ЕЛЕКТРАНЕ И РАЗВОДНА ПОСТРОЈЕЊА

I ПРЕДАВАЊЕ

ОВАЈ ДОКУМЕНТ ПРЕДСТАВЉА ДОПУНУ ДОКУМЕНТАERP_I_PREDAVANJE_UVOD_5_3_2012_ZM_ppt

1. УВОД Развођење електричне енергије која се производи у електранама и преноси на велике даљине до потрошаца обавља се у разводним постројењима. Разводна постројења смештају се на отвореном простору и у посебним зградама. За средње нароне, 6 kV, 10 kV, 20 kV и 35 kV, најцелисходније је да разводна постројења буду смештена у зградама. У случају високих напона растојања између проводника су већа, па би због тога и зграде морале да буду врло велике. Ово би имало за последицу да удео цене коштања зграда у укупним трошковима постројења буде значајно велики. Изградња високонапонских постројења (110 kV, 220 kV, 400 kV) због тога је економичнија на отвореном простору. Међутим, опрема за постројења на отвореном простору је скупља због заштите од атмосферских утицаја. Ипак, овај трошак је нижи од трошкова за изградњу зграде за смештај те опреме. Понекад се, ипак, и разводно постројење за напон виши од 35 kV мора поставити у зграду, ако је околна средина у тој мери загађена тако да прекомерно прља и оштећује изолационе делове уграђених високонапонских апарата и опреме или ако у густо насељеној градској средини нема места за постројење на отвореном простору.

1.1. Разводна постројења у зградама У зградама се смештају средњенапонска и нисконапонска отворена постројења и средњенапонска и нисконапонска оклопљена постројења изолована ваздухом.Изузетно, као сто је напоменуто, и високонапонско отворено постројење може бити смештено у згради.У зградама се такође смештају и високонапонска и средњенапонска гасом SF6 изолована оклопољена постројења.

Отворена постројења (постројења са отвореним ћелијама)У случају разводног постројења у електрани, зграда разводног постројења подиже се одвојено од машинске зграде. На тај начин добија се више слободе у распоређивању доводних и одводних водова, јер се све стране разводне зграде могу користити. Осим тога, приступ у зграду могућ је са свих страна, што значајно олакшава уношење и монтажу апарата и опреме. Трансформатори могу бити смештени у машинској згради, у разводној згради и на отвореном простору.У принципу не постоји никаква разлика између зграде разводног постројења у електрани и разводних постојења у преносној или дистрибутивној мрежи осим што у преносној мрежи постоје и разводна постројења која немају трансформатор, већ представљају само чворишта мреже.

Код разводних постројења у зградама, опрема која припада једном одводу смештена је у ћелије. При пројектовању разводног постројења треба обратити пажњу да међусобно растојање појединих фаза и њихова одстојања од земље буду довољно велика и одговарајућа назначеном напону.За постројења с већим струјама кратког споја морају се рачунским путем установити силе које могу да настану између појединих фаза при ударним струјама. Те силе морају бити мање од преломне силе уграђених изолатора. Исто тако, не сме се допустити да сабирнице приликом кратког споја буду претерано напрегнуте у механичком погледу. За сабирнице се употребљавају проводници правоугаоног пуног пресека, осим за мале струје, када могу да се користе и проводници кружног пресека. За веће струје, ради бољег хлађења, употребљава се већи број проводника, који се на малом растојању поређају једни поред других. Примењују се и сабирнице цевастог пресека, као и сабирнице правоугаоног пресека сачињене од два U профила постављена на малом растојању ради бољег хлађења. Сваки одвод одељен је посебним преградним зидом, у коме су постављени проводни изолатори за пролаз сабирница. Овим преграђивањем сабирнице су заштићене од електричног лука. Може се из било ког разлога десити, да се на одводу у ћелији појави електрични лук, који ће кренути навише и доспети у систем сабирница, тежећи да се дуж њих што више удаљи од места на коме се појавио.Разводна постројења могу да буду изведена и тако да између појединих огранака не постоји никакав преградни зид. Преимућство оваквих постројења је у томе што су прегледна и нешто јевтинија. Јасно је да овде постоји могућност да се електрични лук креће кад се појави и да проузрокује кварове у постројењу. Због тога се од случаја до случаја мора испитати да ли треба поставити заштиту од електричног лука.Треба истаћи да су зграде за смештај разводних постројења мање и јевтиније када су одводи изведени кабловима, а не ваздушним водовима. Из тог разлога се ваздушни водови често преводе у каблове испред самог разводног постројења.

