Tehnika i praksa

Broj 9, 2013.

Tehnika

i praksa

Čačak

Tehnika i praksa, broj 9, 2013.

Glavni i odgovorni urednici Ivo Vlastelica Radisav Đukić Tehnički urednik Aleksandar Damnjanović Lektor Ivana Krsmanović Štampa Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak Format 24 x 17 cm Tiraž 300 CIP - Каталогизација у публикацији Народна библиотека Србије, Београд 62 TEHNIKA i praksa / glavni i odgovorni urednici Ivo Vlastelica, Radisav Đukić. - 2010, br. 3 - . - Čačak (Svetog Save 65) : Visoka škola tehničkih strukovnih studija, 2010- (Čačak : Visoka škola tehničkih strukovnih studija). - 24 cm Tromesečno ISSN 2217-2130 = Tehnika i praksa COBISS.SR-ID 174764812

Broj 9, 2013.

Glavni i odgovorni urednici

Ivo Vlastelica Radisav Đukić

Uređivački odbor

Slavko Arsovski, Mašinski fakultet, Kragujevac Zora Arsovski, Ekonomski fakultet, Kragujevac Miroslav Bjekić, Tehnički fakultet, Čačak Slobodan Bjelić, Fakultet tehničkih nauka, Kosovska Mitrovica Radovan Ćirić, Visoka škola teh. strukovnih studija, Čačak Vladimir Katić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Milivoj Klarin, Fakultet tehničkih nauka, Zrenjanin Miloš Kojić, Univ. of Texas medical center at Houston, USA Miodrag Lazić, Mašinski fakultet, Kragujevac Vidosav Majstorović, Mašinski fakultet, Beograd Aleksa Maričić, Tehnički fakultet, Čačak Vladica Mijailović, Tehnički fakultet, Čačak Dragan Milanović, Mašinski fakultet, Beograd Bogdan Nedić, Mašinski fakultet, Kragujevac Ratko Nikolić, Poljoprivredni fakultet, Novi Sad Petar Nikšić, Visoka škola teh. strukovnih studija, Čačak Milan Perović, Mašinski fakultet, Podgorica Nenad Radović, Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd Karlo Rajić, Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd Radomir Slavković, Tehnički fakultet, Čačak Dojčilo Sretenović, Visoka škola teh. strukovnih studija, Čačak Mališa Žižović, Tehnički fakultet, Čačak

Izdavač

Visoka škola tehničkih strukovnih studija Svetog Save 65, 3200 Čačak, Srbija

Tel. +381 (0)32 / 222-321 www.visokaskolacacak.edu.rs

E-mail: [email protected]

SADR@AJ 1. UTICAJ RASTER VALJKA NA KVALITET OTISKA U FLEKSO ŠTAMPI ......................................................................................................7 Milan Martinović, Dalibor Marković 2. PRIMENA METODE KONAČNIH ELEMENATA U NAPONSKO-

DEFORMACIONOJ ANALIZI PUŽNOG PARA .......................................................13 Miloš Đorđević, Ivo Vlastelica

3. APLIKATIVNI MODEL ZA IZRADU RASPOREDA NASTAVE NA VISOKOJ ŠKOLI TEHNIČKIH STRUKOVNIH STUDIJA ...............................................19 Marko Živković, Nataša Gojgić

4. POVEĆAVANJE ENERGETSKE EFIKASNOSTI KORIŠĆENJEM ALTERNATIVNIH IZVORA ENERGIJE...................................................................25 Petar Nikšić, Ana Đoković, Bogdan Domanović, Biljana Toković

5. PRIMENA EMS U GRAFIČKOJ INDUSTRIJI ..........................................................37

Slavica Milićević, Sandra Sikimić, Petar Nikšić 6. UPRAVLJANJE ODRŽAVANJEM GLODALICE ALG-100 ....................................43

Jelena Jovanović, Radisav Đukić, Valentina Simić, Bojana Petrović, Duška Vujašević, Milica Jovović

7. ALAT KAO PROIZVOD I RESURS PROIZVODNOG PROCESA ..........................55

Jelena Jovanović, Radisav Đukić, Dragan D. Milanović, Miljka Kovačević, Gorčilo Baltić, Dijana Kalović

8. ANALIZA KVAROVA NA ELEKTRIČNOJ MREŽI 35kV ZA SNABDEVANJE ELEKTRIČNOM ENERGIJOM RENI BUNARA

VODOVODA BEOGRAD ...........................................................................................67 Dojčilo Sretenović, Jovan Spasojević 9. PREDNOST UVOĐENJA PREKIDAČA VAKUUMSKOG TIPA I TIPA SA SF6

GASOM U ODNOSU NA MALOULJNE PREKIDAČE............................................75 Dojčilo Sretenović, Siniša Lilić

10. DALJINSKO UPRAVLJANJE DIJELOM ELEKTRODISTRIBUTIVNE MREŽE U CILJU SMANJENJA GUBITAKA............................................................81 Dojčilo Sretenović, Nenad Koprivica 11. OSNOVNE KARAKTERISTIKE WLAN MREŽA......................................................89 Božimir Mišković, Radmila Pašić

12. ANALIZA UTICAJA VRSTE KEPSTRALNIH KOEFICIJENATA NA PREPOZNAVANJE IZOLOVANO IZGOVORENIH REČI SRPSKOG JEZIKA ............................................................................................97 Branko Marković, Danijel Lacmanović, Marko Tatović, Gordana Marković 13. IZOLACIJA KOD GENERATORA...........................................................................105 Milan Dobričić, Snežana Jovanović 14. POBOLJŠANJE ENERGETSKE EFIKASNOSTI ELEKTROMOTORA.................111 Milan Dobričić, Gojko Purić 15. АNАLIZА SISТЕМА NАPАЈАNJА BАZNIH SТАNICА МОBILNЕ ТЕLЕFОNIЈЕ SА PОSЕBNIМ ОSVRТОМ NА ОBNОVLJIVЕ IZVОRЕ

ЕLЕKТRIČNЕ ЕNЕRGIЈЕ.........................................................................................117 Dragan Brajović, Aleksandar Ilić 16. ANALIZA PRIMENE SOLARNE ENERGIJE U ELEKTROTEHNICI...................123 Dragan Brajovć, Andrija Kovačević, Dejan Stamenković 17. PRILOG IZBORU OPTIMALNIH PROCEDURALNIH REŠENJA PRI IZGRADNJI MALIH HIDROELEKTRANA ....................................................133 Dragan Brajović, Mladen Novaković, Milićević Milić 18. ANALIZA ENERGETSKE EFIKASNOSTI INTELIGENTNIH INSTALACIJA U OBJEKTIMA................................................................................139 Dragan Brajović, Marko Tepša, Marko Milić 19. DIFERENCIJALNA ZAŠTITA TRANSFORMATORA...........................................147 Vodoplav Novica, Dragan Brajović 20. TEHNO-EKONOMSKA ANALIZA OPRAVDANOSTI IZGRADNJE

REVERZIBILNE HIDROELEKTRANE SA KONKRETNIM PRIMEROM..............................................................................157 Dragan Brajovć, Slobodan Ćirović, Terzić Aleksandar 21. PROJEKTOVANJE OSVETLJENJA SPORTSKIH TERENA .................................165 Dragan Brajović, Vladan Mutapović, Dragan Lučić

INDEKS AUTORA ................................................................................................175

UTICAJ RASTER VALJKA NA KVALITET OTISKA U FLEKSO ŠTAMPI

Milan Martinović1, Dalibor Marković1

REZIME Raster valjak je glavni deo sistema za nanošenje boje kod flekso štampe.

Napravljen je od čelika sa gornjom površinom od hroma ili keramike. Od kvaliteta štampe raster valjaka kao i parametra raster čašica zavisi konačan kvalitet štampanja, potrošnja boje, jačina i jasnoća na odštampanom delu proizvoda.

Ključne reči: raster valjak, flekso štampa, struktura raster valjka, raster linija.

IMPACT RASTER ROLLER ON QUALITY PRINT IN FLEXO PRINTING

ABSTRACT Raster roller is the main part of the system for the paint spread in flexographic

printing. It is made of steel with the top surface of chrome or ceramic. Final print quality, the consumption of color and strength and clarity on the printed part of a product depend on the quality of raster roller printing, as well as on the raster cup parameter.

Key words: raster roller, flexo printing, structure of the raster roller, raster line. 1. UVOD Uloga raster valjka u tehnici flekso štampe je da određenu količinu boje

prenesu na štamparsku ploču. Raster valjak je najvažniji deo štamparskog agregata i sa viskozitetom i

koncentracijom boje predstavlja značajni faktor kvalitetnog štampanja. Na količinu prenete boje sa raster valjaka utiču sledeći faktori: - struktura rastera i zaokretanje rastera u odnosu na osu cilindra - forma raster lončića - broj linija/odnos šteg i raster udubljenja - proizvođačke metode - teorijski volumen prenosa boje 2. RASTER STRUKTURA Postoje tri strukture raster valjaka (slika 1). - ortogonalni - dijagonalni - romboidni

1 VŠTSS Čačak

8 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013.

Slika 1: Strukture raster valjaka dijagonal, ortogonal, i romboid U odnosu na osu cilindra uglovi zaokretanja mogu biti 30o, 45o, 60o, 90o . Za reprodukciju autotipijskih klišea najpovoljniji su uglovi od 45o i 60o. Raster valjak koji je zaokrenut pod uglom od 60o u odnosu na osu cilindra

ima 12% više ćelija na 1 m2 od raster valjka koji je zaokrenut pod uglom od 45o u odnosu na osu cilindra.

3. FORMA RASTER LONČIĆA (RASTER UDUBLJENJA)

Postoje tri različite forme raster lončića (slika 2): - špic piramida - zarubljena piramida - zaobljena piramida

Slika 2: Forme raster lončića

Za prenos boje važi pravilo da ukoliko je zid lončića ravniji i dno lončića ravnije toliko je pražnjenje boje iz lončića potpunije.

Odnos štega i raster udubljenja predstavlja linijaturu raster valjka. Broj čašica-lončića po jedinici površine određena je brojem raster linija na

raster valjku i izražava se u l/cm2.

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 9 Ugao piramide, ivice lončića određuje gornju površinu lončića a time i

širinu štega između lončića. Moguće je izraditi kod istog broja lončića po jedinici površine kako male tako i velike gornje površine kao šire i uže štegove. Ova geometrijska zavisnost označava se kao odnos šteg-lončić (slika 3).

Slika 3: Odnos dubine (h) ,širine čašice (p) i štega (s) RW

Širina štega između gornjih površina ne utiče samo na volumen prenešene količine boje već i na otpornost raster valjka prema mehaničkom trošenju-habanju. Kod istog broja raster lončića po jedinici površine moguće je izraditi male gornje površine čašica i široke štegove, kao i velike gornje površine i uske štegove. Kod savremenih raster valjaka odnos šteg/lončić iznosi i do 1:20 (slika 4). Sa povećanjem broja čašica po cm2 stvaraju se uslovi za dobro raspoređivanje i prenošenje boje na štamparsku formu. Nedostatak se ogleda u tome što su ivice čašica isuviše tanke i kose pa mogu prouzrokovati loš efekat prilikom nanošenja boja na štamparsku formu (pritisak rakel noža).

Slika 4: Raster valjak

Sa dole prikazanih slika se može uočiti zavisnost prenošenja boje na štamparsku formu od širine štega i zapremine raster lončića.

Odnos lončić-šteg 1:16, tanki sloj boje velika opasnost oštećenja ivica čašica.


Odnos lončić-šteg 1:10, tanki sloj boje ravnomerno raspoređena boja po površini štamparske forme.

Odnos lončić-šteg 1:8, malo povišena količina boje na površini štamparske forme.

Odnos lončić-šteg 1:4, velika količina boje u čašicama preporučuje se za štampu tonova.

4. VOLUMEN PRENOSA BOJE Iz geometrije lončića se može izračunati volumen cm3 po m2. Faktori koji

utiču na količinu prenete boje sa raster valjka su: ugao čašice, dubina i forma čašice-lončića.

