Osnovne Koncepcije i Topologije Agregatskih Postrojenja

OSNOVNE KONCEPCIJE I OSNOVNE KONCEPCIJE I TOPOLOGIJE AGREGATSKIH TOPOLOGIJE AGREGATSKIH

POSTROJENJAPOSTROJENJA

Zoran Rojnić, dipl. ing. el., Veljko Brečević, Aquadac Zoran Rojnić, dipl. ing. el., Veljko Brečević, Aquadac d.o.o., d.o.o.,

Pula, Trg 1. istarske brigade 10Pula, Trg 1. istarske brigade 10

Sažetak:Sažetak:

Kvaliteta i besprekidnost opskrbe električnom energijom Kvaliteta i besprekidnost opskrbe električnom energijom građevine može se postići primjenom više različitih građevine može se postići primjenom više različitih izvora električne struje, kao što su osnovna distributivna izvora električne struje, kao što su osnovna distributivna mreža, agregatska rezervna napajanja, statički sustavi mreža, agregatska rezervna napajanja, statički sustavi za neprekidna napajanja. Sigurnost i kvaliteta napajanja za neprekidna napajanja. Sigurnost i kvaliteta napajanja ovisi o zajedničkom djelovanju gore navedenih ovisi o zajedničkom djelovanju gore navedenih čimbenika kao cjeline.čimbenika kao cjeline. Tema ovog članka se koncentrira Tema ovog članka se koncentrira na različite konfiguracije i načine rada agregatskih na različite konfiguracije i načine rada agregatskih postrojenja, s naglaskom na sustave paralelnog rada postrojenja, s naglaskom na sustave paralelnog rada više agregata međusobno ili paralelnog rada s više agregata međusobno ili paralelnog rada s distributivnom mrežom.distributivnom mrežom.

1. UVOD1. UVOD

Potreba za ostvarenjem besprekidnosti i povećanjem Potreba za ostvarenjem besprekidnosti i povećanjem pouzdanosti opskrbe el. energijom određene građevine pouzdanosti opskrbe el. energijom određene građevine ili kompleksa. Osnovni načini rada su samostalan ili ili kompleksa. Osnovni načini rada su samostalan ili otočni rad DEA, paralelni rad s distributivnom mrežom i otočni rad DEA, paralelni rad s distributivnom mrežom i kombinacije.kombinacije.

U primjeni kao pričuvni izvori energije, obično su u U primjeni kao pričuvni izvori energije, obično su u kombinaciji TS i DEA. Ovisno o veličini građevine i kombinaciji TS i DEA. Ovisno o veličini građevine i kompleksnosti osnovnog napajanja, povećava se i opseg kompleksnosti osnovnog napajanja, povećava se i opseg cjelokupnog električnog razvoda. cjelokupnog električnog razvoda.

Mrežno napajanje u kombinaciji s DEA je praktički Mrežno napajanje u kombinaciji s DEA je praktički električna centrala građevine i tako je treba tretirati - kao električna centrala građevine i tako je treba tretirati - kao cjelinucjelinu

2. PRIMJENA I MOGUĆNOSTI 2. PRIMJENA I MOGUĆNOSTI DEA (DIESEL EL. AGREGATA)DEA (DIESEL EL. AGREGATA)Osnovna namjena DEA:Osnovna namjena DEA:

je osiguravanje besprekidnosti napajanja ili smanjenje prekida u je osiguravanje besprekidnosti napajanja ili smanjenje prekida u napajanju na minimalno vrijeme. Pri tome se kontinuirano vrši napajanju na minimalno vrijeme. Pri tome se kontinuirano vrši provjera mrežnog napajanja provjera mrežnog napajanja

Ostale mogućnosti:Ostale mogućnosti:

U kombinaciji sa statičkim sustavom besprekidnog napajanja (UPS) U kombinaciji sa statičkim sustavom besprekidnog napajanja (UPS) produžava se vremenska autonomija rada, bez potrebe produžava se vremenska autonomija rada, bez potrebe predimenzioniranja baterija UPS-a.predimenzioniranja baterija UPS-a.

Rezervno napajanje za vrijeme periodičnih radova održavanja na Rezervno napajanje za vrijeme periodičnih radova održavanja na TS i energetskom razvoduTS i energetskom razvodu

Smanjenje vršne snage - potrebna je realna procjena isplativostiSmanjenje vršne snage - potrebna je realna procjena isplativosti Korištenje energije koja je nastala određenom tehnologijom Korištenje energije koja je nastala određenom tehnologijom

(petrokemije, toplane) (petrokemije, toplane)

3. UOBIČAJNI IZVORI 3. UOBIČAJNI IZVORI NAPAJANJA GRAĐEVINANAPAJANJA GRAĐEVINA

Napajanje građevina isključivo distributivnom el. Napajanje građevina isključivo distributivnom el. mrežommrežom

Kombinirano - mreža i dodatni izvori:Kombinirano - mreža i dodatni izvori: jedan ili više transformatora i jedan ili više DEA i UPSjedan ili više transformatora i jedan ili više DEA i UPS transformatori, DEA, UPS, obnovljivi (alternativni) transformatori, DEA, UPS, obnovljivi (alternativni)

izvori (solarne ćelije s akumulatorima i pretvaračima izvori (solarne ćelije s akumulatorima i pretvaračima napona (DCnapona (DCAC), manji ili veći generatori pogonjeni AC), manji ili veći generatori pogonjeni vjetromvjetrom

4. PODRUČJA NAZIVNIH 4. PODRUČJA NAZIVNIH PODATAKA DEAPODATAKA DEA

4.1. Naponske razine DEA:4.1. Naponske razine DEA: Obično se primjenjuju trofazni agregati napona Obično se primjenjuju trofazni agregati napona

400/231V, 50Hz. 400/231V, 50Hz. U nekim industrijama se koristi napon 660V, U nekim industrijama se koristi napon 660V,

50Hz.50Hz. Na srednjem naponu se obično pojavljuju Na srednjem naponu se obično pojavljuju

generatori napona 3 i 6 kVgeneratori napona 3 i 6 kV

Valja napomenuti primjenu niskonaponskih Valja napomenuti primjenu niskonaponskih generatora u razvodima srednjeg napona u generatora u razvodima srednjeg napona u kombinaciji s transformatorima. kombinaciji s transformatorima.