Постројења са отвореним ћелијама деле се на четири групе (класе), у зависности од јачине субтранзијентне струје трофазног кратког споја:- класа A: I´´3KS ≤ 15 kA- класа B: 15 kA < I´´3KS ≤ 30 kA- класа C: 30 kA < I´´3KS ≤ 60 kA- класа D: I´´3KS > 60 kA

Оклопљена постројења изолована ваздухомОклопљена постројења изолована ваздухом могу бити смештена и на отвореном простору.

Оклопљена постројења изолована гасом SF6Оклопљена постројења изолована гасом SF6 претежно се примењују за високонапонска постројења. Међутим, постоји потражња и за њиховом применом на средњенапонским нивоима па су неке угледне фирме понудиле и типове за ову намену.

1.2. Разводна постројења на отвореном просторуРазводна постројења за високе нароне (110 kV, 220 kV, 400 kV и више) граде се на отвореном простору зато што је то економичније у односу на смештај таквих постројења у зградама. Постоји више типова по којима се оваква постројења могу градити. Њихова

примена у датом случају зависи од простора којим се располаже, једнополне шеме постројења и других фактора.Класична разводна постројења на отвореном простору су ваздухом изолована.Реконструкција и доградња класичних постројења и изградња нових постројења на отвореном простору базирају се на хибридној технологији.

Разводна постројења на отвореном простору изолована ваздухомПостоје три основна типа ових постројења:- с високим сабирницама- са средње високим сабирницама- с ниским сабирницама.

Постројења са средње високим сабирницама могу бити:- с порталним стубовима- са средњим стубом.

Постројења с ниским сабирницама могу бити:- са ужастим сабирницама- са цевним сабирницама.

Постројења с порталним стубовима могу бити:- с попречним растављачима у тандему- с подужним растављачима у бразди- с пантографским растављачима- са мешаним фазама.

Растављаче, као и све остале делове који су под високим нароном, треба у разводним постројењима на отвореном простору поставити толико високо да се запослени, који у постројењу обављају надзор, могу кретати без опасности. Део разводног постројења који обухвата опрему једног одвода назива се поље. Поље одговара термину ћелије код постројења у зградама.Поља се деле према намени одвода: далеководно, кабловско, трансформаторско, спојно, секционо и мерно.Растављачи могу бити постављени с контактним ножевима паралелно са сабирничким проводницима (у "бразди") или с контактним ножевима попречно на сабирничке проводнике (у "тандему").

Хибридна постројењаХибридна постројења настају уградњом оклопљених уређаја (модула) изолованих гасом SF6 у ваздухом изолована отворена постројења. Постоји више врста гасом SF 6 изолованих модула.

1.3. Избор конструкције разводног постројењаИзбор конструкције разводног постројења зависи од низа фактора: назначени напон, тип прекидача, захтеви у погледу заштите од електричног лука и приступа (додира), прегледност и могућност контроле, расположиви простор за изградњу, шема главних струјних кола и др. С обзиром на конструкцију постоји знатна разлика између разводних постројења средњег напона (од 6 kV до 35 kV) и постројења високог напона (од 60 kV до 400 kV). У савременим постројењима тип прекидача не утиче толико на конструкцију постројења као што је тај утицај био у прошлости, када су се употребљавали уљни прекидачи. Тада је било неопходно да се прекидач одвоји од остале опреме постројења да би се спречило њено оштећење у случају да прекидач експлодира а уље се због тога запали. Новији типови прекидача нису опасни за разводно постројење, па њихов избор не утиче значајније на конструкцију постројења. Највеће разлике у конструкцији постројења за средње напоне постоје у погледу заштите од електричног лука, који може да настане због пробоја или прескока, односно неправилног руковања (отварањем растављача под оптерећењем). Постоје конструкције без икаквих заштитних преграда од материјала отпорног према деловању електричног лука, ни између одвода, ни између сабирница и растављача, ни према ходницима. С друге стране, максимална заштита од електричног лука и додира остварује се у оклопљеним постројењима. Она могу бити оклопљена челичним лимом или оклопом од ливеног челика. Средње решење је конструкција с преградама између ћелија и, за постизање још веће сигурности, с преградама унутар ћелије. Свакако да највећу прегледност и могућност контроле пружају постројења без икаквих преграда, која су и најјевтинија. Насупрот томе, таква постројења су најмање сигурна с обзиром на опасност од електричног лука и практично немају никакву заштиту од додира. Према томе, по конструкцији се разликују отворена и оклопљена постројења. У отворена спадају и постројења с преградама и она без њих. Разводна постројења за средње напоне изводе се и као отворена и као оклопљена и то оклопљена ваздухом изолована и оклопљена гасом изолована. За високе напоне (изнад 35 kV) изводе се као отворена, и то без икаквих преграда, јер је опасност од електричног лука знатно мања због већих размака и мањих струја кратког споја, али и као оклопљена гасом изолована и хибридна (ваздухом и гасом изолована). Отворена разводна постројења за средње напоне изводе по правилу у зградама (само изузетно, за напон од 35 kV, могу се наћи постројења на отвореном простору).Отворена постројења за високе напоне по правилу се граде на отвореном простору. Само у густо насељеним местима или због загађене атмосфере могу се наћи постројења напона вишег од 35 kV у зградама.