Jedna od često korišćenih formi čašice je piramida (slika 5).

Slika 5: Geometrija lončića kod raster valjka (oblika špic i zarubljene piramide)

Osnovni parametri raster čašice su: h= dubina oštre piramide (špic) h’= dubina presečene piramide 2a= dužina otvora čašice 2a’= dužina osnove prosečne piramide 2α = ugao vrha piramide d= širina štega

Slika pokazuje osnovne razmere u mikronima h, 2a i 2α zarubljene i špic piramide. Za pražnjenje čašice najvažniji je ugao piramide 2α koja se kreće od 80o do 120o.

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 11

Slika 6: Uticaj visine, ugla i širine raster čašice na zapreminu prenete boje

Na slici 6 prikazan je odnos ugla čašice raster valjka u zavisnosti od visine

čašice. Kod manjih uglova čašice veća je visina čašice pa pri istom otvoru čašice je i količina prenete boje na podlogu veća.

Štamparskom tehnikom se ne može postići potpuno (100%) pražnjenje čašice-lončića, usled čega se smanjuje količina boje koja se prenosi na štamparsku ploču. Teorijska zapremina boje specifične težine 1,168 g/cm3 – magenta može se izračunati na sledeći način.

- Specifična težina boje 1,168 g/cm3 za magentu Primer 1: Raster linijatura 120 lin/cm i zapremina čašica 0,56 cm3/m2

Ukupan broj čašica 120 x 120 = 14400 čašica na 1 cm2 ili 144.000.000 na 1 m2 Ukupna količina prenešene boje = 14400 x 0,56 cm3/m2 = 8,064

cm3/m2 Ukupna količina prenešene boje = 8,064 cm3/m2.1,168 g/cm3 Ukupna količina prenešene boje = 9,5 g/ m2

12 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Primer 2: Raster linijature 80 lin/cm i obim čašice 1,32 cm3/m2

6400 cm3/m2 x 1,32 g/m2 =8,448 cm3/m2 x 1,168 g/cm3 =10 g/ m2 Uz datih primera se vidi da se pri različitim linijaturama rastera, različitim

uglom, dubini i zapremine čašice može dobiti sa 2,5 puta manje čašica ,,ista“ količina prenosa boje (tabela 1).

Tabela 1: Uticaj broja čašica raster valjka na količinu prenete boje

linijatura

rastera lin/cm ugao zapremina

cm3/m2 broj čašica preneta boja

g/m2 80 110o 1,32 6400 10

120 90o 0,56 14400 9,5 5. ZAKLJUČAK Flekso štampa kao tehnika štampe veliku primenu nalazi kod štampe

ambalažnih materijala, kako na papiru tako i na fleksibilnim materijalima (PE, PET i itd).

Kvalitet otiska u procesu štampe zavisi od kvalitetno izrađenog i pravilno određenog RW. Oblik i veličina čašice – otvora RW u direktnoj su vezi prenosa boje na podlogu na kojoj se odvija proces štampanja.

Ovaj rad predstavlja direktnu korelaciju između oblika, veličine i broja raster udubljenja na kvalitet i količinu prenosa boje na materijale.

6. LITERATURA [1] Martinović M., Standardizacija procesa ofset i flekso štampe –

specijalistički rad, VŠTSS, Čačak, 2010. [2] SIMEC GRUP, Izrada raster valjka, publikacija. [3] ISO 12647-6:2006 [4] www.zecher.com

PRIMENA METODE KONAČNIH ELEMENATA U NAPONSKO-DEFORMACIONOJ ANALIZI PUŽNOG PARA

Miloš Đorđević1, Ivo Vlastelica1

REZIME Ova studija ima za cilj da predstavi savremeni metod za poboljšanje izlaznih

perfomansi pužnog para, zasnovan na virtualnom modelu. U radu se analizira uticaj koeficijenta trenja i vrsta materijala na naponsko-deformaciono stanje pužnog para primenom Metode konačnih elemenata (MKE).

Ključne reči: Metoda konačnih elemenata, nelinearnost, pužni par, trenje. APPLICATIONS OF THE FINITE ELEMENTS METHOD AT THE

STRESS-STRAIN ANALYSIS OF WORM GEAR

ABSTRACT This study aims to present a modern approach to improve output performance of

worm gear pair, based on a virtual model. This paper analyzes the influence of the friction coefficient and the type of material on the stress-strain state of worm gear pair using the Finite Element Method (FEM).

Key words: The finite element method, nonlinear, worm pair, friction. 1. UVOD Prikazani, pužni prenosnik (slika 1) sa karakteristikama datim na crtežu,

ugrađen je na bageru RB 'Kolubara'. Pužni prenosnik je u samom startu otkazao zbog loma zupčanika. Prenosnik je podvrgnut naponsko – deformacionoj analizi radi provere naponskog stanja neposredno u trenutku dejstva maksimalnog opterećenja. Nelinearno ponašanje materijala kao i uticaj kontakta puža i pužnog točka, iziskuju primenu numeričke analize, odnosno primenu metode konačnih elemenata.

Model prenosnika kreiran je u programu SolidWorks. Za naponsko-deformacionu analizu korišćen je programski paket CosmosWorks integrisan u SolidWorks-u. Kao rezultat analize dati su uporedni rezultati za tri vrste materijala pužnog točka i sa različitim vrednostima koeficijenta trenja klizanja.

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak


Slika 1: Pužni par

2. NAPONSKO – DEFORMACIONA ANALIZA PUŽNOG PARA Naponsko - deformaciona analiza pužnog para je izvedena sa modulom za

nelineranu statičku analizu u SolidWorks-u. Model je diskretizovan sa 3D izoparametarskim konačnim elementima(KE). Broj KE je 36824, dok je broj čvorova 59577 (slika 2). Granični uslovi i spoljašnje opterećenje (moment torzije na pužnom točku Mt=364.5 Nm) prikazani su na slici 3. Materijalne karakteristike modela date su u tabeli 1.

U kontaktu je uključeno trenje između dodirnih površina zubaca, i predstavljeno je preko koeficijenta trenja (μ=0.01- 0.1). Nelinearnost procesa je iskazana kroz materijalnu nelinearnost (elasto - plastičnost), datu preko dijagrama napon-deformacija za materijale prenosnika (slika 4). Na osnovu podataka iz literature generisane su krive u SolidWorks-u, u zoni od početka tečenja do kraja ojačanja materijala ( ), pri idealizovanoj početnoj elastičnoj, deformaciji.

Slika 2: Diskretizovan model Slika 3: Ograničenja i opterećenja


Slika 4: а) Kriva (puž) ; b) Kriva (pužni točak)

Tabela 1: Mehaničke karakteristike materijala

2.1. Uticaj trenja na napone u kontaktu

U tribološkim ispitivanjima razlika između momenta na ulazu i izlazu određuje veličinu gubitaka koji odlaze na trenje i zagrevanje. Kod zupčastih prenosnika trenje utiče na stepen korisnog dejstva. Na slici 5 prikazano je polje napona sa koeficijentom trenja μ=0,01 i teorijskim stepenom iskorišćenja 0.947 (izračunat ugao trenja). Materijal puža je 42CrMo4,a material pužnog točka CuSn8. .

Slika 5: Maksimalni naponi u kontaktu μ=0.01

Materijal Napon tečenja [ ]

Modul elastičnosti [ ]

Poisson's

42CrMo4-puž 450 0.3 CuSn8-pužni točak 200 0.28

CuSn12Ni2 -pužni točak 180 0.28

a) b)

16 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Maksimalni napon se prostire od podnožja zupca, preko boka sve do vrha zupčanika, simetrično i sa suprotne strane. Napon iznosi 252 MPa, što za dati materijal pužnog točka predstavlja prekoračenje napona tečenja.

Slika 6: Maksimalni naponi u kontaktu μ=0.05 Slika 7: Maksimalni kontaktu =0.1

Na slici 6 je istovetan kontakt s tim što je koeficijent trenja μ=0.05. Pojas maksimalnog napona je nešto uži i koncentrisaniji na korenu zupca (očekivano mesto loma). Napon u kontaktu je iznad granice tečenja (200 MPa) i iznosi 235 MPa. Maksimalni napon je ispod granice tečenja, ostvaren sa μ=0.1 (Slika 7).

Predhodna analiza uticaja trenja na maksimalne napone, upoređena je sa analtičkim vrednostima [3] (slika 8). Maksimalno odstupanje od analtičkih vrednosti napona je 8% za μ=0.06.

Slika 8. Dijagram uticaj trenja na napone u kontaktu

2.2. Uticaj materijala na napone u kontaktu Na slikama 9, 10 i 11, prikazani su rezultati simulacije s konstantnim

koeficijentom trenja μ=0.02 i promenljivim naponom tečenja za dati materijal. Sa promenom materijala pužnog točka, za tri posmatrane varijacije, raspored maksimalnih napona je različit i veći od napona tečenja.


Slika 9: Naponi u kontaktu 42CrMo4 - CuSn12Ni2 Slika 10: Naponi u kontaktu 42CrMo4 –CuSn8

Slika 11: Naponi u kontaktu 42CrMo4 – 42CrMo4

3. ZAKLJUČAK U vremenski posmatranoj analizi, rast trenja bi izazivao i porast napona. Porast čvrstoće materijala pužnog točka izaziva porast kontaktnog napona. Na osnovu izloženog potrebno je odabrati materijale, obradu površina, i podmazujuća sredstva koja će kontaktni pritisak držati u okviru dozvoljenih vrednosti.

4. LITERATURA [1] Kojić M., Slavković R., Živković M., Grujović N,: Metod konačnih

elemenata I – linearna analiza, Kragujevac: Mašinski fakultet, 1998. [2] Kojić M., Bathe J. K.: Inelasic Analysis of Solids and Structures,

Springer Verlag, 2005 [3] Nikolić V.: Mašinski elementi: Kragujevac, Mašinski fakultet, 2004.

APLIKATIVNI MODEL ZA IZRADU RASPOREDA NASTAVE NA VISOKOJ ŠKOLI TEHNIČKIH STRUKOVNIH STUDIJA

Marko Živković1, Nataša Gojgić2

REZIME

Aplikativni model koji je prikazan u radu, omogućava lakši unos podataka o predmetima, profesorima, studentima i učionicama tj. lakše praćenje izrade rasporeda nastave i rasporeda studenata po grupama od došadašnjeg ručnog načina izrade rasporeda. Onemogućena je pojava tj. preklapanje termina odražavanja nastave u istim učionicama. Osim lakšeg unosa podataka, model omogućava veoma jednostavavno generisanje i pregled izveštaja rasporeda nastave za profesora po danima, zauzatost učionica, pregled studenata po grupama. U slučaju pojava grešaka odnosno slučajnog unosa pogrešnih podataka, model omogućava veoma brz način pronalaženja i ispravljanja tih grešaka.

Ključne reči: baza podataka, MySQL, raspored časova.

APPLICATIVE MODEL FOR CREATING THE TIMETABLE CURRICULUM FOR TECHNICAL COLLEGE CACAK

SUMMARY The applicative model which is shown in the paper enables easier input of the data

about subjects, teachers, students and classrooms, i.e.easier creation of curriculum timetble and choice of groups of students comparing to the recent manual method of creating the timetable. It makes redundancy of lessons’ terms in the same classrooms impossible. Besides easier data input, the model enables very simple generation and survey of the reports of lessons timetable for teachers by days, classrooms’ occupation and survery of students’ groups. In case of errors appearance, i.e. random input of wrong data, the model enables very quick method of finding and correcting those errors.

Ključne reči: data base, MySQL, timetable.

1. UVOD Baze podataka predstavljaju viši nivo rada sa podacima u odnosu na

klasične programske jezike. Reč je o tehnologiji koja je nastala s namerom da se uklone slabosti tradicionalne “automatske obrade podataka” iz 60-tih i 70-tih godina 20tog veka.

