Embed Size (px)
Citation preview
PROJEKTIRANJE ELEKTRIČNIH POSTROJENJA - III
Doc.dr.sc. Srđan Žutobradić
Hrvatska energetska regulatorna agencija (HERA)(Voditelj odjela za električnu energiju i obnovljive izvore)
Mail: [email protected]://www.hera.hr
ELEKTROENERGETSKI SUSTAV RH –PRIJENOSNA MREŽA
ELEKTROENERGETSKI SUSTAV RH –DISTRIBUCIJSKA MREŽA
NAPONSKE RAZINE U SVIJETU (VN)
VISOKI NAPON (kV)
Umr 60 110 130 150 220 400
Umx 72 123 145 170 245 300 362 420 550 765/800
NAPONSKA RAZINE U SVIJETU (SN)
SREDNJI NAPON (kV)
Umr 3 6 10 12 15 20 30/35
Umx 3,6 7,2 12 15 17,5 24 36/38
KLASIFIKACIJA EE POSTROJENJA PO FUNKCIJI (1)
Rasklopno postrojenje – postrojenje s sklopnim aparatimaTransformatorska stanica – povezuje mreže različitih napona. Ponekad ima funkciju čvorišta u mreži (npr. više od dva priključena voda 110 kV u TS 110/20 kV). Ugrađeni energetski transformatori te barem dva rasklopna postrojenjaRasklopno postrojenje u mreži – čvorište mreže, s sklopnim aparatima
KLASIFIKACIJA EE POSTROJENJA PO FUNKCIJI (2)
Generatorsko postrojenje – služi za priključak generatora na mrežu, te sadrži blok-transformator i rasklopno postrojenjePostrojenje potrošača – transformatorska stanica (većeg) potrošača
ELEMENTI POSTROJENJA –SABIRNICE (1)
Okosnica svakog rasklopnog postrojenjaNa njih se vezuju vodovi koji ulaze u postrojenje, te transformatori i generatori, odgovarajućeg naponaVezuje se i druga oprema – npr. kondenzatori, transformatori za vlastitu potrošnju, MTU postrojenja..Veza na sabirnice izvodi se grupom aparata koje nazivamo poljem
ELEMENTI POSTROJENJA –SABIRNICE (2)
Polja po funkcijiVodna poljaTransformatorska poljaSpojna polja (dva sustava sabirnica)Sekcijska poljaMjerna poljaPolja kondenzatorske baterijePolja kućnih transformatora, …
ELEMENTI POSTROJENJA –SABIRNICE (3)
Sabirnički sustaviJednostruke (sekcionirane) sabirniceDvostruke sabirnice (veća čvorišta)Glavne i pomoćne sabirnice (rijetko)Prstenasti sustav (inozemstvo)Sustav s 1 ½ prekidačem
ELEMENTI POSTROJENJA –SABIRNICE (4)
Jednostruke sekcionirane sabirnice –osiguran rad jedne sekcije dok je druga izvan pogona – jednostavnije rješenje tipske TS 110/x kVDvostruke sabirnice – potpuna redudancija –složenije rješenje tipske TS 110/x kVPostrojenja srednjeg napona – u prvilu jednostruke sabirnice
ELEMENTI POSTROJENJA –SABIRNICE (5)
Izvedba sabirnica visokog napona (110, 220, 400 kV) – cijevne (šuplje) ili od užadi (stara postrojenja)Promatrati kao dio priključenih vodova, maksimalne očekivane struje koje se mogu zatvarati preko sabirnicaVod 110 kV, 3x240 Ač, It = 605 A; sabirnice dimenzionrati na 1.250 A
ELEMENTI POSTROJENJA –SABIRNICE (6)
Izvedba sabirnica srednjeg naponaSklopni blokovi; profili od plosnatog bakra, ili puna cijevDimenzionirati prema pojnim transformatorima, u pravilu dovoljno 1.250 AAko se koristi trn. 110/10 kV, 40 MVA dimenzionirati na 2.500 A
MOGUĆE JEDNOPOLNE SHEME POSTROJENJA VN, svjetska praksa (110 kV)
TEHNOLOŠKA IZVEDBA POSTROJENJA VN
Klasično rješenje, AIS (air insulated substations)Oprema izolirana plinom, GIS (gas insulated substations) – čelik, aluminijModerna rješenja, hibridni GIS
JEDNOPOLNA SHEMA TS 110/x, H shema, AIS
DISPOZICIJA TS 110/x, H shema, AIS
1 – sabirnice2 – sabir. rastavljač3 – prekidač4 – strujni transfor.5 – naponski transf.6 – linijski rastavljač7 – odvodnik prenap.