1.4. Изградња разводних постројењаИзградња нових постројења и проширење постојећих објеката су уобичајени пројекти у електропривреди. Међутим, због своје сложености, веома мали број запослених су упознати с комплетним процесом који омогућава да ови пројекти бити успешно завршени.Овде ће бити истакнути главни проблеми у вези са овим капиталним пројекатима и дефинисани типова задатака који се морају решити током овог процеса.Постоје три главне врсте електропривредних разводних постројења.Први тип су постројења у електранама. Ови објекти повезују генераторе с преносном мрежом и обезбеђују напајање сопствених потреба електрана.Други тип постројења омогућује пренос великих снага преко преносне мреже и развођење до дистрибутивних центара. Нека од ових постројења обезбеђују само развођење енергије (без трансформатора) док се у другим обавља и трансформација напона.Трећи тип представљају дистрибутивна разводна постројења. Она се обично налазе у близини центара потрошње, али и у самим центрима потрошње, насељеним местима. За остале врсте потрошача електричне енергије намењена су индустријска и специјална разводна постројења. Она се напајају углавном из преносне мреже.

У зависности од врсте опреме која се користи, разводна постројења могу бити- на отвореном простору (спољашња), с ваздухом изолованом опремом- на отвореном простору (спољашња), с комбинованом опремом (хибридна постројења)- у затвореном простору (унутрашња, у зградама), с ваздухом изолованом опремом- у затвореном простору (унутрашња, у зградама), с гасом изолованом опремом- мобилна.

ПланирањеАктиван процес планирања неопходан је да би се започео процес изградње разводног постројења или извршења велике реконструкције. Планери, запослени на оперативним пословима и на пословима одржавања, менаџери и пројектанти укључени су у разматрање таквих питања везаних за изградњу разводног постројења као што су пораст потрошње, стабилност система, поузданост система и капацитет система и њихове процене одређују потребу за изградњом нових или реконструкцијом постојећих постројења. Захтеве потрошача, као што су нове фабрике, итд, треба узети у обзир, као и односе с потрошачима и њихова мишљења. У неким случајевима, и политички фактори утичу на овај процес, као што је случај када је поузданост велики проблем. У овој фази, дефинишу се и процењују елементи окружења и постављају се захтеви у погледу рокова.

Основни преглед захтева може да се резимира на следећи начин.Системски захтеви укључују:- пораст оптерећења- стабилност система- поузданост система- капацитет система.

Кориснички захтеви, укључују- додатно оптерећење

- квалитет енергије- поузданост- односе с корисницима- примедбе корисника- утицај на околину.

Планирање буџетаПошто су установљени главни захтеви у погледу изградње новог постројења као што су напон, снага, број водова, итд, треба да се постави питање финансирања. Ово је типично када почиње истраживање расположивих локација, јер величина потребног простора и локација могу значајно да утичу на цену објекта.Прелиминарне диспозиције и инжењерске процене такође треба обавити у овој фази да би се одредила груба процена трошкова, који затим морају да прођу процену оправданости у буџетском систему.

Треба сачинити и прелиминарне прогнозе потреба за радном снагом у свим врстама радова који ће се обавити у пројектовању, изградњи и пуштању постројења у рад.Овај процес планирања буџета треба да укључи и вредновање пројекта с озиром на приоритете инвеститора и обезбедити општи преглед трошкова и другихпотенцијалних захтева. Треба имати у виду да овај процес може бити годишња обавеза. Сви пројекти у којима новац треба да се троши морају да се ревалоризаују у свакомбуџетском циклусу.