Izraz baza podataka (engl. database) najčešće se odnosi na grupu ili skup podataka koji se odnose na određenu temu ili pripadaju određenoj poslovnoj aplikaciji. Baze podataka omogućavaju da se srodni podaci organizuju i urede na logički način radi jednostavnijeg pristupa i učitavanja podataka. Baza podataka je

1 DIVI d.o.o. 2 VŠTSS Čačak

20 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. skup međusobno povezanih podataka, pohranjenih u spoljnoj memoriji računara. Podaci su istovremeno dostupni raznim korisnicima i aplikacijskim programima. Ubacivanje, promena, brisanje i čitanje podataka obavlja se posredstvom zajedničkog softvera. Korisnici i aplikacije pritom ne moraju poznavati detalje fizičkog prikaza podataka, već se referenciraju na logičku strukturu baze. Čuvanje podataka u preciznom i unapred poznatom formatu omogućava da sistem za upravljanje bazama podataka (engl. Database Management System, DBMS) sirove podatke pretvara u korisne informacije putem raznih oblika izlaznih rezultata, kao što su upiti i izveštaji.

2. MODEL PODATAKA U radu je opisan aplikacija za pregled, unos i izmene unetih podataka u

bazu podataka za raspored časova. Baza je urađena uz pomoć MySQL koda i aplikacije u phpMyAdmin-u koje služi za potrebe administriranja MySQL sistema baza podataka putem Web-a. Pristup podacima, unos i izmene istih u bazi je urađeno preko PHP-a. PHP je open_source server_side skript jezik za dinamičko generisanje HTML koda, odnosno za izradu dinamičkog sajta.

U automatizovanom sistemu za upravljanje bazama podataka, kao što je phpMyAdmin, računar služi za pristupanje podacima koji se čuvaju u obliku tabela – podaci se unose pomoću obrazaca za unošenje podataka, a učitavaju se pomoću upita. Mogu se praviti upiti koji iz tabela učitavaju samo određeni podskup podataka, koji se potom, pomoću izveštaja prikazuju na ekranu ili šalju na štampač.

Sistem za upravljanje relacionim bazama podataka kao što je phpMyAdmin, čuva podatke raspoređene u više tabela koje su međusobno povezane. Pomoću upita možete da postavljate složena pitanja koja se odnose na podatke u jednoj od tih povezanih tabela ili u više njih, a odgovore ćete dobiti u obliku obrazaca ili izveštaja.

Sistem za upravljanje bazom podataka oblikuje fizički prikaz baze u skladu s traženom logičkom strukturom. Takođe, on obavlja u ime klijenata sve operacije s podacima. Dalje, on je u stanju da podrži razne baze, od kojih svaka može imati svoju logičku strukturu, i u skladu s istim modelom. Isto tako, brine se za sigurnost podataka, pa automatizuje administrativne poslove s bazom.

Podaci u bazi su logički organizovani u skladu s nekim modelom podataka. Model podataka je skup pravila koja određuju kako može izgledati logička struktura baze. Model čini osnovu za projektovanje i implementiranje baze.

U radu je prikazan aplikativni model za izardu rasporeda nastave za VŠTSS Čačak koji za osnovu ima bazu podataka izrađenu u phpMyAdmin-u.


Slika 1: Model podataka

3. APLIKATIVNI MODEL ZA RASPORED ČASOVA Forma „Predavanja“ koja služi za pregled, unos i izmenu podataka data je

na slici 2.

Slika 2. Forma predavanja

Pri vrhu stranice nalaze se polja za pretragu. U prvo pojle se unese tekst

koji se pretražuje, iz drugog polja se izabere naziv kolone po kojoj želimo pretražiti uneti tekst iz prvog polja. Klikom na dugme Search vrši se pretraga po zadatim

22 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. kriterijumima. Izgled stranice sa zadatim kriterijumima i prikazanim podacima dat je na slici 3.

Slika 3. Rezultat pretrage

Ispod polja za pretragu nalazi se mehanizam za pregled podataka po

stranicama kao i ukupan broj unetih redova i ukupan broj stranica. Kao što se vidi sa slike 2, trenutno ima 48 redova koji su raspoređeni na četiri stranice. Sa slike se vidi je trenutno aktivna tj.izlistana stranica dva.

Slika 4. Pregled podataka (penignation)

Oznaka <<Back prestavlja prethodnu stranicu, tj.klikom na <<Back

izlistaće se podaci koji se nalaze na stranici broj jedan (slika 5).

Slika 5. Prikaz podataka nakon klika na <<Back


Oznaka Next>> prestavlja sledeću stranicu, tj.klikom na nju prikazaće se sledeća stranica u ovom slučaju to je stranica broj tri (slika 6).

Slika 6. Prikaz podataka nakon klika na Next>>

Klikom na neki od naslova kolona izvršiće se sortiranje podataka. U

donjem levom uglu se nalaze linkovi Nazad za povratak na stranicu Lista i link Unos predavanja, klikom na ove linkove otvoriće se nova stranica za unos predavanja u tabelu. Izgled stranice dat je na slici 7.

Prilikom unosa novog predavanja u bazu klikom na dugme Unesi, deo koda aplikacije vrši poređenje podataka koji se unose u bazu sa podacima koji već postoje u bazi. Ovo se radi da bi se sprečila pojava duplikata podataka. Takav slučaj dat je na slici 7.

Slika 7. Provera duplikata


U slučaju pojave duplikata pojaviće se obaveštenje da podaci već postoje u bazi i da podatke koje unosimo trebalo izmeniti. A sa desne strane stranice pojaviće se obaveštenje koje prikazuje koji su termini zauzeti a koji slobodni za izabranu učionicu i semestar (slika 8).

Slika 8. Obaveštenj o slobodnim i zazuzetim terminima

Mada postoji određena situacija kada je unos duplikata obavezan. Na

primer dva različita smera imaju isto predavanje kod istog predavača ili dve grupe sa istog smera imaju zajedno vežbe itd. Tada se čekira opcija Dozvoli koja omogućava unos duplikata u bazu. Nakon klika na dugme Unesi pojaviće se poruka o uspešnosti unosa podataka i podaci se smeštaju u bazu (slika 9).

Slika 9. Prikaz podataka nakon unosa duplikata

4. ZAKLJUČAK Aplikativni model koji je prikazan u specijalističkom radu, omogućava

efikaniji unos rasporeda nastave i rasporeda studenata po grupama od ručnog načina izrade rasporeda. Prilikom unosa sprečeno je preklapanje termina odražavanja nastave u istim učionicama što se u vidu dijalog prozora ispisuje na ekranu. Model omogućava veoma brz način ispravljanja tih grešaka.

Pored preglednijeg unosa podataka, model omogućava veoma jednostavavno generisanje i izradu izveštaja rasporeda nastave za profesore i sardnike po danima, slobodne i zauzete termine učionica, raspored studenata po predmetima, smerovima i grupama kao i mogućnost promene istih.

5. LITERATURA

[1] Alempije V. Veljović, Nataša R. Gojgić, „Projektovanje baza podataka ″ Čačak, 2006.

[2] W. Jason Gilmor, „PHP I MySQL“, Kompjuter biblioteka, Beograd, 2009. [3] www.tutorijali.org

POVEĆAVANJE ENERGETSKE EFIKASNOSTI

KORIŠĆENJEM ALTERNATIVNIH IZVORA ENERGIJE

Petar Nikšić 1 , Ana Đoković 1 , Bogdan Domanović 2 , Biljana Toković 3

REZIME: Srbija ima znatan energetski potencijal u obnovljim izvorima energije, ali on nije u

dovoljnoj meri iskorišćen ili uopšte nije iskorišćen, kada je reč o određenim izvorima energije poput vetra ili sunčevog zračenja. Upotreba energije iz obnovljivih izvora još je u povoju i u svetu, osim u nekim razvijenim zemljama, i najveći izazov predstavlja prelazak na čistije tehnologije uz postizanje ekonomske isplativosti.

Ključne reči: energetska efikasnost,obnovljivi izvori energije,bioenergija, sunčeva energija,energija vetra, geotermalna energija,energija vodotokova.

ENERGY EFFICIENCY CAN BE INCREASED BY USING

ALTERNATIVE ENERGY SOURCES

ABSTRACT: Serbia has a significant energy potential of renewable energy sources, but it is not

sufficiently used or it is not used at all, when it comes to energy sources such as wind or solar energy. The use of renewable energy is still in its infancy in the world, except in some developed countries, and the biggest challenge is the transition to cleaner technologies in cost-effective way.

Key words: energy efficiency, renewable energy, bioenergy, solar energy, wind energy, geothermal energy, water courses.

1. UVOD U obnovljive izvore energije spadaju energija vodotokova, vetra, sunčeva

energija, biomasa i geotermalna energija. Obnovljivi izvori energije se nalaze u prirodi i obnavljaju u celini ili delimično. Potreba za korišćenjem takvih izvora energije javila se proteklih nekoliko decenija pošto su objavljeni alarmantni podaci o posledicama emisije gasova sa efektom staklene bašte, koji nastaju sagorevanjem fosilnih goriva. To je dovelo do klimatskih promena u svetu koje se pre svega ogledaju u povećanju prosečne temperature, odnosno globalnom zagrevanju. Klimatski poremećaji nisu zaobišli ni Srbiju – temperature rastu od početka 80-tih godina prošlog veka, a zbog klimatskih poremećaja mogu se očekivati sušna i topla leta, ekstremne promene vremenskih prilika, oscilacija temperature, periodi nestabilne klime, pojave poput poplava i grada.

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak 2 Prekršajni sud Čačak 3 Opštinska administrativna služba Rudo


EU je prihvatila obavezu da do 2020. zarad borbe protiv klimatskih promena smanje emisije gasova sa efektom staklene bašte, među kojima je ugljen-dioksid, za 20% u odnosu na 1990. godinu, da udeo obnovljivih izvora energije poveća na 20% i da merama energetske efikasnosti ostvari uštede od 20%.

Radna grupa Energetske zajednice jugoistočne Evrope prihvatila je 6. decembra 2011. daudeo energije iz obnovljivih izvora iznosi 21,2% u ukupnoj potrošnji energije u Srbiji, odnosno da to bude osnovica za utvrđivanje obaveze Srbije za povećanje učešća obnovljivih izvora energije u potrošnji do 2020. Na osnovu toga, Srbija je preuzela obavezu da do 2020. godine poveća udeo energije iz obnovljivih izvora u ukupnoj potrošnji sa sadašnjih 21,2 na 27%.

2. ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE

2.1 Uvod u obnovljive izvore energije. 2.1.1 Direktno pretvaranje različitih vidova energije u električnu i

toplotnu energiju Osnovni vidovi energije koji omogućavaju funkcionisanje današnje

civilizacije su uglavnom toplotna i električna energija, koje se u daljim tehnološkim postupcima primenom određenih konvertora mogu pretvarati u ostale vidove energije.

Toplotna i električna energija se danas u velikom procentu dobijaju iz neobnovljivih izvora energije.

Pod pojmom neobnovljivih izvora energije se podrazumevaju svi potencijalni nosioci nekog vida energije koji su jednom stvoreni (u davnoj Zemljinoj prošlosti) ali se za sada ne mogu obnoviti. Takvi nosioci energije su ugalj, nafta i derivati nafte, prirodni gas, fisiona (nuklearna) goriva. Hidro energija je delimično obnovljivi izvor, pošto se njihova količina može

menjati tokom vremenu.

2.1.2 Podela i značaj obnovljivih izvora energije u očuvanju čovekove okoline.

Pod pojmom obnovljivi izvori energije, podrazumevaju se izvori energije koji se nalaze u prirodi i obnavljaju se u celosti ili delimično. Takvi nosioci energije su bioobnovljivi, vetar, sunčeva, geotermalna, mali vodotokovi, energija plime i oseke i sl. Na primer za Republiku Srbiju raspodela obnovljivih izvora energije je sledeća:

a) bioobnovljivi izvori (63%) b) energija malih vodotokova, (10 %) c) energija vetra, (5%) d) neakumulirana sunčeva energija (izuzimajući fotosintezu), (17%) e) geotermalna energija. (~5%)


Pošto se potencijalna energija obnovljivih izvora nalazi u vidu koji veoma često nije moguće direktno koristiti, potrebno je takav vid energije prevesti u drugi upotrebljivi vid energije-pretvaranjem (konverzijom).

3. BIOOBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE Raspolažu sa potencijalnom hemijskom energijom koja se na različite

načine može prevesti u toplotnu, mehaničku i električnu energiju, kao što je prikazno na donjoj slici.

Slika. 2.1 Pretvaranje potencijalne energije bioobnovljivih

izvora u druge vidove energije.

Osnovni način korišćenja bioobnovljivih izvora energije je direktno sagorevanje. Sagorevanjem se oslobađa toplotna energija koja se primenom različitih konvertora energije (parni kotlovi, parne turbine, električni generatori) može prevesti u mehaničku i električnu energiju. Jedan od mogućih načina je i hemijska ili biohemijska modifikacija bioobnovljivih izvora kojom se mogu dobiti različita tečna goriva (bioalkoholi, biodizel) odnosno gasovita goriva (biovodonik, biometan i drugi biogasovi), koji se na primer u gorivnim galvanskim spregovima ili motorima sa unutrašnjim sagorevanjem mogu prevesti u električnu, toplotnu i mehaničku energiju.

28 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 3.1 Biogoriva se mogu podeliti na čvrsta, tečna i gasovita.

3.1.1 U čvrsta biogoriva spadaju:

drvo - u raznim oblicima: u obliku cepanice, usitnjenog drvenog otpada, grančica, briketa, iverja, itd; slama - bilo upakovana ili ne; seno - za sada bez praktične primene; drugi biljni otpaci; Preračunato na ten, u Republici Srbiji raspodela čvrstih biogoriva je sledeća: - 1 miliona ten godišnje – energetski potencijal ostataka useva: 3 miliona tona slame (45%), kukuruzovine (35%) i 20% ostalih kultura - 0.36 miliona ten godišnje – energetski potencijal ostataka orezivanja voća i vinograda: 530 000 tona ostataka od orezivanja voća (šljive 55%, jabuke 20% i 25% ostalih kultura) 345 000 tona ostataka od orezivanja vinograda - 0.042 miliona ten godišnje – energetski potencijal tečnog stajnjaka.

3.1.2 U tečna biogoriva spadaju: - Alkoholna biogoriva (bioetanol, biometanol i butanol); - Bio-ulja, gde spadaju biljna ulja (suncukretovo, ulje iz uljane repice, kukuruzno i sl), biodizel, ali i upotrebljena jestiva ulja, npr. za friteze čijom se preradom može dobiti biodizel.

3.1.3 U gasovita biogoriva spadaju:

- Biogas; - Neki generatorski gasovi nastali preradom biomase (drvni gas). - Neki destilacioni gasovi nastali preradom biomase - Vodonik nastao cepanjem bilo kog ugljovodonika ili elektrolizom vode električnom energijom dobijenom iz obnovljivih izvora.

Od tečnih goriva su najprimenjivaniji bioalkoholi (metanol, etanol i butanol), kao i biodizel.

Poznato je da se sagorevanjem biogoriva, takođe, oslobađa ugljen-dioksid kao glavni gas efekata staklene bašte-a isti gas se oslobađa i procesom prirodnog truljenja biogoriva(tzv. ciklus kruženja ugljenika u prirodi) čime se oslobađa energija ali u beskorisnom vidu. Sagorevanjem biogoriva se znatno manje utiče na zagađenje atmosfere nego sagorevanjem neobnovljivih goriva (nafta, ugalj). Takođe, sagorevanjem neobnovljivih izvora oslobađaju se drugi gasovi staklene bašte kao što su sumporni i azotni oksidi i slično.

4. ENERGIJA VETRA Kinetička energija vetra se može konvertovati u mehaničku ili električnu

energiju primenom vetrogeneratora. Vetrogenerator je uređaj koji pretvara kinetičku energiju vetra u mehaničku, a u spoju sa električnim generatorom i u električnu energiju (tipično 220 V, 50 Hz). Mada jednostavan po shemi, ovaj


sistem je veoma komplikovan u smislu održavanja konstantnosti napona i frekvence naizmenične struje. To se postiže promenom ugla elise pri određenim brzinama vetra i složenim elektronskim upravljačkim sistemom.

Slika 4.1 Konverzija energije vetra u električnu i mehaničku energiju i izgled tipičnog

vetrogeneratora.

Energetske krize, smanjenje zaliha fosilnih goriva i enormno zagađivanje planete uticali su da se industrija za proizvodnju vetrogeneratora (VTG) poslednjih 30 godina razvijala u svetu skoro istom dinamikom kao i industrija računarske opreme, a danas se smatra vrlo stabilnom i perspektivnom. Po predviđanjima mnogobrojnih eksperata, očekuje se dalji intenzivan rast instalisanih kapaciteta, a trendovi daljeg povećanja ekonomičnosti, kao i sve ozbiljnije pogoršanje stanja životne sredine, potvrđuju takve pretpostavke. Do kraja 2001. godine u svetu je

30 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. instalisano 56.000 vetrogeneratora sa kapacitetom od 25 GW. 2007 godine povećanje kapaciteta iznosilo je 52%.

U Srbiji postoje potencijalno pogodne lokacije za izgradnju vetrogeneratora:

1. Istočni delovi Srbije - Stara Planina, Vlasina, Ozren, Rtanj, Deli Jovan, Crni Vrh itd. U ovim regionima postoje lokacije čija je srednja brzina vetra preko 6 m/s. Ova oblast prostorno pokriva oko 2000 km2 i u njoj bi se perspektivno moglo izgraditi oko 2000 MW instalisane snage vetrogeneratora.

2. Zlatibor, Bjelasica, Kopaonik, Divčibare su planinske oblasti gde bi se merenjem mogle utvrditi pogodne mikrolokacije za izgradnju vetrogeneratora.

3. Panonska nizija, severno od Dunava je takođe bogata vetrom. Ova oblast pokriva oko 2000 km2 i pogodna je za izgradnju vetrogeneratora jer je izgrađena putna infrastruktura, postoji električna mreža, blizina velikih centara potrošnje električne energije i slično. U perspektivi bi se u ovoj oblasti moglo instalirati oko 1500 do 2000 MW vetrogeneratorskih proizvodnih kapaciteta.

5. ENERGIJA ZRAČENJA SUNCA Energija zračenja sunca se može prevesti u električnu energiju primenom

fotonaponskih konvertora (solarnih ćelija) odnosno u toplotnu energiju primenom solarnih kolektora, a iz oba oblika u mehaničku energiju.

Slika 5.1 Konverzija energije Sunca u električnu i toplotnu energiju.

Energija sunčeve radijacije više je nego dovoljna da zadovolji sve veće energetske zahteve u svetu. U toku jedne godine, sunčeva energija koja dospeva na zemlju 10.000 puta je veća od energije neophodne da zadovolji potrebe celokupne populacije naše planete. Oko 37% svetske energetske potražnje zadovoljava se proizvodnjom električne energije (približno oko 16.000 TWh u 2001. godini). Ako bi se ova energija generisala fotonaponskim sistemima skromne godišnje izlazne snage od 100 kWh po kvadratnom metru, neophodna bi bila površina od 150 x 150 km2 za akumulaciju sunčeve energije. Veliki deo ove apsorpcione površine mogao


bi se smestiti na krovovima i zidovima zgrada, pa ne bi zahtevao dodatne površine na zemlji.

Godišnji prosek dnevne energije zračenja u horizontalnu površinu

6. GEOTERMALNA ENERGIJA Uglavnom predstavlja toplotnu energiju. Osnovni vid su geotrmalni izvori

čija temperatura u principu varira od ~30 do 600C, pa čak i preko 1000C. Ona se može direktno iskoristiti za zagrevanje ili nakon dogrevanja za proizvodnju vodene pare i dobijanja električne i mehaničke energije primenom turbina i električnih generatora.

Drugi vid je bušenje dubokih rupa u zemlji (100-150 m) uz postavljanje cevi kroz koji prinudno protiče neki fluid (npr: antifriz) uz pomoć pumpe. Sa obzirom da je temperatura Zemlje na tim dubinama konstantna oko 20 – 25oC ovakav sistem se može koristiti i za grejanje tokom zimskih meseci i za hlađenje tokom letnjih meseci u obliku visokoefikasnih podnih i zidnih razmenjivača toplotne energije.

Na žalost to je još uvek veoma skupa investicija, ali se mora ozbiljno razmišljati o njenoj primeni u skorijoj budućnosti.


Slika 2.5. Mogućnost iskorišćavanja geotermalne energije.

Geotermalna energija je svuda ispod nas. Negde je lako dostupna ili sama

izlazi na površinu zemlje u obliku tople vode ili pare, a negde je na velikoj dubini i praktično nedostupna. Istraživanja su pokazala da Srbija ima značajne mogućnosti za korišćenje geotermalne energije i da u budućnosti treba planirati njeno veće učešće u energetskom bilansu. Postojeći rezultati pokazuju da bi se sa intenzivnim programom razvoja geotermalnih resursa mogao do 2015. godine da postigne nivo zamene od najmanje 500.000 tona uvoznih tečnih goriva godišnje.

Geotermalna energija u Srbiji se simbolično koristi, samo sa 86 MW i ako po geotermalnom potencijalu spada u bogatije zemlje.

7. ENERGIJA MALIH VODOTOKOVA U Srbiji sa oko 10% zastupljenosti predstavlja idealne potencijale za

dobijanje mehaničke i električne energije. Na žalost u Srbiji još uvek ne postoji zakonska regulativa o korišćenju takvih izvora za ozbiljniju izgradnju i praktično nisu dozvoljena. Energija malih vodotokova uglavnom se ne koristi, osim za turističko pokretanje ražnjeva za pečenje mesa, malobrojnih vodenica i nekih ilegalnih električnih centrala? U ovoj oblasti Država mora da napravi veliki pomak u Zakonskoj regulativi. Ukupan potencijal hidroenergije u Srbiji procenjuje se na 17.000 gigvat-sati od čega je iskorišćeno oko 10.000 gigavat-sati. Preostali hidroenergetski potencijal se procenjuje na oko 7.000 gigavat-sati i to u slivu Morave, Drine i Lima, i Dunava. Ta područja su pogodna za izgradnju objekata snage veće od 10 megavata i godišnju proizvodnju oko 5.200 gigavat-sati. Potencijal malih vodotokova, na kojima se mogu graditi male hidroelektrane, iznosi oko 0,4 miliona ten - ili 3% od ukupnog potencijala obnovljivih izvora u Srbiji. Male hidroelektrane su energetski objekti snage do 10 megavata i spadaju u kategoriju povlašćenih proizvođača energije. Prema najavama, planirano je da se narednom uredbom o podsticajnim merama uredi da status povlašćenog proizvođača imaju mini hidroelektrane snage do 30 megavata.


Kada bi se iskoristio ukupan energetski potencijal malih hidroelektrana, moglo bi da se proizvede oko 4,7% od ukupne proizvodnje elektricne energije Srbiji (34.400 gigavat-sati u 2006. godini) i oko 15% godišnje proizvodnje elektricne energije u hidroelektranama koja iznosi oko 10.000 gigavat-sati.

Regionalna procena ukupne snage malih vodotokova u Republici Srbiji

8. KONVERZIJA I AKUMULACIJA ENERGIJE Zbog periodičnosti rada konvertora energije (vetrogeneratora,

fotonaponskih ćelija, solarnih kolektora i sl.), uslovljenih vremenskim prilikama, dobom dana odnosno godine, neophodno je dobijenu energiju konvertovati i akumulirati da bi se omogućilo trošenje i pri nepovoljnim uslovima. Konverzija i akumulaciaja energije je naročito bitna ukoliko se konvertori koriste u specifičnim uslovi gde ne postoji mogućnost povezivanja na elektrodistibutivnu mrežu, kao na primer: seoska domaćinstva, vikendice, vojni objekti, telekomunikacioni repetitori i sl.

Osnovni vid energije koji se dobija korišćenjem vetrogeneratora i fotonaponskih ćelija je električna energija, dok se primenom solarnih kolektora dobija toplotna energija. Shodno tome, mogu se razmatrati i dva osnovna vida akumulacije energije, akumulacija električne, odnosno toplotne energije.