4. PODRUČJA NAZIVNIH 4. PODRUČJA NAZIVNIH PODATAKA DEAPODATAKA DEA

4.2. Područje snage4.2. Područje snage DEA se proizvode standardno u području od DEA se proizvode standardno u području od

nekoliko desetaka pa do 3300 kVA, 400V.nekoliko desetaka pa do 3300 kVA, 400V. Ograničenje snage povezano je sa snagom Ograničenje snage povezano je sa snagom

pogonskog diesel motora, odnosno njegovim pogonskog diesel motora, odnosno njegovim dimenzijama, koje su prihvatljive za ugradnju u dimenzijama, koje su prihvatljive za ugradnju u neku građevinu, dok odabir naponske razine neku građevinu, dok odabir naponske razine direktno utječe na dimenzije generatora i direktno utječe na dimenzije generatora i razvodnih ormara. razvodnih ormara.

4. PODRUČJA NAZIVNIH 4. PODRUČJA NAZIVNIH PODATAKA DEA - ograničenjaPODATAKA DEA - ograničenja

Na niskom naponu primjerice za agregat snage Na niskom naponu primjerice za agregat snage 1500 kVA, nazivna struja je 2164 A, pa su 1500 kVA, nazivna struja je 2164 A, pa su potrebne bakrene sabirnice presjeka 900 mm2 i potrebne bakrene sabirnice presjeka 900 mm2 i približno pet žila kabela s vodičima od 240 približno pet žila kabela s vodičima od 240 mm2,Cu po fazi.mm2,Cu po fazi.

Drugi limit se pojavljuje u aplikacijama s Drugi limit se pojavljuje u aplikacijama s paralelnim radom agregata i mreže, jer su struje paralelnim radom agregata i mreže, jer su struje kratkog spoja veće, pa se pojavljuju limiti, ne kratkog spoja veće, pa se pojavljuju limiti, ne samo u izboru nove opreme, već je moguć i samo u izboru nove opreme, već je moguć i znatan utjecaj na postojeće komponente znatan utjecaj na postojeće komponente instalacija, odnosno mreže. instalacija, odnosno mreže.

5. BROJ AGREGATA5. BROJ AGREGATA

Pri projektiranju, nakon što se odredi Pri projektiranju, nakon što se odredi potrebna snaga agregatskog napajanja, potrebna snaga agregatskog napajanja, otvara se pitanje koliko agregata ugraditi? otvara se pitanje koliko agregata ugraditi?

Sustav napajanja koji zahtijeva visoku Sustav napajanja koji zahtijeva visoku razinu pouzdanosti napajanja, u pravilu se razinu pouzdanosti napajanja, u pravilu se ne bi trebao bazirati na jednom agregatu. ne bi trebao bazirati na jednom agregatu.


Ušteda se može ostvariti odgovarajućom Ušteda se može ostvariti odgovarajućom podjelom i izvedbom el. instalacija, tako da se podjelom i izvedbom el. instalacija, tako da se trošila podijele po prioritetima. Trošila najnižeg trošila podijele po prioritetima. Trošila najnižeg prioriteta mogu se ostaviti samo na mrežnom prioriteta mogu se ostaviti samo na mrežnom napajanju. Ostalu grupu ili grupe čine trošila napajanju. Ostalu grupu ili grupe čine trošila višeg prioriteta. Tako je moguća selektivna višeg prioriteta. Tako je moguća selektivna redukcija snage isključivanjem manje važnih redukcija snage isključivanjem manje važnih trošila u slučaju kvara i djelomičnog pada trošila u slučaju kvara i djelomičnog pada sustava rezervnog napajanja. Električna sustava rezervnog napajanja. Električna instalacija, koja to omogućuje mora biti pažljivo instalacija, koja to omogućuje mora biti pažljivo projektiranaprojektirana ..


Broj agregata ovisan je znatno i o Broj agregata ovisan je znatno i o predviđenoj konfiguraciji sistema (otočno, predviđenoj konfiguraciji sistema (otočno, više agregata paralelno, paralelno s više agregata paralelno, paralelno s mrežom), kao i o broju i snazi TS kojima mrežom), kao i o broju i snazi TS kojima se građevina normalno napaja. se građevina normalno napaja.

6. OSNOVNE KONFIGURACIJE I 6. OSNOVNE KONFIGURACIJE I SVOJSTVASVOJSTVA

Pojedinačni način rada DEA, uključujući i više agregata koji napajaju Pojedinačni način rada DEA, uključujući i više agregata koji napajaju odvojene dijelove instalacije. Obično podrazumijeva električnu i odvojene dijelove instalacije. Obično podrazumijeva električnu i mehaničku (ako je moguće) blokadu između mrežnog i mehaničku (ako je moguće) blokadu između mrežnog i generatorskog prekidača i dva prekida u napajanju. Prvi prekid generatorskog prekidača i dva prekida u napajanju. Prvi prekid nastane pri ispadu mreže i obično traje oko 15s, drugi prekid pri nastane pri ispadu mreže i obično traje oko 15s, drugi prekid pri povratku mreže, čije trajanje je podesivo i obično iznosi 1-2s (može povratku mreže, čije trajanje je podesivo i obično iznosi 1-2s (može se proizvoljno produžiti). se proizvoljno produžiti).