A ~ 1.050 m2,bez transformatora
JEDNOPOLNA SHEMA TS 110/x, H shema, GIS
DISPOZICIJA TS 110/x, H shema, GIS
A ~ 42 m2,bez transformatora
HIBRIDNI GIS (1)
Sabirnice zrakom izolirane, svi elementi polja integrirani u jednom kućištu izoliranom s plinom (GIS)Pogodno rješenje za kompaktna rješenja, nadogradnjeEkonomski povoljnije od GIS-a
HIBRIDNI GIS (2)
HIBRIDNI GIS – PRIMJENA U ITALIJI (1)
HIBRIDNI GIS – PRIMJENA U ITALIJI (2)
HIBRIDNI GIS – PRIMJENA U ITALIJI (3)
HIBRIDNI GIS – PRIMJENA U ITALIJI (4)
HIBRIDNI GIS – PRIMJENA U ITALIJI (5)
USPOREDBA TROŠKOVA - ITALIJA
Pojednostavljena TSH shema, primjena hibrid. rješenja
TS 110/6 KOROMAČNO (1)
TS 110/6 KOROMAČNO (2)
TS 110/6 KOROMAČNO (3)
IZGRADNJA TS 110/X PO FAZAMA
110 kV
X kV X kV
110 kV 110 kV
X kV
1 FAZA: 1 TP 110 kV1 TRANSFORMATOR 1 TRANSFORMATOR
2 FAZA: 1 TP 110 kV, 1 VP 110 kV 3 FAZA: 2 TP 110 kV, 2 VP 110 kV2 TRANSFORMATORA
PRIMJENA POJEDNOSTAVLJENE TS 1107X kV
10(20) kV
110 kV110 kV 35 kV 35 kV35 kV
10 - 30 km
POSTROJENJA SREDNJEG NAPONA –PO FUNKCIJI
Primarna distribucija – postrojenja SN u TS 110/SN, TS 35/10(20) kV, odgovarajućim rasklopištimaSekundarna distribucija – postrojenja 10(20) kV u TS 10(20)/0.4 kV (masovnost, visok stupanj tipizacije)
IZVEDBE SKLOPNIH POSTROJENJA SREDNJEG NAPONA
SKLOPNA POSTROJENJA SREDNJEG NAPONA - RAZLIKE
Tvornički sklopljena postrojenja, IEC 298– tipska ispitivanja kompletnih sklopnih blokova. Isplativo za velike serijePostrojenja sklopljene na terenu, EN 50179 – tipski ispitane komponente, ne kompletna postrojenja. Zračna izolacija, veće dimenzije. Veća fleksibilnost pri odabiru opreme.
ZIDOM PREGRAĐENE ĆELIJE, FIKSNA OPREMA
ZIDOM PREGRAĐENE ĆELIJE (1)
Samo kod starijih postrojenja, dosta u mreži HEP-a, strategija revitalizacije?Osnovne značajke:
Ćelije sa sklopnom opremom međusobno su odvojene pregradama, tako da je postignuta otpornost protiv luka i požara.Sve naprave (prekidač, dva rastavljača, strujni transformator) su fiksno ugrađeni u ćeliji. Postrojenja se najčešće grade za jedan ili dva sustava sabirnica.Ćelije s jednim sustavom sabirnica postavljaju se uz zid. Prednja strana izvodi se s mrežnim vratima. Ćelije sa dva sustava sabirnica grade se kao slobodno stojeće, u jednom ili dva reda. Ćelije se izvode kao prizemne (u jednoetažnim objektima), ili kao ćelije na kat (dvoetažni objekti - s kabelskim prostorom).