Pošto se potencijalna energija obnovljivih izvora nalazi u vidu koji veoma često nije moguće direktno koristiti, potrebno je tu potencijalnu energiju prevesti u drugi vid procesom konverzije (pretvaranja).

Na slici su kao primer, prikazani mogući tehnološki postupci konverzije i akumulacije energije nekih obnovljivih izvora za pogon automobila, koji danas predstavljaju pojedinačno male ali u celini (ako se uzme u obzir da se godišnje u svetu proizvede oko 50.000.000 automobila) ogromne zagađivače okoline.


Slika 8.1 Tehnološki postupci konverzije i akumulacije energije

Različiti vidovi biomase se mogu prevesti u biodizel (ulja iz uljane repice,

suncukreta, kukuruza i sl.) i direktno koristiti kao pogonsko gorivo automobila. Takođe, u procesu fermentacije biomase (šećera, skroba i sl.) mogu se dobiti bioalkoholi i biogasovi koji se direktno mogu koristiti za pogon modifikovanih motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Ovako modifikovana biomasa se može koristiti direktno kao gorivo u gorivnim galvanskim spregovima (fuel cell) ili nakon razlaganja (reforming proces) u obliku vodonika.

Energija vetra primenom generatora električne struje ili energija zračenja Sunca primenom fotonaponskih ćelija se može konvertovati u električnu energiju. Takva električna energija se može akumulirati u elektrohemijskim izvorima električne energije (na primer olovnim akumukatorima) i kasnije koristiti za pogon elektromobila. Drugi način akumulacije je elektroliza vode pri kojoj se dobija gasoviti vodonik koji se može skladištiti, komprimovati i koristiti kao gorivo u gorivnim galvanskim spregovima.

Iz ovog primera može se videti da konverzija i akumulacija energije obnovljivih izvora pružaju neograničene mogućnosti primene kao i razlog za dalja razmišljanja o unapređivanju tehnologija takvih procesa.


9. ZAKLJUČAK Kako do cilja?

Prema Nacionalnom akcionom planu za obnovljive izvore energije u Srbiji da bi se do 2020. ostvario cilj od 27% udela obnovljivih izvora energije potrebno izgraditi 1.092 megavata novih kapaciteta za proizvodnju strje. Za to će biti potrebno ulaganje od dve milijarde evra u narednih sedam godina.

Akcioni plan, koji je predstavljen u februaru 2013, predviđa da do 2020. u pogonu budu objekti snage 500 megavata za proizvodnju struje iz vetra, 438 megavata mini hidroelektrana, 100 megavata elektrana na biomasu, 30 megavata na biogas, po 10 megavata na deponijski gas i sunčevu energiju, tri megavata za elektrane na otpad i jedan megavat na geotermalnu energiju.

Prema planu, učešće obnovljivih izvora u sektoru električne energije trebalo bi da se poveća sa sadašnjih 29% na 37% do 2020. godine, u energiji za grejanje i hlađenje sa 26 na 30%, i u sektoru saobraćaja kroz upotrebu biogoriva sa sadašnjih nula na 10%.

Prema zvaničnim podacima iznetim u novembru 2012, do sada je u Srbiji izdato 128 energetskih saglasnosti za objekte do jednom megavata snage i 81 energetska dozvola za elektrane iznad jednog megavata.

U prva tri meseca 2013. podneto je 200 zahteva za energetske dozvole i saglasnost u oblasti obnovljivih izvora, koliko i za prethodne tri godine.

U cilju usklađivanja sa ciljevima EU do 2020. u oblasti obnovljivih izvora energije i energetske efikasnosti EPS je u maju 2011. objavio strateški dokument, Belu knjigu, koji sadrži pregled obaveza i planiranih aktivnosti. Procenjuje se da će za realizaciju tih planova biti potrebno oko četiri milijarde evra. U oblasti obnovljivih izvora energije EPS planira izgradnju i revitalizaciju 35 malih hidroelektrana i u tom cilju je sa Ministarstvom poljoprivrede potpisao Protokol o saradnji u realizaciji projekata energetske efikasnosti i korišćenja obnovljivih izvora energije. EPS planira i ulaganje u vetroparkove i solarne elektrane.

10. LITERATURA [1] B. N.. Grgur, Elektrohemijski i obnovljivi izvori energije, ТМF, [2] I. Memišević, М. Beoković, Elektrohemijski izvori energije i punjači

akumulatora, Admiral Books, Beograd, 2006. [3] http://www.obnovljiviizvorienergije.rs/ [4] http://www.kogeneracija.rs [5] http://www.euractiv.rs/odrzivi-razvoj/2272-obnovljivi-izvori-

energije-energetska-budunost

PRIMENA EMS U GRAFIČKOJ INDUSTRIJI

Slavica Milićević1, Sandra Sikimić1, Petar Nikšić1

REZIME Poslednjih godina postrojenja grafičke industrije nalaze se pod sve većim

pritiskom da zadovolje lokalne, državne tj. Globalne ekološke standarde. Poseban naglasak se, kad je u pitanju regulacija otpada, stavlja na zagađenje voda i vazduha. Otpadne boje, štetni sastojci kupki za pranje, i drugi fluidi odbacuju se u vode ili šalju kao škart u postrojenja za rešavanje otpada, što dovodi do zagađenja okoline. I kad su u pitanju ostale sirovine, poput različitih vrsta papira i drugih štampanih podloga, upravljanje otpadom danas nije racionalizovano u zadovoljavajućoj meri. Stoga grafička preduzeća ispituju ekološki prihvatljivije štamparske postupke i procese te traže prilike i načine smanjenja troškova kroz smanjenje zagađenja.

Ključne reči: Životna sredina, Grafička industrija, Sistem zaštite životne sredine, Aspekt zaštite životne sredine, Upravljanje otpadom.

IMPLEMENTATION OF EMS IN PRINTING INDUSTRY

ABSTRACT In recent years, the plant printing industry is under increasing pressure to meet

local, state or in other words, global environmental standards. Particular emphasis is put on the pollution of air and water, concerning the regulation of waste. Waste paint, harmful ingredients in washing baths, and other fluids are usually discarded in the water, or they are rejected to plants for waste, leading to environmental pollution. As far as other resources are concerned, such as different types of paper and other print substrates, waste management has not been rationalized to a satisfactory extent. Therefore, graphics companies have examined more environmentally friendly printing methods and processes, and they seek opportunities and modes to reduce costs and pollution.

Key words: Environment, Graphics industry, Environmental protection system, Environmental aspect, Waste Management

1. UVOD Zbog sve većih spoznaja o važnosti i uticaju okoline na opstanak

sadašnjih i budućih generacija veliki broj organizacija se odlučilo za uvođenje ISO 14001 standarda, što ne samo da pokazuje njihovu pozitivnu orjentaciju prema žaštiti okoline, već istovremeno smanjuje njihove troškove resursa i energije. Takođe, mnogim preduzećima odgovarajuće zainteresovane strane, kao preduslov za saradnju traže ispunjavanje zahteva po standardu ISO 14001.

1 VŠTSS Čačak

38 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Standard ISO14001, određuje da se odgovornost za zaštitu životne sredine

nalazi direktno u rukama menadžmenta (lica koja imaju najveći uticaj na politiku preduzeća i postupke njene realizacije). Na stvaranje ove serije standarda najviše je uticala zabrinutost javnosti u vezi sa uticajem koji industrija ima na životnu sredinu, na lokalnom i globalnom nivou. Javnost traži da preduzeća preuzmu odgovornost za svoje aktivnosti. Ali, nije samo javnost zagovornik zaštite životne sredine. Mnoga preduzeća su prepoznala ovu potrebu i pomogla stvaranje standarda ISO 14001.Osnovni tekst pisati fontom Times New Roman 11 pt, latinica normal, justificirano, prvi red uvučen 1,27 cm.

2. ODGOVORNOST GRAFIČKE INDUSTRIJE SA

ASPEKTA ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE Zaštita životne sredine je jedan od imperativa sa kojim se suočavaju svi

oblici privrednih akivnosti, pa i grafička proizvodnja. Grafička industrija je jedna od industrija koje vrlo intenzivno koriste zemljišne resurse: vodu, sirovine, energiju. Osim što kao sirovinu koristi papir čija proizvodnja sama po sebi može degradirati životnu sredinu, mnoge od komponenti koje omogućavaju proces štampe, od pripremne pa do doradne faze, sadrže po okolinu pogubne materije. Treba napomenuti da je grafička industrija najveći zagađivač vazduha i treći najveći potrošač fosilnih goriva, odmah posle industrije automobila i čelika. U jednom danu kroz štamparije prođe nekoliko triliona litara vode koju treba pročistiti pre ispuštanja u kanalizaciju. Pri tom lepila, veziva i folije mogu da stvore takav finalni proizvod koji nije moguće ponovo obraditi (reciklirati).Tako boje na bazi naftnih derivata mogu izazvati dugotrajne posledice na životnu sredinu i zdravlje čoveka jer sadrže isparljiva organska jedinjenja (VOC-Volatile Organic Compounds).

Na teritoriji naše zemlje prve štamparije osnovane su krajem XV veka, samo nekoliko decenija posle Gutenbergovog izuma visoke štampe i štamparske prese. Prva štamparija osnovana je 1493. godine u Crnoj Gori (Obod kod Cetinja), a krajem XV veka nastale su prve štamparije i u Srbiji. Zvanični poslednji podaci govore da u okviru ove industrijske grane u Srbiji posluje preko 900 privrednih društava sa oko 6500 zaposlenih, a približno toliko je samostalnih zanatskih radnji. Potvrda da neko grafičko preduzeće radi u skladu sa postavljenim standardima predstavlja sigurnost za potencijalnog korisnika usluga da će njegove narudžbine biti urađene na vreme i u potrebnom kvalitetu

2.1. ISO 14001 Ovaj rad se fokusira na pojednostavljenoj implementaciji ISO

14001:2005 za grafičke kompanije. Organizacija mora da uspostavi, dokumentuje, primeni, održava i stalno unapređuje sistem zaštite životne sredine u skladu sa zahtevima međunarodnog standarda ISO 14001 i da utvrdi kako će te zahteve ispuniti. Za realizaciju Programa primene standarda ISO 14001 neophodno je: -Utvrđivanje aspekata uticaja, regulative i ulaznih elemenata za politiku i

ažuriranje informacija;

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 39 -Implementacija regulative EMS u sistem kompanije; -Izrada i usaglašavanje procedura vezanih za primenu EMS; -Vrednovanje uticaja; -Definisanje i predlaganje opštih i posebnih ciljeva; -Priprema i predlaganje programa ZŽS; -Identifikovanje procesa i aktivnosti vezanih za značajne aspekte EMS; -Identifikacija potencijalnih udesa i opasnosti; -Utvrđivanje i planiranje resursa; -Priprema plana monitoringa; -Utvrđivanje rizika vezanih za EMS; -Uključivanje aspekata za EMS u proces nabavke, pružanja usluga i

održavanje; -Utvrđivanje parametra i postupaka za praćenje učinka EMS; -Periodično vrednovanje usaglašenosti sa regulativom; -Predlog plana upravljanja otpadom; -Utvrđivanje uzroka neusaglašenosti; Na osnovu istraživanja, koja su učinjena u cilju identifikovanja aspekata zaštite životne sredine grafičke industrije, može se zaključiti da sledeći aspekti imaju ključnu ulogu: • Proizvodnja papira, • Potrošnja papira za štampanje (ili neki drugi medij za štampanje), • Potrošnja neobnovljivih materijala, • Potrošnja energije, • Prevoz, • Rukovanje i upotreba hemijskih proizvoda, uključujući mastilo za štampanje, • Rukovanje i upotreba elektronike, • Emisija isparljivih organskih jedinjenja (VOC) u vazduh, • Rukovanje sa opasnim otpadom, • Reciklaža otpadnog materijala.