ФинансирањеКада дође време за рад на реализацији пројекта, мора да се покрене процес за добијања финансијских средстава. Финансирање овако значајних објеката као што су разводна постројења, захтева обезбеђење реалних извора финансирања. Сваки поступак јавне набавке услуга и добара захтева и обезбеђење финансијских средстава за њену реализацију. Инвеститор се при томе задужује код финансијских институција сопствене државе или међународних. За добијање кредита неопходно је да се обезбеди одређена документација, као што су претходна студија оправданости, студија оправданости, генерални пројекат, идејни пројекат и др. као и одговарајуће гаранције.Неопходна је координација између пословних јединица инвеститора које раде на реализацији пројекта да би се добили прецизни подаци о трошковима и ускладили реални термински планови. У ово треба да се укључе и детаљне прогнозе ангажовања радне снаге. Информације о реализацији пројекта морају да буду састављене у формату неопходном за подношење одговорнима за праћење и контролу реализације пројекта на свим нивоима руковођења и управљања.

Класичне и нове конструкције постројењаИнжењеринг разводних постројења је сложена мултидисциплинарна функција. Она укључује следеће инжењерске дисциплине:- грађевинарство- електротехнику - машинство- архитектуру- екологију- заштиту на раду- организацију рада.

Традиционално, високонапонска разводна постројења граде се на основу претходно установљене диспозиције и концепције и уобичајених конзервативних захтева. Овај приступ може да ограничи степен слободе увођењу нових решења. Највише што се може постићи са овим приступом јесте увођење нових технологија на бази унапређених стандарда.

Иновативнији приступ је онај који узима у обзир функционалне захтеве као што су системски захтеви и захтеви потрошача и развија алтернативна конструктивна решења. Системски захтеви обухватају назначени напон, назначену учестаност, постојећу конфигурацију система (садашњу и будућу), прикључена оптерећења, преносну мрежу, генераторе, границе промене напона (горњу и доњу), термичка ограничења, ниво струја кратког споја, границе промене учестаности (горњу и доњу), границе стабилности, критично време отклањања квара, ширење система и интерконекцију. Кориснички захтеви укључују питања околне средине (клима, бука, естетика, изливање, приступни путеви), просторна питања, квалитет енергије, поузданост, расположивост, применљивост националних и међународних стандарда, безбедност рачунарских мрежа, могућност проширивања и погодност одржавања.

Обезбеђење локацијеОбезбеђење одговарајуће локације за изградњу разводног постројења може да буде веома дуг процес. Без обзира на то што је просторним планом предвиђена изградања таквог постројења на одређеној локацији, могу да настану проблеми у откупу земљишта за само постројење и за приступне путеве. Нека питања се решавају и судским поступцима, што може значајно да поремети терминске планове реализације пројекта.

За избор локације неопходно је поставити одређене критеријуме који ће омогућити вредновање локације. По правилу, могу се користити следећи критеријуми:- економско вредновање- техничка вредновање- прихватљивост локалне самоуправе.

Економско вредновање обухвата ниво приступачности, почетне инвестиционе трошкове и трошкове животног циклуса.

Технички аспекти, који могу да утичу на процес избора локације, могу бити:

- земљиште: одабрате локацију са минималним земљаним радовима и уклањањем земље;- вода: избегавати близину природне каналске мреже;- вегетација: одабрати нископродуктивне пољопривредне површине или некултивисано земљиште;- заштићена подручја: избегавати локације на заштићеним подручјима;- планови локалне самоуправе: избегавати урбане средине, грађевинско земљиште или земљиште предвиђено за будући развој;- учешће локалне самоуправе: укључити локалну самоуправу у процес одобравања;- топографија: равно, али неизложено поплавама или задржавању воде; - тло: земљиште погодно за изградњу путева и фундирање; ниска електрична отпорност је пожељна;- приступ: једноставан приступ до и од локације ради превоза опреме, оператора и запослених на одржавању; - приступ мрежи: успостављање мрежних коридора (алтернатива: кабловски приступ);- загађење: ризик од оштећења опреме и повећање трошкова одржавања с повећањем нивоа загађености.

Да би се обезбедила прихватљивост локалне самоуправе, препоручује се:- низак профил опреме- поставити постројење у визуелно прикривеном подручју (брда, шуме), друге зграде, дрвеће- користити гасом изоловано постројење (ГИС)- користити боје, декоративно осветљење- користити кабловске водове, насупрот ваздушним.