6.1.6.1. PojedinačniPojedinačni rad DEA rad DEA

G R-L

6. OSNOVNE KONFIGURACIJE I SVOJSTVA6. OSNOVNE KONFIGURACIJE I SVOJSTVA

6.1.2. 6.1.2. OdvojeneOdvojene mrežna i generatorska sabirnicamrežna i generatorska sabirnica

Tr

Qm

TROŠILA 1

G

GEN

Qg

Qt1

TROŠILA 2

Qt2

TROŠILA 3(prioritetna)

Qm

Qm


više distribucijskih ormara na različitim više distribucijskih ormara na različitim lokacijama građevine napajanih iz različitih lokacijama građevine napajanih iz različitih mrežnih izvora. Sistem sadrži više ATS mrežnih izvora. Sistem sadrži više ATS prekidača. Do svakog novog ATS prekidača. Do svakog novog ATS ormarića dovede se generatorski napon i ormarića dovede se generatorski napon i signalni kabeli, a mrežni izvor se koristi signalni kabeli, a mrežni izvor se koristi postojeći.postojeći.

6.1.3. 6.1.3. Distribuirano napajanjeDistribuirano napajanje


svaki transformatora ima svoj par - generator. Moguća je ugradnja svaki transformatora ima svoj par - generator. Moguća je ugradnja prekidača Qsp koji se smije uključiti pod strogo kontroliranim prekidača Qsp koji se smije uključiti pod strogo kontroliranim uvjetima. Budući ovaj sustav nije predviđen za paralelni rad, onda uvjetima. Budući ovaj sustav nije predviđen za paralelni rad, onda ne smiju istovremeno biti uključeni Qg1 & Qg2. Nedostatak je što je ne smiju istovremeno biti uključeni Qg1 & Qg2. Nedostatak je što je moguće izvesti samo električnu blokadu između Q1g i Q2g. moguće izvesti samo električnu blokadu između Q1g i Q2g. Dodatna mjera je da se onemogući start agregata čiji prekidač mora Dodatna mjera je da se onemogući start agregata čiji prekidač mora ostati isključen. Tr1 i Tr2 predvidjeti za paralelan rad, a shodno ostati isključen. Tr1 i Tr2 predvidjeti za paralelan rad, a shodno tome i ostalu sklopnu opremu.tome i ostalu sklopnu opremu.

6.1.4. 6.1.4. Više sabirnica trošila napajanih iz različitih transformatora iViše sabirnica trošila napajanih iz različitih transformatora iodgovarajućim brojem agregataodgovarajućim brojem agregata

G

GEN1

Q1g

Tr1

TROŠILA 1

Q1m

G

GEN2Tr2

TROŠILA2

Q2m

Qsp


Dva DEA su pričuva jedan Dva DEA su pričuva jedan drugome. U slučaju primjene drugome. U slučaju primjene motornih prekidača moraju motornih prekidača moraju biti ugrađeni podnaponski biti ugrađeni podnaponski svici (siguran isklop svici (siguran isklop prekidača agregata koji prekidača agregata koji miruje, odnosno čiji miruje, odnosno čiji generator ne daje napon).generator ne daje napon).

6.1.5. Redudantan Stand - by6.1.5. Redudantan Stand - by::

Q1m

Tr

Q2g

G

GEN1

TROŠILA 1

Q1g

G

GEN2


Vrijeme sinkronizacije od oko Vrijeme sinkronizacije od oko 20-60s (za dva do tri agregat u 20-60s (za dva do tri agregat u paraleli). Uobičajen način je paraleli). Uobičajen način je sinkronizirati sve agregate, pa sinkronizirati sve agregate, pa tek onda priključiti opterećenje, tek onda priključiti opterećenje, mada su moguće i druge mada su moguće i druge kombinacije, ovisno o odnosu kombinacije, ovisno o odnosu opterećenja i broju DEA. opterećenja i broju DEA.

Pri većem broju agregata i Pri većem broju agregata i promjenjivom opterećenju, promjenjivom opterećenju, moguća je kontrola broja moguća je kontrola broja aktivnih agregata, ovisno o aktivnih agregata, ovisno o teretu.teretu.

6.2. Paralelni rad više DEA u blokadi prema mreži

Qm

Tr

Q2g

G

GEN1

TROŠILA 1

Q1g

G

GEN2

Qg

M

TROŠILA 2

M


6.3. Paralelni rad jednog ili više agregata s mrežom

Q2g

G

GEN1

Q1g

G

GEN2

Q3g

G

GEN3

Qt Qm

TROŠILA

Tr

SYNCHROCHECK 2

SINCHROCHECK 1

6.3.1. Kratkotrajni paralelni rad DEA6.3.2. Trajni paralelni rad DEA i mreže - proizvodnja el. energije agregatom


6.3.1. Kratkotrajni paralelni rad DEA i mreže s namjerom izbjegavanja prekida u napajanju pri povratku mreže ili s namjerom izbjegavanja prekida u napajanju pri povratku mreže ili kod najavljenih isključenja mrežnog napajanja. Pri povratku mreže kod najavljenih isključenja mrežnog napajanja. Pri povratku mreže agregat se sinkronizira s mrežnim naponom, uključi se mrežni agregat se sinkronizira s mrežnim naponom, uključi se mrežni prekidač i nakon toga se isključi generatorski.prekidač i nakon toga se isključi generatorski.

6.3.2. Trajni paralelni rad DEA i mreže - automatika DEA starta automatika DEA starta agregat po nalogu, sinkronizira ga s mrežom, priključi na mrežu i agregat po nalogu, sinkronizira ga s mrežom, priključi na mrežu i regulira proizvedenu snagu agregata.regulira proizvedenu snagu agregata.