3. UPRAVLJANJE OTPADOM Glavni otpad stvoren od strane grafičke proizvodnje uključuje: otpadni

papir, otpadne rastvarače, otpadnu vodu, fotohemijske rastvore, potrošene boje, štamparske ploče, prazne hemijske i kontejnere za boju, kontaminirane otpatke, krpe i ostalo i svi oni se mogu svrstati u 3 grupe:

• Otpadni gasovi, • Otpadne vode, • Čvrsti otpad

3.1. Otpadni gasovi U današnje vreme mnoge štamparije su u procesu povinovanja brojnim

zahtevima za čistim vazduhom.Mnoge štamparija su trenutno u procesu uvođenja sistema za kontrolu vazdušnog zagađenja. To se uglavnom odnosi na kontrolu ili destrukciju volatilnih organskih smesa (VOC) i opasnih zagađivača vazduha. Kada biraju tehnologiju kontrolisanja koja najviše odgovara njihovim potrebama,

40 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. štamparije treba da vode računa da postoji mnogo faktora koji utiču na tip koji žele da instaliraju. Ti faktori su npr.vrsta i količina boje, rastvarača koji se koriste u štamparskoj mašini, kao i zapremina i temperatura vazduha koji se ispušta iz grejača.

3.1.1. Isparljiva organska jedinjenja u grafičkom okruženju VOC - Isparljiva organska jedinjenja u vazduhu predstavljaju 98-99%

ukupnog ispuštanja svih toksičnih zagađujućih supstanci iz štamparske industrije. Isparljiva organska jedinjenja uključuju sva organska jedinjenja sa tačkom paljenja u rasponu od 50-260oC. Najznačajniji izvori emisije isparljivih organskih jedinjenja u štamparijama tokom štampanja su, na primer, sredstvo za vlaženje koje sadrži izopropil alkohol (IPA) i isparenja od čišćenja. Najčešća isparljiva organska jedinjenja koja se susreću u štamparijama su toluen, metiletilketon (MEK), ksilen. Značajna isparenja ovih jedinjenja mogu proizići i iz procesa lakiranja lakovima na bazi rastvarača. Ostali izvori VOC su štampajući procesi spajanja, oblaganja, sušenja, čišćenja, mešanja boja, izrade ploča i otiskivanja. Takođe, kod izrade štamparskih ploča koriste se isparljiva organska jedinjenja, kao što su alkoholi kod ofset štampe, perhloretilen kod pranja fleksografskih ploča, rastvarači za čišćenje sita kod sito-štampe i feri-hlorid pri izradi ploče kod bakroreza. Da bi se smanjila emisija VOC iz procesa štampe, upotreba materijala koji sadrže lako isparljiva organska jedinjenja treba da se minimizira i da se obezbedi supstitucija drugim, manje isparljivim jedinjenjima, kad god je to moguće. Količina lako isparljivih organskih materija često se prati u grafičkom okruženju zbog rizika zagađenja vazduha toluenom, acetonom, metiletilketonom, izopropil alkoholom.Zagađenje je prouzrokovano i isparavanjem organskih rastvarača. Oni isparavaju, svaki drugačijom brzinom. Pritisak pare rastvarača određuje brzinu isparavanja. Rastvarači sa velikim pritiskom pare isparavaju brže (toluen). Mnogi rastvarači su vrlo zapaljivi i predstavljaju ozbiljnu opasnost od izbijanja požara pri upotrebi i skladištenju. Pare rastvarača se mogu transportovati kroz vazduh na velike udaljenosti povećavajući opasnost „povratnog požara“ ukoliko dođe do njihovog paljenja. Na životnu sredinu utiču i isparljiva jedinjenja iz štamparskih boja. Najveći negativni uticaj grafičkih boja po okolinu ima sadržaj rastvarača u boji. Boje na bazi alkohola sadrže različite rastvarače koji su glavni izvori zagađenja. Kod boja rastvorljivih u organskim rastvaračima, u zavisnosti od pigmenta koji se koristi, upotrebljavaju se razni organski rastvarači. Neki doprinose stvaranju smoga, mnogi su toksični za ljude, a za neke se sumnja da su kancerogeni, teratogeni i mutageni. Kada se boja na bazi rastvarača nanese na podlogu, ona prelazi iz tečnog u čvrsto stanje zahvaljujući isparavanju rastvarača. Ako se boja sastoji od 70% rastvarača, tada 70% boje koja je prvobitno naneta na podlogu, ispari. Upotrebom boja na bazi rastvarača dolazi do emisije lako isparljivih jedinjenja VOC. Pri određenim vremenskim uslovima, fotohemijskim reakcijama nastaje fotohemijski smog. Zato je osnovni cilj adekvatno odložiti nastali otpad. Emisije nastalog polutanta najčešće se spaljuju uz dodatak energije, mada se sve češće koriste biološki sistemi odlaganja otpada, koji su zbog manje potrošnje

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 41 energije ekološki prihvatljivi. Emisija VOC u tunelima za sušenje se odvodi ventilacionim sistemima. Nastali polutanti se spaljuju, usled čega nastaje problem emisije polutanta CO2. Za obezbeđivanje dobrog opšteg nivoa ventilacije u štampariji potrebno je ugraditi jači zidni ventilator. Cilj je da se obezbedi cirkulacija svežeg vazduha u radnom prostoru, pre nego što se taj vazduh izvede iz štamparije. Oprema za štampanje i sušenje treba da bude razmeštena u skladu sa putevima svežeg vazduha koji se uvodi u radni prostor štamparije, dok se recirkulacioni sistemi ventilacije ne preporučuju.

3.2. Otpadne vode Otpadne vode koje nastaju tokom procesa štampe mogu sadržati: mazivna

ulja, otpadnu boju, rastvore za pranje, fotografske hemikalije, kiseline, baze, kopirne slojeve sa štamparskih ploča, kao i metale poput Ag, Fe, Cr, Cu. Količina hemikalija i srebra u vodi od ispiranja može da bude različita, što zavisi od sadržaja srebra u tanku za fiksiranje kao i protoka vode za ispiranje. U vodu se emituju jedinjenja srebra, korišćeni razvijač, fiksir i hromna jedinjenja od hemikalija za ispiranje. Danas su dostupni filmovi koji ne sadrže srebro i tokom njihovog razvijanja i fiksiranja stvara se otpad koji nije opasan. Otpad koji se odnosi na nosioce slike, odnosno štamparske forme obuhvata razvijače za štamparske forme (alkalni hidroksidi, natrijum silikat, alkohole, površinski aktivne materije), zatim rastvor za predtretman ploča kod suvog ofseta (propilen glikol, aminoalkohol, dietilen glikol), rastvor za post tret-man ploča (dietilen glikol, etri, etil buterna kiselina), sredstva za čišćenje ploča, gume koje sadrže gumi-arabiku, dekstrine i biocide. Tokom razvijanja, u razvijaču se rastvori mala količina fotosenzibilnih prevlaka i ploče se sa malom količinom razvijača prenose u kadu za ispiranje. Voda za ispiranje sadrži oko 300 mg/l pokrivajućih agenasa na ploči.

3.3. Čvrst otpad Dve osnovne vrste čvrstog otpada koji nastaje u grafičkim pogonima

čine komunalni i industrijski otpad. Da bi se komunalni otpad tretirao i odložio na odgovarajući način, potrebno je prvo unutar grafičkog pogona izvršiti razvrstavanje otpada prema opšte važećim propisima za komunalni otpad. Industrijski otpad se može razvrstati kao: neškodljiv (fotopolimerne i aluminijumske ploče, papir i sl.) i škodljiv (opasan) otpad. Neškodljiv otpad se posle prikupljanja i sortiranja uz odgovarajucu nadoknadu šalje na reciklažu u firme koje su specijalizovane za dalji tretman tog otpada, tj. njegovo korišćenje kao sekundarne sirovine. Čvrsti opasan otpad, uglavnom čine zaprljana ambalaža za boje i lakove i razna hemijska sredstva iz pogona pripreme, štampe i dorade. Opasan otpad se mora pažljivo sakupljati, evidentirati i po predvidjenom protokolu predati firmama koje su registrovane za tretman opasnog otpada.

42 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 4. ZAKLJUČAK Negativan uticaj na životnu sredinu je uvek bio jedna od ključnih

karakteristika grafičke industrije.Poslednjih godina postrojenja grafičke industrije nalaze se pod sve većim pritiskom da zadovolje lokalne, državne tj. Globalne ekološke standarde. Otpadne boje, štetni sastojci kupki za pranje, i drugi fluidi odbacuju se u vode ili šalju kao škart u postrojenja za rešavanje otpada, što dovodi do zagađenja okoline. I kad su u pitanju drugačije sirovine, poput različitih vrsta papira, razvijača i drugih štampanih podloga, upravljanje otpadom danas nije racionalizovano u zadovoljavajućoj meri. Velike količine "otpada" mogle bi se reciklirati i iskoristiti u proizvodnom procesu više puta. Stoga jedan od glavnih ciljeva grafičkih preduzeća u narednom periodu bio bi ispitivanje i iznalaženje ekološki prihvatljivijih štamparskih postupaka i procesa te traženje prilika i načina smanjenja troškova kroz smanjenje zagađenja i drugih slicnih inicijativa.

5. LITERATURA [1] Ljubisavljević D., Djukić A., Babić B.: Prečišćavanje otpadnih voda,

Građevinski fakultet, Beograd, 2004. [2] Šećerov Sokolović R., Sokolović S.: Inženjerstvo u zaštiti okoline,

Tehnološki fakultet, Novi Sad, 2002. [3] Nikšić P.: Upravljanje kvalitetom, Visoka škola tehničkih strukovnih

studija Čačak, Čačak, 2009. [4] Kiurski J.: Grafičko okruženje, Fakultet tehničkih nauka Novi Sad,

Novi Sad, 2010. [5] Ljubisavljević D., Djukić A., Babić B.: “Prečišćavanje otpadnih

voda”, Građevinski fakultet, Beograd, 2004.

UPRAVLJANJE ODRŽAVANJEM GLODALICE ALG-100

Jelena Jovanović1,2,3, Radisav Đukić1,3, Valentina Simić1, Bojana Petrović1, Duška Vujašević1, Milica Jovović1

REZIME

U radu je prikazana organizacija, nivoi i procedure održavanja sredstava za rad u Kompaniji „Sloboda” Čačak sa posebnim osvrtom na upravljanje aktivnostima koje se odnose na generalni remont univerzalne glodalice ALG-100 pomoću softverskog alata Ms project. Ključne reči: održavanje, remont, upravljanje, projekt CONTROL OF MAINTENANCE OF MILLING MACHINE ALG-100

ABSTRACT

This paper shows organization, levels and procedure of maintenance of instruments of labour in' Sloboda' Cacak Comapny with special accent on controlling the activities which refer to general remount of universal milling machine ALG-100 using software MS project. Key words: maintenace, remount, control, project

1. UVOD Organizacionu strukturu Kompanije „Sloboda” Čačak čini više sektora i to:

sektor za razvoj, sektor pripreme proizvodnje, sektor za proizvodnju specijalnih proizvoda, sektor za proizvodnju dopunskih proizvoda, sektor za održavanje i energetiku, i sektor upravljanja kvalitetom.

Funkcija održavanja obuhvata održavanje mašinskog parka, instalacija i uređaja energetskih fluida, elektro instalacija, građevinskih objekata i kruga. Održavanje opreme i instalacija predstavlja jedan od bitnih preduslova za uspešno funkcionisanje proizvodnog procesa, te mu saglasno tome treba dati odgovarajuće mesto kako u organizaciono kadrovskom smislu tako i u oblasti obezbeđenja sa tehničko materijalnim resursima.

Sa stanovišta upravljanja, održavanje predstavlja niz promena stanja osnovnih sredstava u funkciji od vremena. Promene i stanja manifestuju se kroz izlazne veličine kao tehnička i ekonomska efikasnost. Koristeći metode preventivnog i korektivnog održavanja upravlja se ulaznim resursima i procesom u cilju sagledavanja budućih stanja sredstava u proizvodnom procesu i optimizacije izlaznih parametara.

