJA

14345 GWh

RASPOLOŽIVA ELEKTRIČNA ENERGIJA

16707 GWh

35

2 G

Wh

GUBICI

PRIJENOSA

56

0 G

Wh

IZRAVNI KUPCI I

VLASTITA

POTROŠNJA

BRUTO POTROŠNJA + IZRAVNA DOBABAVA

NA MREŽI DISTRIBUCIJE 15795 GWh

1570

GWh

GUBICI

DISTRIBUCIJE POTROŠNJA NA MREŽI DISTRIBUCIJE

14225 GWh

Page 82: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 82 Prozirnica br. 82

Bilanca 2013

TE HEP

2629

GWh

HE

8054 GWh

OS

TA

LI

66

7 G

Wh

NEK

2518

GWh

Plo

min

d.o

.o.

14

48

GW

h

NE

TO

UV

OZ

19

73

GW

h

PROIZVODNJA HEP

10683 GWh

UKUPNA PROIZVODNJA

15316 GWh

RASPOLOŽIVA ELEKTRIČNA ENERGIJA

17290 GWh

82

6 G

Wh

GUBICI

PRIJENOSA

48

3 G

Wh

IZRAVNI KUPCI I

VLASTITA

POTROŠNJA

BRUTO POTROŠNJA + IZRAVNA DOBABAVA

NA MREŽI DISTRIBUCIJE 15981 GWh

1459

GWh

GUBICI

DISTRIBUCIJE POTROŠNJA NA MREŽI DISTRIBUCIJE

14522 GWh

Page 83: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 83 Prozirnica br. 83

Volumen trgovanja – HEP 2013.

Page 84: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 84 Prozirnica br. 84

Onečišćujuće tvari – HEP 2013.

Page 85: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 85 Prozirnica br. 85

UCTE 2006 Union pour la Coordination du Transport de l’Electricite Union for the Coordination of Transmission of Electricity

23 zemlje

500 miliona stanovnika

34 operatora

prijenosnih sustava

210000 km vodova

Kapacitet

550 GW

Maksimalno opterećenje

380 GW

Godišnja potrošnja

2300 TWh

Page 86: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 86 Prozirnica br. 86

ENTSOE European Network of Transmission System Operators for Electricity

Page 87: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 87 Prozirnica br. 87

Sustavi u SAD

Page 88: ElPos_predavanje_2

© FER-ZVNE 2014/15 – Električna postrojenja Prozirnica br. 88 Prozirnica br. 88

Rado odgovaramo na pitanja …

Hvala na pozornosti