Oba načina paralelnog rad s mrežom zahtijevaju praktički istu Oba načina paralelnog rad s mrežom zahtijevaju praktički istu opremu, vezanu uz sigurnosne mjere i stabilnost paralelnog rada. opremu, vezanu uz sigurnosne mjere i stabilnost paralelnog rada. Pojam kratkotrajna ili trajna paralela, je više statistički pojam, jer je u Pojam kratkotrajna ili trajna paralela, je više statistički pojam, jer je u odnosu na brzinu dinamičkih promjena koje se dešavaju pri odnosu na brzinu dinamičkih promjena koje se dešavaju pri paralelnom radu par sekundi također dugačko vrijeme. paralelnom radu par sekundi također dugačko vrijeme.

Pojave kao što su porast struje kratkog spoja, ispad generatora iz Pojave kao što su porast struje kratkog spoja, ispad generatora iz paralele, problemi nastali pri uključenju prekidača zbog neispunjenih paralele, problemi nastali pri uključenju prekidača zbog neispunjenih uvjeta za paralelni rad, prisutni su podjednako u oba režima. uvjeta za paralelni rad, prisutni su podjednako u oba režima.

Primjer 1: NPrimjer 1: Napajanje bolničkog kompleksaapajanje bolničkog kompleksa

Svaki od transformatora Svaki od transformatora napaja sabirnicu trošila napaja sabirnicu trošila koja se prekidačima QS1 i koja se prekidačima QS1 i QS2 mogu odvajiti na dva QS2 mogu odvajiti na dva dijela.dijela.

Na jednom dijelu su Na jednom dijelu su priključena trošila nižeg priključena trošila nižeg prioriteta (napajanje samo prioriteta (napajanje samo iz mreže), na drugom iz mreže), na drugom dijelu su trošila koja se dijelu su trošila koja se mogu napajati iz mreže ili mogu napajati iz mreže ili iz generatora (DEA). iz generatora (DEA).

Tr2

M

TROŠILA –PRIORITET

Tr1

M

TROŠILA –PRIORITET

TROŠILA – MREŽA

QR1

M QT1

QR2

M QT2

VLASTITA POTROŠNJA

M QT1 M QT2

GS G1 GS G2

6.4. Područje napona6.4. Područje napona

niski, srednji ili visok naponniski, srednji ili visok napon Generator može biti niskog napona (3x400V) ili Generator može biti niskog napona (3x400V) ili

napona 3, 6 i 10 kV. U postrojenjima srednjeg napona 3, 6 i 10 kV. U postrojenjima srednjeg napona s NN generatorima primjenjuju se napona s NN generatorima primjenjuju se transformatori za prilagodbu napona. Potrebno transformatori za prilagodbu napona. Potrebno je posebno voditi računa o grupi spoja je posebno voditi računa o grupi spoja transformatora, odnosi se i na mjerne transformatora, odnosi se i na mjerne transformatore. transformatore.

Kod viših naponskih nivoa primijeniti Kod viših naponskih nivoa primijeniti dodatne zaštite generatora (od zemljospoja dodatne zaštite generatora (od zemljospoja statora, rotora, diferencijalna zaštita).statora, rotora, diferencijalna zaštita).

6.5. Prisutnost drugih izvora 6.5. Prisutnost drugih izvora napajanjanapajanja

DEA može biti jedini rezervni izvor na DEA može biti jedini rezervni izvor na građevini ili raditi u sprezi s nekim drugim građevini ili raditi u sprezi s nekim drugim dodatnim izvorima kao što je UPS. U toj dodatnim izvorima kao što je UPS. U toj kombinaciji treba uskladiti snagu agregata kombinaciji treba uskladiti snagu agregata i UPS-a. Na taj izbor u mnogome utječu i UPS-a. Na taj izbor u mnogome utječu tehničke karakteristike jednog i drugog tehničke karakteristike jednog i drugog uređaja, obično je izbor skupljeg i uređaja, obično je izbor skupljeg i kvalitetnijeg UPS-a financijski isplativiji, kvalitetnijeg UPS-a financijski isplativiji, nego povećanje snage agregata, kako bi nego povećanje snage agregata, kako bi se postiglo usklađenja u radu uređaja.se postiglo usklađenja u radu uređaja.

6.6. Mjesto ugradnje DEA6.6. Mjesto ugradnje DEA

Lokacija strojarnice i električne opreme, Lokacija strojarnice i električne opreme, odnosno fizička dislociranost razvodnih odnosno fizička dislociranost razvodnih ormara unutar DEA centrale i u odnosnu ormara unutar DEA centrale i u odnosnu na ostale dijelove električnog razvoda. na ostale dijelove električnog razvoda.

Utjecaj ima i izbor tipa agregata s Utjecaj ima i izbor tipa agregata s obzirom na način ugradnje, odnosno da li obzirom na način ugradnje, odnosno da li se radi o agregatu u kontejneru (haubi) ili se radi o agregatu u kontejneru (haubi) ili je predviđen za ugradnju u strojarnicu je predviđen za ugradnju u strojarnicu (DEA salu) u građevini.(DEA salu) u građevini.

7. PODJELA KONFIGURACIJA7. PODJELA KONFIGURACIJA

Osnovna podjela proizlazi na temelju navedenih Osnovna podjela proizlazi na temelju navedenih svojstava, a ista se pojavljuju u različitim svojstava, a ista se pojavljuju u različitim kombinacijama. Zato ima različitih konfiguracija kombinacijama. Zato ima različitih konfiguracija električnog razvoda MREŽA - AGREGAT na električnog razvoda MREŽA - AGREGAT na desetke. Na to imaju utjecaja i različite osnovne desetke. Na to imaju utjecaja i različite osnovne konfiguracije, koje proizvođači opreme nude i konfiguracije, koje proizvođači opreme nude i preporučaju, a često su vezani uz koncepciju i preporučaju, a često su vezani uz koncepciju i opremu razvodnih ormara i mogućnostima opremu razvodnih ormara i mogućnostima primjene upravljačkih elektroničkih jedinica DEA.primjene upravljačkih elektroničkih jedinica DEA.