ZIDOM PREGRAĐENE ĆELIJE (2)
• Prednosti ovih ćelija su slijedeće:velika preglednost i dostupnost ugrađene oprememogućnost lagane zamjene postojeće opreme velika sloboda kod projektiranja
• Nedostaci opisane tehnologije jesu:Veliki prostor koji zauzimaju ćelijeZa posluživanje se traži stručno osobljeZahtijevaju održavanje
DIMENZIJE ZIDOM PREGRAĐENIH ĆELIJA
Un (kV) sabirnice širina(mm) dubina(mm) visina(mm)
12 1 sustav 1100 1100 390024 1 sustav 1400 1400 455038 1 sustav 1800 1500 480012 2 sustav. 1100 1300 390024 2 sustav. 1400 1700 455038 2 sustav. 1800 2000 4800
METALOM OKLOPLJENI SKLOPNI BLOKOVI S IZVLAČIVIM UREĐAJIMA
METALOM OKLOPLJENI SKLOPNI BLOKOVI S IZVLAČIVIM UREĐAJIMA
Prekidač na izvlačivim kolicima, nepotreban rastavljačVisoka pouzdanost u pogonu (nema rastavljača!)Povećana sigurnost pogonskog osoblja, dopušten pristup i nekvalificiranom osoblju. Smanjene potrebe za održavanjem.Metalom pregrađeni blok u više odjeljaka (“metal clad”), sa izoliranim ili golim sabirnicama.Omogućavaju brzu montažu na terenu, te proširenje postrojenja.
SHEMATSKI PRIKAZ SKLOPNOG BLOKA S IZVLAČIVIM UREĐAJIMA
prekidač
sabirnice
Strujni transform.Zemljospojni rast.
DIMENZIJE METALOM OKLOPLJENIH SKLOPNIH BLOKOVA S IZVL. UREĐ.
Un (kV) sabirnice širina(mm) dubina(mm) visina(mm)
12 1 sustav 700(800) 1520 2040
24 1 sustav 1000(1200) 1880 2040
38 1 sustav 1400 2520 2040
PLINOM IZOLIRANA SKLOPNA POSTROJENJA
PLINOM IZOLIRANA SKLOPNA POSTROJENJA (1)
najbolja zaštita od strujnih udarapotpuna zaštita od vanjskih utjecaja.vakumski prekidač (obično), izolacija bloka plinom SF6,uzemljivanje prekidačem (tropoložajni),nema kabelskog rastavljača,.shock- proof plug-in. kabelske priključnice,vrlo kompaktna izvedba na svim naponskim razinama (24 kV: š-450 mm, d-1170 mm, v-2050 mm)tehnologija bez održavanja.
VRSTE SKLOPNIH UREĐAJA
Prekidači - mogu uklapati i isklapati sve vrijednosti struja, uključujući nazivne struje kratkog spojaSklopke - mogu uklapati i isklapati pogonske struje do nazivne vrijednosti, i mogu uklapati na postojeći kratki spoj do nazivne vrijednosti.Rastavljači - imaju svrhu otvaranja i zatvaranja električnog kruga i ostvarivanja sigurnosnog izolirajućeg razmaka tako da se opremom iza njih može rukovati bez opasnosti.Rastavne sklopke - kombiniraju funkcije sklopki i rastavljača, odnosno to su sklopke sa sigurnosnim razmakom koji se zahtijeva za rastavljače.Zemljospojne sklopke - za uzemljivanje krugova, koji su većisklopljeni.Osigurači - sastoje se od osiguračkog postolja i osiguračkog uloška za isklapanje struja kratkog spoja.
SKLOPNI UREĐAJI
NAZIVNI PODACI (1)
Nazivni napon - gornja granica napona, za koji su uređaji dimenzionirani. Određujedielektričku čvrstoću uređaja. Nazivna izolacijska razina - izolacijska čvrstoća faze prema zemlji, među fazama i preko otvorenog razmaka rastavljača. Određuje sposobnosti uređaja da podnese sve napone za koje predviđen, od normalnih kolebanja napona do onih koji se mogu pojaviti tijekom rada – prenaponi.