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak 2 Mašinski fakultet Beograd 3 Kabinet za proizvodni i inženjerski menadžment Kompanija „Sloboda“ Čačak

44 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Osnovna premisa u održavanju je: Bolje sprečiti nego popravljati. To znači

da je potrebno utvrditi optimalni obim preventivnih aktivnosti sa aspekta optimizacije troškova preventivnog održavanja i troškova zastoja. Mnogi autori, u svojim radovima [1, 2 i 3], bave se ovom problematikom koristeći različite metode i tehnike.

Na slici 1 prikazana je organizaciona šema sektora za održavanje i energetiku a na slici 2 organizaciona šema centralnog održavanja proizvodnih pogona.

Slika 1: Organizaciona šema sektor „Održavanje i energetika’’

Slika 2: Organizaciona šema centralnog održavanja proizvodnih pogona

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 45 Sredstva za rad su jedan od osnovnih elemenata svakog proizvodnog

sistema. Zbog toga svaki postavljen cilj optimalnog poslovanja proizvodnih sistema u daljoj razradi i definisanju hijerarhije podciljeva podrazumeva i njihovo racionalno održavanje, kako bi se ostvario glavni cilj, uz što manje troškova. Osnovni cilj funkcije održavanja sredstava za rad je da se uz minimalne troškove obezbedi maksimalna raspoloživost sredstava za rad. Da bi se postigla ova dva suprotstavljena cilja potrebno je sagledati i definisati precizne zahteve za održavanje svih sredstava za rad, kao i primeniti jednu od postojećih, ili razviti sopstvenu, metodu održavanja za svaku vrstu sredstava.

2. METODE ODRŽAVANJA Izbor metoda održavanja uslovljen je velikim brojem uticajnih faktora,

različitog karaktera i uticaja, i zavisi od usvojenih kriterijuma od kojih su najvažniji: maksimalno korišćenje proizvodnih kapaciteta, maksimalna pouzdanost, maksimalni kvalitet, minimalni troškovi.

Preventivno i tekuće održavanje ima za zadatak da sredstva za rad održi uvek u ispravnom stanju. U kompaniji „Sloboda” organizaciono je dislocirano po proizvodnim pogonima gde postoje punktovi za mašinbravare, elektroničare, električare i podmazivače, koji dežuraju po smenama. Preventivno održavanje se sprovodi prema unapred utvrđenom ciklusu za svaku vrstu opreme koja je angažovana u proizvodnom procesu. Obuhvata: podmazivanje svih mesta na mašinama i uređajima, kontrolu i podešavanje kritičnih mesta izloženih habanju, pravovremenu zamenu habajućih delova, čišćenje i zaštitu habajućih površina. Tekuće održavanje obuhvata sledeće aktivnosti: kontrolni pregled mašina i opreme kojima se proverava tačnost izrade i tolerancija radnog komada na osnovu čega se donosi odluka o intervenciji, uočavanje zazora kod vitalnih i izmenljivih delova na opremi i zamena istih, male popravke i sitnije izmene delova na opremi kao i podešavanje istih (dotezanje navrtki, potpornih i zaštitnih limova i slično).

U toku svakodnevnih obilazaka proizvodnih pogona radnici na preventivnom održavanju, osim navedenih poslova, uočavaju nedostatke na mašinama i svoja zapažanja evidentiraju u odgovarajući obrazac. Ukoliko mašina u svom radu ne održava zadatu toleranciju i pored regliranja alata i pomoćnog pribora tada se pristupa iznalaženju kvara i popravci istog. Od veličine nastalih zazora tj. uočenih nedostataka zavisi da li će se pristupiti maloj popravci, srednjoj popravci ili generalnom remontu mašine, kao i o mestu izvođenja istog. Dakle, po prijemu informacija, nakon obavljene dijagnostike, donosi se odluka o intervenciji.

Ako se radi o malom kvaru intervenciju će izvršiti radnik tekućeg održavanja, pri čemu će evidentirati zamenjeni deo koji je podigao iz magacina rezervnih delova i ugradio na mašinu. Za složenije intervencije nadležno je rukovodstvo proizvodnog pogona i službe održavanja koja daje stručni predlog da li će se kvar na mašini popraviti u radionici proizvodnog pogona ili u radionici održavanja. Ukoliko se popravka vrši u proizvodnom pogonu pristupa se pripremnim radovima i vrši se iznalaženje uzročnika kvara. Nakon toga pristupa se demontaži i potpunoj defektaciji, kod generalne popravke, odnosno defektaciji samo oštećenih delova kod srednje popravke.

46 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Defektacija podrazumeva: skidanje dela sa mašine, uočavanje njegovih

karakteristika u funkciji i u radu mašine, snimanje i dimenzionisanje istog. Posle demontaže, po potrebi, pristupa se rekonstrukciji pojedinih oštećenih vitalnih delova mašine. Uporedo sa ovim trebuju se rezervni delovi iz magacina koji su ranijim planom nabavljeni odnosno vrši se hitna nabavka istih. Snimljene i konstruisane delove izrađuje radionica pri održavanju, a kontrolu istih vrši kontrola održavanja. Kada se nabave svi nedostajući delovi vrši se ugradnja i montaža mašine koja se posle probnog rada uključuje u proizvodni proces.

Ukoliko je potrebno mašinu remontovati u radionici održavanja postupak je isti osim što se vrši odkačinjanje mašine sa energetskih fluida i električne mreže, odnosno podmetača kojima je vezana za pod hale, nakon toga dolazi do njenog transporta u radionicu održavanja, a nakon popravke (već opisanog ciklusa) vraća se u proizvodni pogon.

Sredstva koja se utroše na remont i održavanje mašine predviđaju se godišnjim planom investicionog održavanja koga formira operativna priprema u dogovoru sa proizvodnim pogonima. Ujedno služba održavanja planira potrebne materijale, rezervne delove i alate potrebne za održavanje. Jedan od značajnih materijalnih resursa su rezervni delovi koje bi trebalo posmatrati sa tehničkog i ekonomskog aspekta. Tehnički aspekt nalaže obezbeđenje potrebnih zaliha pri čemu je namena i identifikacija rezervnog dela jednoznačno definisana. Ekonomski aspekt podrazumeva utvrđivanje vrednosnog optimuma angažovanih sredstava imajući u vidu životni ciklus i reproduktivnu sposobnost konkretnog sredstva za koji se obezbeđuju rezervni delovi. Rezervni delovi kao resursi su ustvari skup vrlo različitih delova, čija se različitost javlja kao posledica upotrebe, stepena standardizacije i načina snabdevanja. Plan rezervnih delova se radi posebno za svaku grupu rezervnih delova. Oni se mogu obezbediti pri nabavci opreme – kada pri ugovaranju i nabavci proizvođač preporučuje vrstu i količinu vitalnih rezervnih delova koji se uglavnom i kupuju zajedno sa opremom da bi se obezbedila pouzdanost opreme u eksploataciji. Mogu se nabaviti i kao posebna porudžbina – to su rezervni delovi koje nadležna služba planira za održavanje raspoložive opreme ili kao delove koje treba izraditi u sopstvenoj režiji. Rezervni delovi nabavljeni po bilo kom osnovu prijavljuju se na zalihe pomoću Robno prijemnog lista koga popunjava skladišna služba dok se rezervni delovi urađeni u RJ skladište pomoću primopredajnice koju popunjava lanser (poslovođa, kontrolor). Skladištenje rezervnih delova nabavljenih po bilo kom osnovu vrši se u magacinu rezervnih delova RJ „Energetika i održavanje”. Preventivno održavanje se obavlja po proizvodnim pogonima i obuhvata manje složene intervencije na opremi i instalacijama i podmazivanje. Remont opreme obuhvata složene intervencije na opremi (srednji, generalni remont ) koji se obavljaju u radionici za remont. Radionica je snabdevena savremenom opremom za izradu, merenje i kontrolu pojedinačnih elemenata neophodnih za ugradnju. Troškovi održavanja posebno u procesnoj industriji i industriji hrane čine značajan deo troškova proizvodnje. Troškovi održavanja dele se u dve grupe: troškovi tekućeg održavanja i troškovi investicionog održavanja. Troškovi tekućeg

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 47 održavanja opterećuju ukupne troškove poslovanja i direktno utiču na profitabilnost i ekonomičnost preduzeća. Troškovi investicionog održavanja uvećavaju trenutnu vrednost osnovnih sredstava i time indirektno utiču na vrednost norma časa. Koji obim radova u održavanju će se izvoditi u okviru jednog ili drugog održavanja, a time i stvaranju troškova, odlučuju lica koja se bave funkcijom održavanja. Potrebno je naglasiti da se ne može uspostaviti jasna granica između različitih vidova održavanja i troškova tekućeg i investicionog održavanja.

Za održavanje proizvodnih pogona neophodan je iskusan i stručan kadar, koji je ujedno i dovoljno motivisan za rad na održavanju. Svaki površan i neozbiljan rad u održavanju može dovesti do posledica koje mogu biti katastrofalne za mašinu, opremu i čoveka koji radi sa njom, zbog toga se posebno mora vršiti izbor i selekcija kadrova. Kada se uoči kvar ili nedostatak na opremi tada tim koga čini inženjer, tehničar i majstori, pristupaju dijagnostici i otklanjanju istog, što znači da je neophodna saradnja i timski rad, uz obostrano poverenje.

Za potrebe održavanja potreban je veći broj univerzalnih mašina, jer ovde se, pre svega, radi o pojedinačnoj i maloserijskoj proizvodnji delova, pri čemu mašine moraju biti sa velikom tačnošću jer se za potrebe održavanja izrađuju najjednostavniji elementi ali i najkomplikovaniji.

3. ODRŽAVANJE GLODALICE ALG-100 C U ovom poglavlju objasniće se procedura popravke glodalice ALG–100.

Po otvaranju naloga za popravku, mašina se prebacuje u mašinsku radionicu gde se preduzimaju sledeće aktivnosti: skidanje i pranje pohabanih delova, defektacija, formiranje dokumentacije za izradu delova, kao i spisak materijala i delova koje treba nabaviti (ležajevi, kaiševi, mažetne, zaptivke, zavrtnjevi itd.). U tehničkoj službi se propisuje tehnološki postupak za izradu pohabanih delova. Na slici 3 prikazana je univerzalna alatna glodalica ALG – 100 C.

Slika 3: Univerzalna alatna glodalica ALG – 100

48 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. O svim izvedenim intervencijama i uočenim detaljima kao i o

podmazivanju, dežurni održavaoci unose u knjigu dežurnih i navedeni podaci služe za dalju obradu podataka o opremi i intervencijama na istoj. Preventivni pregled ne podrazumeva veće demontaže, jer svaka demontaža može da bude potencijalni izvor kvara, već je potrebno da obuhvati pregled funkcionalnosti i tehnički pregled stanja sastavnih komponenata, sklopova, podsklopova i agregata. Vreme pregleda zavisi od komplikovanosti mašine. U konkretnom slučaju pregled glodalice ALG - 100 bi trajao od 4 do 6 časova.

Preventivni pregled za glodalicu obuhvata kontrolu funkcionalnosti mašine, kontrolu stanja i zategnutosti pogonskih remena (po potrebi podesti), kontrola zazora radnog vretena (dozvoljeno aksijalno odstupanje 0,01mm, dozvoljeno radijalno odstupanje 0,01mm), kontrolu rada motora u pogledu šumova i temperatura, kontrolu centralnog podmazivanja, kontrolu geometrijskih odnosa između okretne glave i stola (kretanje stola poprečno i uzdužno kao i po visini), kontrolu pohabanosti zupčanika, kontrolu sistema za kvašenje (hlađenje) i vizuelni pregled ostalih sklopova mašine.

U tabeli 1 date su osnovne karakteristike glodalice ALG–100. Tabela sadrži podatke o nazivu i tipu glodalice, kao i o njenom proizvođaču. Takođe, sadrži tehničke podatke o mašini: dimenzije, težinu, raspon kretanja i slično.

Tabela 1: Mašinska karta alatne glodalice ALG -100, [4]

Svaku mašinu potrebno je podmazati a samim tim i izvršiti izbor maziva.