7. PODJELA KONFIGURACIJA7. PODJELA KONFIGURACIJA

Kao posebnu grupu, treba spomenuti Kao posebnu grupu, treba spomenuti rotacijske grupe DM-ELEKTROMOTOR-rotacijske grupe DM-ELEKTROMOTOR-GENERATOR (NO BREAK) - besprekidno GENERATOR (NO BREAK) - besprekidno napajanjenapajanje

8.1. Posebnosti DEA generatora u 8.1. Posebnosti DEA generatora u odnosu na elektraneodnosu na elektrane

veličina, odnosno snaga generatoraveličina, odnosno snaga generatora veća zastupljenost NN generatora i opreme veća zastupljenost NN generatora i opreme bitna razlika u broju radnih sati u životnoj dobi uređajabitna razlika u broju radnih sati u životnoj dobi uređaja veća dinamika pogonskih uvjeta - potreban je brzi start i veća dinamika pogonskih uvjeta - potreban je brzi start i

maksimalno opterećenje u vrlo kratkom vremenu,a maksimalno opterećenje u vrlo kratkom vremenu,a strojarska oprema veći dio vremena provede u mirovanjustrojarska oprema veći dio vremena provede u mirovanju

manji udio kontinuiranog rada, veliki broj startovamanji udio kontinuiranog rada, veliki broj startova obično je tip generatora - hidro gen. (istaknuti polovi)obično je tip generatora - hidro gen. (istaknuti polovi) specijalistička stručnost kadra je veća na elektranama, specijalistička stručnost kadra je veća na elektranama,

sistematizacija cjelokupnog sustava, elektrana nije sistematizacija cjelokupnog sustava, elektrana nije izuzetak, već jedan od pogona u sistemu proizv.el. energ.izuzetak, već jedan od pogona u sistemu proizv.el. energ.

kod DEA je osnovni način rada samostalan (otočni rad), kod DEA je osnovni način rada samostalan (otočni rad), red veličine snage potrošača je jednak redu veličine red veličine snage potrošača je jednak redu veličine generatora, pa je izraženiji problem dinamičkog generatora, pa je izraženiji problem dinamičkog opterećenja, kao i sam karakter tereta nego kod opterećenja, kao i sam karakter tereta nego kod paralelnog rada elektrane s krutom mrežomparalelnog rada elektrane s krutom mrežom

8.2. Specifičnosti paralelnog rada8.2. Specifičnosti paralelnog rada generatora u odnosu na generatora u odnosu na otočni rad:otočni rad:

Razlike u regulaciji: Razlike u regulaciji: kod otočnog rada se održava konstantan broj okretaja pri kod otočnog rada se održava konstantan broj okretaja pri

promjenjivo opterećenjupromjenjivo opterećenju pri paralelnom radu generatora međusobno, bez mreže, vrši se pri paralelnom radu generatora međusobno, bez mreže, vrši se

regulacija broja okretaja i raspodjele snage između generatora pri regulacija broja okretaja i raspodjele snage između generatora pri promjenjivom zajedničkom opterećenju promjenjivom zajedničkom opterećenju

pri paralelnom radu s mrežom regulira se radna snaga generatora pri paralelnom radu s mrežom regulira se radna snaga generatora preko snage pogonskog stroja i reaktivna komponenta struje preko preko snage pogonskog stroja i reaktivna komponenta struje preko napona generatoranapona generatora

sinkroni stroj može raditi i kao motorsinkroni stroj može raditi i kao motor karakteristike generatora (korak namota, faktor izobličenja karakteristike generatora (korak namota, faktor izobličenja

napona, prigušni namot)napona, prigušni namot) daljinska regulacija napona generatoradaljinska regulacija napona generatora daljinska regulacija broja okretaja (servo motor, el. magnetski daljinska regulacija broja okretaja (servo motor, el. magnetski

aktuator, hidraulični regulator)aktuator, hidraulični regulator) uređaji za sinkronizacijuuređaji za sinkronizaciju

8.4. Paralelni rad generatora s mrežom8.4. Paralelni rad generatora s mrežom

PrednostiPrednosti:: glavna prednost ovakvog načina rada je mogućnost prebacivanja napajanja glavna prednost ovakvog načina rada je mogućnost prebacivanja napajanja

s agregata na mrežu bez prekida na trošilima. To nije zanemariva s agregata na mrežu bez prekida na trošilima. To nije zanemariva mogućnost. mogućnost.

moguć je start agregata i prijelaz na agregatsko napajanje pri najavljenim moguć je start agregata i prijelaz na agregatsko napajanje pri najavljenim isključenjima na mrežiisključenjima na mreži

agregati se mogu testirati i teretiti bez prekida u napajanjuagregati se mogu testirati i teretiti bez prekida u napajanju moguće smanjenje vršne snage i iskorištavanje preostale energije iz moguće smanjenje vršne snage i iskorištavanje preostale energije iz

tehnoloških proizvodnih procesatehnoloških proizvodnih procesaNedostaci:Nedostaci: viša cijena, više opremeviša cijena, više opreme potencijalna opasnost za pojavu neočekivanog napona na segmentima potencijalna opasnost za pojavu neočekivanog napona na segmentima

mreže (izvođenje radova)mreže (izvođenje radova) nekontrolirano napajanje pojedinih dijelova mreže iz agregata (npr. prilikom nekontrolirano napajanje pojedinih dijelova mreže iz agregata (npr. prilikom

ispada mreže za vrijeme paralelnog rada)ispada mreže za vrijeme paralelnog rada) mogućnost pada sustava pričuvnog napajanja za vrijeme dok su agregati mogućnost pada sustava pričuvnog napajanja za vrijeme dok su agregati

radili u drugom režimuradili u drugom režimu kod kritičnih napajanja građevine pričuvni agregat bi trebao imati isključivo kod kritičnih napajanja građevine pričuvni agregat bi trebao imati isključivo

funkciju sigurnosnog napajanja, a ne proizvodnje el. energije.funkciju sigurnosnog napajanja, a ne proizvodnje el. energije. kvar elektroenergetskog dijela agregata može se lakše prenijeti na el. kvar elektroenergetskog dijela agregata može se lakše prenijeti na el.