NAZIVNI PODACI (2)
Nazivna struja - struja koju glavni krug uređaja može stalno provoditi pri određenim uvjetima.Nazivna podnosiva tjemena struja - je najviša trenutačna vrijednost struje tijekom prijelaznog perioda, koju uređaj može voditi kada je uklopljen. Određuje elektrodinamičku (mehaničku) čvrstoću uređaja.
NAZIVNI PODACI (3)
Nazivna uklopna tjemena struja - uređaj ju s sigurnošću može uklopiti, uzimajući u obzir i stanje kratkog spoja blizu priključnica tijekom uklapanja.Nazivna (normalna) isklopiva struja - može se sigurno i ponovljivo isklapati tijekom normalnogpogona.Nazivna isklopiva struja kratkog spoja - je maksimalna struja kratkog spoja koja se može sigurno prekinuti, čak i kada je kratki spojna stezaljakama uređaja.
PREKIDAČI
Uređaji koji mogu isklapati i uklapati nazivne struje kratkog spojaPri isklapanju k.s. nužno je brzo gašenje luka, uz minimalne sklopne prenapone koji se pri tome javljajuMogući su prenaponi i u drugim situacijama:- prekidanje malih induktivnih struja- uključenje voda u praznom hodu- isključenje voda u praznom hodu- isključenje uz primjenu automatskog ponovnog uklopa (APU)
PREKIDAČI –PODJELA (1)
Prema naponu - Umax<72,5 kV; Umax>123 kV Prema načinu ugradnje – vanjska ili unutrašnjaPrema uzemljenju kućišta (VN prekidači):- izolirano kućište (‘’live tank’’); HEP- uzemljeno kućište (‘’dead tank’’)(‘’live tank’’ – manji prostor, jeftiniji, manje plina;‘’dead tank’’ – može se ugraditi više mjernih trn. S obje strane, manji gabariti, otporniji na potrese, kompletno montirani u tvornici)
PREKIDAČI –PODJELA (2)
Prema broju pogonskih mehanizama po prekidaču (VN). Jednopolno (tri pogonska mehanizma po prekidaču) za jednopolni APU, i tropolnoupravljanje Prema mediju za gašenje luka, suvremene izvedbe:- visoki napon: SF6 prekidači- srednji napon: vakumski prekidači, SF6
PREKIDAČI VN–POVIJEST
PNEUMATSKI,60’ G.
MALOULJNI,70’ i 80’ G.
80’ i 90’ G.
PREKIDAČI SN–POVIJEST
Hidromatski prekidačiMalouljni prekidači Vakumski i SF6 prekidači
Svjetski trend – postupno prevladavaju vakumski prekidači. SF6 izvdba ima prednosti kod isklapanja kondenzatora, motora.
ODABIR GLAVNIH ZNAČAJKI PREKIDAČA
Nazivni napon: IEC niz, maksimalni iznosi napona mreže: 7,2-12-24-38-123-245-420 kVNazivna trajna struja: 400-630-800-1250-1600-2000-2500-3150-4000Nazivna kratkotrajno podnosiva struja kratkog spoja: 10-12,5-16-20-25-31,5-40-50 kADodatne funkcije (izvlačivi, s rastavljačem)
MODERNI PREKIDAČI 110 kVLTB Conventional
Klasičniprekidač
Prekidač s rastavljačem
Izvlačivi prekidač
UOBIČAJENI PARAMETRI PREKIDAČA U HEP-u
Mreža 110 kV:- nazivna struja 2000 A- nazivna isklopiva struja k.s. 25 ili 31.5 kA
(40 kA u uvjetima visokog k.s.)Mreža srednjeg napona– nazivna struja 630 A (vodna polja), 1250 A
(trafopolja). Trn. 110/10, 40 MVA – 2500 A– Nazivna isklopiva struja struja k.s. 16 kA
RASTAVLJAČI I ZEMLJOSPOJNICI
Osigurava dok je otvoren dostatan izolacijski razmak, te vidljiv prekid strujnog krugaPrekida samo vrlo male strujeOsnovne izvedbe: rotacijski, horizontalni, pantograf (vertikalni), vertikalni