Остали елементи који могу да утичу на прихватљивост локалне самоуправе су бука и цурење или изливање уља.Ради ублажавања буке која може да се емитује из опреме постројења, треба обратити пажњу на оријентацију постројења у односу на осетљива подручја и коришћење мера за ублажавање буке као што су баријере, оклопи, пејзажна архитектура, као и активно сузбијање буке.

Пројектовање разводног постројењаТри врсте пројеката неопходне су у различитим фазама, до почетка градње постројења:- генерални пројекат- идејни пројекат- главни пројекат.

По завршетку изградње ради се пројекат изведеног објекта. Пројекат изведеног објекта јесте пројекат који приказује изведено стање објекта за потребе експлоатације и одржавања објекта.

При изради пројеката могу да се користе следеће смернице:Основни распоред (диспозиција):- општа концепција постројења- распоред функционалних јединица

- конфигурација сабирница с обзиром на захтевану једнополну шему- место постављања главнине опреме и челичних конструкција с обзиром на захтевану једнополну шему- електрична и сигурносна растојања.Припрема земљишта:- дренажа и ерозија, земљани радови, путеви и приступи, ограде.Темељи:- ископавање, бетонске структуре, израда стубова.Конструкције:- материјали, обрада, заштита од корозије.Зграде:- контролна зграда, типови: зидана, монтажна, итд- зграде за оклопљене уређаје- зграде за гасом изоловане уређаје.Механички системи:- грејање, вентилација и климатизација- вентилација с кућиштем за смањење буке- вентилација зграда за оклопљене и гасом изоловане уређаје- превенција и противпожарна заштита- превенција и заштита од изливања уља.Сабирнице:- круте сабирнице, сабирнице у пакету- ужасте сабирнице – њихање, - цевасте сабирнице,- дозвољена струјна оптерећења- везе - размак фазних проводника- деловање сила при кратком споју.Изолација:- основни изолациони ниво, заштитни изолациони ниво.Изолатори:- порцелански потпорни изолатори- полимерни потпорни изолатори- избор изолатора – стандарди- запрљаност изолатора - нивои загађења и избор пузајућих растојања.Висећи изолатори:- порцелански висећи изолатори- полимерни висећи изолатори- избор висећих изолатора- запрљаност изолатора - нивои загађења и избор пузајућих растојања.Растојања:- електрична растојања- сигурносна растојања.Пренапони:- атмосферски и комутациони пренапони- пренапонска заштита – одводници пренапона

- заштита од атмосферских пренапона - громобранска заштита.Уземљење:- функција система уземљења- напон корака, напон додира- дозвољене границе струја кроз тело- дозвољене границе напона корака и напона додира- отпорност тла- опште смернице за пројектовање.Безбедност постројења:- физичко обезбеђење- електронско обезбеђење.

Изградња постројењаКада су обезбеђени све дозволе и сва неопходна техничка документација, изградња постројења може да почне. Припрема терена може да има значајан утицај на динамику извршења радова. Изградња приступних путева, саобраћајница, паркинга, постројења за намиривање и сервисирање свих врста возила, од путничких до тешких камиона и грађевинских машина, изградња ограда, допремање материјала и опреме, отпремање ископане земље, блато, прашина, отпад и бука могу већ на самом почетку изградње да иритирају становништво и локалну самоуправу.Све ово треба обављати уз поштовање свих прописа како се не би изазвали протести и застоји у изградњи. Сви грађевински, механички, електрични и електронски системи постављају се по мрежном плану. Нарочиту пажњу треба обратити на безбедност локације за време извођења радова, не само ради заштите материјала и опреме, већ и ради заштите од нежељеног приступа.

Пуштање постројења у радКада је завршена изградња свих објеката и уграђена сва опрема, може да започне испитивање различитих система и уношење података у одговарајуће испитне протоколе. Испитивања се обављају према програму и плану, сачињеним на основу одговарајућих стандарда и прописа за сваки систем. Подобност објекта за употребу утврђује се техничким прегледом. Употребна дозвола се издаје када се утврди да је објекат подобан за употребу. Комисија за технички преглед може да предложи надлежном органу да одобри пуштање објекта у пробни рад, под условом да утврди да су за то испуњени услови. Врло је важно темељно чишћење градилишта и потпуно уређење постројења. Коначно уређење постројења, укључујући и засаде одређене вегетације, зависи и од годишњег доба, погодног за њен развој. У складу са усвојеном процедуром, разводно постројење предаје се на употребу инвеститору и започиње са радом.