distributivnu mrežu, nego kod izoliranog načina rada, odnosno kad su distributivnu mrežu, nego kod izoliranog načina rada, odnosno kad su mrežni i generatorski prekidači elektro-mehanički u međusobnoj blokadimrežni i generatorski prekidači elektro-mehanički u međusobnoj blokadi

8.3. Paralelni rad više generatora 8.3. Paralelni rad više generatora međusobnomeđusobno

Prednosti:Prednosti: manja mogućnost totalnog ispada sustava uređaja, nego jednog (u manja mogućnost totalnog ispada sustava uređaja, nego jednog (u

slučaju kvara agregata). slučaju kvara agregata). prilagodba snage sporo promjenjivoj potrošnjiprilagodba snage sporo promjenjivoj potrošnji lakši unos opreme u građevinulakši unos opreme u građevinu manji presjeci kabela pojedinih generatoramanji presjeci kabela pojedinih generatora mogućnost ugradnje na različita mjesta unutar građevine ili kompleksamogućnost ugradnje na različita mjesta unutar građevine ili kompleksa

Nedostaci:Nedostaci: viša cijena, više opremeviša cijena, više opreme prilagodba snage realno je izvediva kod većeg broja primijenjenih prilagodba snage realno je izvediva kod većeg broja primijenjenih

agregata (od 3-5, pa na gore)agregata (od 3-5, pa na gore) potrebno je nešto dulje vrijeme prije no što se mogu trošila priključiti na potrebno je nešto dulje vrijeme prije no što se mogu trošila priključiti na

agregate (nakon ispada mreže)agregate (nakon ispada mreže) veća šansa za ispad kod statičkih i dinamičkih preopterećenja (ispad iz veća šansa za ispad kod statičkih i dinamičkih preopterećenja (ispad iz

sinkronizma)sinkronizma)

9. OSNOVNA SKLOPNA 9. OSNOVNA SKLOPNA OPREMAOPREMA

9.1. Kontaktori9.1. Kontaktori

Kontaktori (sklopnici) u kombinaciji sa el. magnetskom i termičkom zaštitom Kontaktori (sklopnici) u kombinaciji sa el. magnetskom i termičkom zaštitom obično se koriste kod manjih snaga, odnosno struja do 250A.obično se koriste kod manjih snaga, odnosno struja do 250A.

Prednosti:Prednosti: jednostavni i brzi elementijednostavni i brzi elementi mogućnost pouzdane elektromehaničke blokade između mrežnog i mogućnost pouzdane elektromehaničke blokade između mrežnog i

generatorskog sklopnikageneratorskog sklopnika prikladne dimenzijeprikladne dimenzije cjenovno prihvatljivi, mada na ukupnu cijenu utječe magnetska i termička cjenovno prihvatljivi, mada na ukupnu cijenu utječe magnetska i termička

zaštita, koju treba prigraditizaštita, koju treba prigraditi Nedostaci:Nedostaci: mrežni sklopnik može biti osjetljiv na kratkotrajno smanjenje mrežnog mrežni sklopnik može biti osjetljiv na kratkotrajno smanjenje mrežnog

naponanapona potrebno je predvidjeti el. magnetsku i termičku zaštitu, barem za potrebno je predvidjeti el. magnetsku i termičku zaštitu, barem za

generatorski sklopnikgeneratorski sklopnik zavojnica mrežnog sklopnika je trajno pod naponomzavojnica mrežnog sklopnika je trajno pod naponom nema mogućnost ručnog uključenjanema mogućnost ručnog uključenja

9. OSNOVNA SKLOPNA OPREMA9. OSNOVNA SKLOPNA OPREMA

9.2. Motorni prekidači 9.2. Motorni prekidači s ugrađenom zaštitoms ugrađenom zaštitom

Prednosti:Prednosti: pogodni za veće snagepogodni za veće snage imaju ugrađenu zaštitu i podesive karakteristikeimaju ugrađenu zaštitu i podesive karakteristike mogućnost ručnog uključenjamogućnost ručnog uključenja mogućnost odabira različitih napona odnosno izvora za napajanje el. motora za mogućnost odabira različitih napona odnosno izvora za napajanje el. motora za

navijanje prekidačanavijanje prekidača primjenom podnaponske zavojnice može se postići blokada uklopa u beznaponskom primjenom podnaponske zavojnice može se postići blokada uklopa u beznaponskom

stanju jedne strane prekidačastanju jedne strane prekidača postoje izvlačive izvedbe - brza zamjenapostoje izvlačive izvedbe - brza zamjena razne izvedbe kontakata (zračni, vakumski)razne izvedbe kontakata (zračni, vakumski)

Nedostaci:Nedostaci: složenije upravljanjesloženije upravljanje više mehanikeviše mehanike složenija mehanička blokada, ali se može koristiti i kod dislociranih prekidača složenija mehanička blokada, ali se može koristiti i kod dislociranih prekidača obično većih dimenzija od sklopnikaobično većih dimenzija od sklopnika


9.3. ATS - motorizirani preklopni prekidači9.3. ATS - motorizirani preklopni prekidači

Koriste se ATS kojima upravlja automatika DEA ili imaju zaseban Koriste se ATS kojima upravlja automatika DEA ili imaju zaseban elektronički modul. Prikladni su za izvedbu samostalnih ormara gdje se vrši elektronički modul. Prikladni su za izvedbu samostalnih ormara gdje se vrši

preklapanje mreže-agregat. Preporučljivo je da upravljanje bude prepušteno preklapanje mreže-agregat. Preporučljivo je da upravljanje bude prepušteno automatici DEA. U slučaju primjene ATS modula koji rade samostalno, automatici DEA. U slučaju primjene ATS modula koji rade samostalno, potrebno je u seriju ugraditi generatorski prekidač s isklopnikom ili sklopnik, potrebno je u seriju ugraditi generatorski prekidač s isklopnikom ili sklopnik, kojeg uključuje automatika DEA kojeg uključuje automatika DEA

Prednosti:Prednosti: kompaktna izvedba dva prekidača u jednom blokukompaktna izvedba dva prekidača u jednom bloku ugrađene zaštiteugrađene zaštite mogućnost ručne manipulacijemogućnost ručne manipulacije mogućnost izbora različitih napona motornog pogonamogućnost izbora različitih napona motornog pogona cjenovno isplativicjenovno isplativi stabilan mrežni položaj u slučaju kvara (zamjene) automatike, zamjene stabilan mrežni položaj u slučaju kvara (zamjene) automatike, zamjene

akumulat. baterijaakumulat. baterija

Nedostaci:Nedostaci: vrijeme preklapanja nešto duže (oko 5s)vrijeme preklapanja nešto duže (oko 5s) u slučaju kvara, potrebna zamjena cijelog bloka (oba prekidača)u slučaju kvara, potrebna zamjena cijelog bloka (oba prekidača)

9. OSNOVNA 9. OSNOVNA SKLOPNASKLOPNA OPREMA OPREMA

9.4. Razvodni ormari i sabirnički sustavi9.4. Razvodni ormari i sabirnički sustavi Električni razvodni ormari i sabirnički sustavi s odgovarajućim Električni razvodni ormari i sabirnički sustavi s odgovarajućim

elementima zaštite i odvajanja (osigurači, rastavljači) čine jezgru elementima zaštite i odvajanja (osigurači, rastavljači) čine jezgru sistema. Naknadni radovi i izmjene u tom dijelu su obično sistema. Naknadni radovi i izmjene u tom dijelu su obično najzahtjevniji i iziskuju duže prekide napajanja el. instalacija najzahtjevniji i iziskuju duže prekide napajanja el. instalacija građevine. građevine.

Dobro osmišljen sustav treba omogućiti parcijalne radove u Dobro osmišljen sustav treba omogućiti parcijalne radove u postrojenju bez prekida u opskrbi el. strujom, ili s minimalnim postrojenju bez prekida u opskrbi el. strujom, ili s minimalnim prekidima. To iziskuje primjenu zaobilaznih krugova, izradu više prekidima. To iziskuje primjenu zaobilaznih krugova, izradu više polja ormara, dvostrukih sabirnica i općenito je potrebno više polja ormara, dvostrukih sabirnica i općenito je potrebno više rasklopne opreme. Međutim, u životnom vijeku građevine takav rasklopne opreme. Međutim, u životnom vijeku građevine takav pristup se obično isplati, ne samo financijski već i uporabno.pristup se obično isplati, ne samo financijski već i uporabno.

9. 9. OSNOVNAOSNOVNA SKLOPNASKLOPNA OPREMA OPREMA

9.5. Kabeli i oklopljene (izolirane) sabirnice9.5. Kabeli i oklopljene (izolirane) sabirnice Kod većih snaga koristi se više žila kabela po fazi, dobro Kod većih snaga koristi se više žila kabela po fazi, dobro

rješenje su oklopljeni sabirnički sustavi. rješenje su oklopljeni sabirnički sustavi.

Kabeli koji se spajaju na generator i priključne ormare na Kabeli koji se spajaju na generator i priključne ormare na agregatu moraju biti lako savitljivi (finožični vodiči) s agregatu moraju biti lako savitljivi (finožični vodiči) s izolacijom na bazi gume, odgovarajućeg temperaturnog izolacijom na bazi gume, odgovarajućeg temperaturnog razreda. Prisutne su vibracije i povišena temperatura razreda. Prisutne su vibracije i povišena temperatura (uslijed blizine generatora i diesel motora).(uslijed blizine generatora i diesel motora).


9.6. Prenaponska zaštita9.6. Prenaponska zaštita

Razvodni ormar s mrežnim prekidačem Razvodni ormar s mrežnim prekidačem jedno je od mjesta gdje bi svakako trebalo jedno je od mjesta gdje bi svakako trebalo ugraditi odgovarajuću prenaponsku ugraditi odgovarajuću prenaponsku zaštitu. Osim što se štite trošila, čuva se i zaštitu. Osim što se štite trošila, čuva se i oprema od kvarova.oprema od kvarova.

10. GENERATORI10. GENERATORI

Obično se za DEA koriste sinkroni trofazni Obično se za DEA koriste sinkroni trofazni generatori s istaknutim polovima. Za frekvenciju generatori s istaknutim polovima. Za frekvenciju 50 Hz, br. okretaja je obično 1500 o/min (4 pola). 50 Hz, br. okretaja je obično 1500 o/min (4 pola). Sistem uzbude: samouzbuda s budilicom i Sistem uzbude: samouzbuda s budilicom i rotacijskim ispravljačem. rotacijskim ispravljačem.

Varijacije uzbude: direktna (napajanje iz glavnog Varijacije uzbude: direktna (napajanje iz glavnog namota statora), AREP (pomoćni namot), PMG . namota statora), AREP (pomoćni namot), PMG . Na slici 8 prikazani su osnovni dijelovi i el. Na slici 8 prikazani su osnovni dijelovi i el. krugovi generatora s uzbudom SHUNT+PMG:krugovi generatora s uzbudom SHUNT+PMG:

Slika 8 – Slika 8 – sinkronisinkroni generator generator

10.1.Osnovne karakteristike generatora10.1.Osnovne karakteristike generatora

Točka nazivne snage gen. Točka nazivne snage gen. je |Pnaz |=(0.8+j0.6)=1.je |Pnaz |=(0.8+j0.6)=1.

Desno je područje Desno je područje induktivnog tereta s manjim induktivnog tereta s manjim cos cos ff, potrebna je veće , potrebna je veće uzbudna struja i reduciranje uzbudna struja i reduciranje snage. To je područje s snage. To je područje s povećanim grijanjem rotora. povećanim grijanjem rotora. Područje faktora snage od Područje faktora snage od 0.8 do 1 je dozvoljeno 0.8 do 1 je dozvoljeno radno područje. radno područje.

Lijeva strana dijagrama Lijeva strana dijagrama predstavlja kapacitivni teret, predstavlja kapacitivni teret, koji dovodi do nestabilnosti koji dovodi do nestabilnosti napona (potrebna mala napona (potrebna mala uzbudna struja). Praktički je uzbudna struja). Praktički je to oko 10% reaktivnog to oko 10% reaktivnog kapacitivnog udjela od kapacitivnog udjela od nazivne snage u KVA. nazivne snage u KVA. Tipičan primjer kapacitivnog Tipičan primjer kapacitivnog opterećenja su opterećenja su kondenzatori (baterije) za kondenzatori (baterije) za kompenzaciju jalove snage.kompenzaciju jalove snage.

10.1.1. Pogonska karta - graf opterećenja

10.1.Osnovne karakteristike generatora10.1.Osnovne karakteristike generatora

Pri paralelnom radu generatora s krutom mrežom (U=konst, f=konst) Pri paralelnom radu generatora s krutom mrežom (U=konst, f=konst) može doći do ispada generatora iz sinkronizma. Tada dolazi do može doći do ispada generatora iz sinkronizma. Tada dolazi do pojeve velikih struja izjednačenja i moguće su veće oscilacije struja, pojeve velikih struja izjednačenja i moguće su veće oscilacije struja, pa treba generator isključiti s mreže (ili resinkronizirati).pa treba generator isključiti s mreže (ili resinkronizirati).

10.1.2. Kut opterećenja - sinkronizirajuća snaga10.1.2. Kut opterećenja - sinkronizirajuća snaga

sin**

*Xd

UEmPM

cos**

Xd

UE

d

dPPs M

Elektromagnetska snaga sinkronog stroja (turbogen.):

Sinkronizirajuća snaga PsSinkronog stroja (turbogen.):

m -broj faza, E-induc. napon, U-nap. na stezaljkama generatora, Q-kut između induciranog nap. i nap. na stezaljkama generatoraXd-direktna komp. reaktance.

Tijek el. magnetske snage sink. generatora

Magnetsko polje sink. strojaMagnetsko polje sink. stroja

ZAKLJUČAKZAKLJUČAK Pri projektiranju sustava pričuvnih napajanja projektant mora biti Pri projektiranju sustava pričuvnih napajanja projektant mora biti

upoznat s osnovama rada generatora i specifičnostima napajanja upoznat s osnovama rada generatora i specifičnostima napajanja generatorom u odnosu na napajanje iz mreže. Potrebno je generatorom u odnosu na napajanje iz mreže. Potrebno je raspolagati tehničkim podacima koji su potrebni za proračune raspolagati tehničkim podacima koji su potrebni za proračune vezane za odabir opreme. Također treba znati da je moguć znatan vezane za odabir opreme. Također treba znati da je moguć znatan utjecaj takovog napajanja na mrežu, posebno kad se radi o utjecaj takovog napajanja na mrežu, posebno kad se radi o paralelnom radu. paralelnom radu.

Po drugoj strani od odgovornih i stručnih osoba u el. distribuciji se Po drugoj strani od odgovornih i stručnih osoba u el. distribuciji se očekuje potrebna suradnja i davanje na raspolaganje eksplicitnih očekuje potrebna suradnja i davanje na raspolaganje eksplicitnih tehničkih uvjeta i propisa za uklapanje takvih sustava u distributivnu tehničkih uvjeta i propisa za uklapanje takvih sustava u distributivnu mrežu. mrežu.

Broj mogućih konfiguracija je velik i ovisi o izboru projektanta, koji je Broj mogućih konfiguracija je velik i ovisi o izboru projektanta, koji je na kraju i odgovoran za sigurnu opskrbu građevine el. energijom.na kraju i odgovoran za sigurnu opskrbu građevine el. energijom.

LITERATURALITERATURA

(1) Primjeri iz realiziranih projekata firme (1) Primjeri iz realiziranih projekata firme AQUADAC d.o.o. PulaAQUADAC d.o.o. Pula

(2) Tehnička dokumentacija proizvođača (2) Tehnička dokumentacija proizvođača generatora (LeroySomer, Stamford)generatora (LeroySomer, Stamford)

(3) Electric machinery, A. E. Fitzgerald, (3) Electric machinery, A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Jr. Stephen D. UmansCharles Kingsley, Jr. Stephen D. Umans

(4) El. strojevi L.M. Piotrovskij(4) El. strojevi L.M. Piotrovskij

AQUADAC d.o.o. PulaAQUADAC d.o.o. Pula

Hvala na pažnji!Hvala na pažnji!

Documents

Osnovne Koncepcije i Topologije Agregatskih Postrojenja