Manipulacija uljima i mastima pri podmazivanju treba biti bezbedno sprovedena. Sve posude za maziva bi trebalo da budu uvek čiste, kao i sva mesta za

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 49 podmazivanje na samoj mašini, kako prljavština ne bi prodirala u mašinu. Proprisani termini za podmazivanje moraju se ispoštovati. U tabeli 2 su navedena maziva raznih proizvođača koja svojim kvalitetom odgovaraju za mašinu. Korisnik može koristiti i neko drugo mazivo koje nije spomenuto u tabeli, ali se prethodno mora uveriti da to mazivo po karakteristikama u potpunosti odgovara propisima navednog standarda.

Tabela 2: Pregled ulja i maziva Naziv maziva Oznaka maziva Proizvođač Karakteristike

Hidrol 40 HD INA 4.250E/500C Vacouline OIL 1409 MOBIL

Tellus 29 SHELL ULJE ZA

PODMAZIVANJE Esstic 50 ESSO

Lis 2 INA Konsistencija NLGI broj 2 Mobilux 2 MOBIL Alvania 2 SHELL

VIŠENAMENSKA MAST

Beacon 2 ESSO

Da bi se započeo generalni remont glodalice, potrebno je otvoriti radni nalog za popravku. Radni nalog se otvara na osnovu zahtevnice.

Na slici 4 prikazana je struktura delova potrebnih za generalni remont. Pri izradi šeme raščlanjavanja definisani su funkcionalni nivoi, polazeći od elemenata (delova, pozicija) koji čine prvi nivo, pa preko spojeva, podsklopova i sklopova definiše se remontovana mašina koju čini 5 sklopova, 2 podsklopa, 22 elementa i 3 dela iz kooperacije, što se može prikazati relacijom (1):

{{ } { } }{ { }}5,1,,2,1,,3,1,,22,1,1 ===== rSkPjKiEX rkji (1)

Grafički prikaz na slici 4 pomaže da se tačno sagleda koji elementi ulaze u

određeni sklop odnosno podsklop i šta sve ulazi u završnu montažu. Svi elementi imaju svoj crtež i operacijski postupak. U ovom radu neće biti prikazani crteži za sve elemente, već samo jedan crtež i jedan operacijski postupak za određeni element. Svaki crtež sadrži naziv elementa i njegovu oznaku, materijal koji se koristi u njegovoj izradi, kao i podatak o tome ko je postavio operacijski postupak. Operacijski postupak predstavlja spisak svih operacija sa normativima rada. Na slici 5 prikazan je crtež 321/15 zavojnog vretena (element E15), U tabeli 3 prikazan je operacijski postupak za istu poziciju. Tehnološki postupak ima 6 operacija sa ukupnim vremenom izrade 31,75 nč/kom. Materijal koji se koristi za izradu zavojnog vretena je Č4732.

U tabeli 4 prikazan je spisak aktivnosti potrebnih za generalnu popravku alatne glodalice ALG – 100. Tabela sadrži sumarne podatke o nazivu svakog elementa, kao i broj njihovog crteža. Tabela pruža informacije o broju komada u seriji i ukupnom vremenu izrade. Sadrži podatke o datumu početka i datumu završetka proizvodnje i ceni koštanja svakog elementa.

Sl

ika

4: S

trukt

ura

delo

va p

otre

bnih

za g

ener

alni

rem

ont u

nive

rzal

ne g

loda

lice

ALG

-100

( X 1

)


Slika 5: Crtež elementa E15, [4]

Tabela 3: Operacijski postupak zavojnog vretena, [4]

Da bi se utvrdio proizvodni ciklus remonta glodalice (X1), potrebno je projektovati ciklus proizvodnje svakog elementa i ciklus montaže. Trajanje proizvodnog ciklusa remonta utvrdiće se korišćenjem softverskog alata MS Project.

52 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Tabela 4: Spisak aktivnosti potrebnih za generalnu popravku glodalice

Proizvodnja Poz. Naziv dela Broj

crteža RN

Br.

kom

. u

serij

i

Br.o

j op

erac

ija

Ukupno vreme izrade Početak Završetak

Tcs

(rad

ni d

ani)

Cena koštanja

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 E1 Zav. vreteno 321/1 1 3 9,60 30.5.’11. 3.6.’11. 5 9.036,00 E2 Zav. čaura 321/2 1 3 7,70 2.6.’11. 7.6.’11. 5 11.352,00 E3 Zav. čaura 321/3 1 2 4,40 3.6.’11. 6.6.’11. 3 5.346,00 E4 Čaura 321/4 1 2 2,70 6.6.’11. 8.6.’11. 3 4.543,00 E5 Osovinica 321/5 1 2 1,05 7.6.’11. 8.6.’11. 2 962,00 E6 Čaura 321/6 1 7 7,05 9.6.’11. 21.6.’11. 11 7.380,00 E7 Zavrtanj 321/7 1 3 1,35 9.6.’11. 13.6.’11. 4 1273,00 E8 Navrtka 321/8 1 3 0,90 9.6.’11. 13.6.’11. 4 772,00 E9 Čaura 321/9 1 4 3,35 9.6.’11. 14.6.’11. 5 3294,00

E10 Prirubnica 321/10 1 3 3,25 14.6.’11. 21.6.’11. 7 4023,00 E11 Navrtka 321/11 1 3 5,60 20.6.’11. 28.6.’11. 8 9399,00 E12 Čivija 321/12 1 2 0,70 21.6.’11. 23.6.’11. 3 618,00 E13 Navrtka 321/13 1 2 3,40 22.6.’11. 24.6.’11. 3 4038,00 E14 Klin 321/14 1 2 0,90 14.6.’11. 15.6.’11. 2 908,00 E15 Zav. vreteno 321/15 1 6 31,75 6.6.’11. 30.6.’11. 22 31533,00 E16 Čaura 321/16 1 4 3,05 28.6.’11. 6.7.’11. 8 3073,00 E17 Navrtka 321/17 1 3 4,50 28.6.’11. 5.7.’11. 7 6807,00 E18 Navrtka 321/18 1 3 4,20 29.6.’11. 5.7.’11. 6 4260,00 E19 Navrtka 321/19 1 4 2,15 30.6.’11. 6.7.’11. 6 2051,00 E20 Čaura 321/20 1 7 7,05 1.7.’11. 18.7.’11. 15 7715,00 E21 Zavrtanj 321/21 1 2 2,00 4.7.’11. 5.7.’11. 2 2830,00 E22 Prsten 321/22 1 1 0,40 4.7.’11. 5.7.’11. 2 424,00 K1 Klinasti kaiš 13K-1400 4 - - 6.6.’11. 11.6.’11. 6 1440,00 K2 Ležaj 32010 1 - - 6.6.’11. 20.6.’11. 13 4280,00 K3 Ležaj 32008 1 - - 6.6.’11. 20.6.’11. 13 3920,00 X1 Montaža -

1410

.8.1

410.

030.

242

- - 75,00 20.7.’11. 30.7.’11. 10 41250,00 UKUPNO 172527,00

4. PRIMENA MS PROJECT-A Microsoft Project pomaže da se realizuju ciljevi projekta na vreme i u

okviru planiranih finansijskih sredstava. Softver može značajno doprineti upravljanju projektom, kao alat za proračun, analizu, planiranje, praćenje i povezivanje detalja projekta. MS Project primeniće se u cilju:

1. utvrđivanja stvarne dužine trajanja remonta (slika 6) koristeći podatke iz tabele 4, kolone 8 i 9, i

2. projektovanja dužine trajanja remonta izradom Gantt-ovog dijagrama, sa prikazom aktivnosti u najranijem (slika 7) i najkasnijem (slika 8) početku, koristeći stvarne dužine prikazane u tabeli 4, kolona 10. Vrednosti u koloni 10 proračunava MS Project unošenjem datuma početka i završetka (slika 6).

Stvarna dužina trajanja remonta iznosi 54 radna dana (sl. 6) pri čemu je datum početka remonta 30.05.2011. a završetka 30.07.2011. godine, a kritični put čine aktivnosti: E20 – S4 – X1. Koristeći iste dužine trajanja aktivnosti ali prikazujući Gantt-ove dijagrame u najranijem (slika 7) i najkasnijem (slika 8)

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 53 početku dobija se projektovana dužina trajanja remonta od 35 radnih dana, dok kritični put čine aktivnosti: E15 – P1 – S5 – X1.

ID Task Name Duration Start Finish

1 Dužina traj anja remonta glodalice 54 days Mon 30.5.11 Sat 30.7.112 Zav ršna montaža 10 day s Wed 20.7.11 Sat 30.7.113 Sklop S1 6 day s Thu 2.6.11 Wed 8.6.114 Zav ršetak sklopa S1 0 day s Wed 8.6.11 Wed 8.6.115 Sklop S1 1 day Wed 8.6.11 Wed 8.6.116 Zav ojna čaura E2 5 day s Thu 2.6.11 Tue 7.6.117 Zav ojna čaura E3 3 day s Fri 3.6.11 Mon 6.6.118 Sklop S2 7 day s Tue 7.6.11 Tue 14.6.119 Zav ršetak sklopa S2 0 day s Tue 14.6.11 Tue 14.6.11

10 Sklop S2 1 day Tue 14.6.11 Tue 14.6.1111 Osov inica E5 2 day s Tue 7.6.11 Wed 8.6.1112 Nav rtka E8 4 day s Thu 9.6.11 Mon 13.6.1113 Sklop S3 27 day s Mon 30.5.11 Wed 29.6.1114 Zav ršetak sklopa S3 0 day s Wed 29.6.11 Wed 29.6.1115 Sklop S3 1 day Wed 29.6.11 Wed 29.6.1116 Zav ojno v reteno E1 5 day s Mon 30.5.11 Fri 3.6.1117 Nav rkta E11 8 day s Mon 20.6.11 Tue 28.6.1118 Nav rtka E13 3 day s Wed 22.6.11 Fri 24.6.1119 Sklop S4 16 day s Fri 1.7.11 Tue 19.7.1120 Zav ršetak sklopa S4 0 day s Tue 19.7.11 Tue 19.7.1121 Sklop S4 1 day Tue 19.7.11 Tue 19.7.1122 Čaura E20 15 day s Fri 1.7.11 Mon 18.7.1123 Zav rtanj E21 2 day s Mon 4.7.11 Tue 5.7.1124 Sklop S5 30 day s Mon 6.6.11 Sat 9.7.1125 Zav ršetak sklopa S5 0 day s Sat 9.7.11 Sat 9.7.1126 Sklop S5 2 day s Fri 8.7.11 Sat 9.7.1127 Podsklop P1 27 day s Mon 6.6.11 Wed 6.7.1128 Zav ršetak podsklopa P1 0 day s Wed 6.7.11 Wed 6.7.1129 Podsklop P1 1 day Wed 6.7.11 Wed 6.7.1130 Čaura E9 5 day s Thu 9.6.11 Tue 14.6.1131 Zav ojno v reteno E15 22 day s Mon 6.6.11 Thu 30.6.1132 Nav rtka E17 7 day s Tue 28.6.11 Tue 5.7.1133 Nav rtka E18 6 day s Wed 29.6.11 Tue 5.7.1134 Prsten E22 2 day s Mon 4.7.11 Tue 5.7.1135 Podsklop P2 9 day s Tue 28.6.11 Thu 7.7.1136 Zav ršetak podsklopa P2 0 day s Thu 7.7.11 Thu 7.7.1137 Podsklop P2 1 day Thu 7.7.11 Thu 7.7.1138 Čaura E16 8 day s Tue 28.6.11 Wed 6.7.1139 Nav rtka E19 6 day s Thu 30.6.11 Wed 6.7.1140 Čaura E4 3 day s Mon 6.6.11 Wed 8.6.1141 Kaiš K1 6 day s Mon 6.6.11 Sat 11.6.1142 Čaura E6 11 day s Thu 9.6.11 Tue 21.6.1143 Ležaj K2 13 day s Mon 6.6.11 Mon 20.6.1144 Zav rtanj E7 4 day s Thu 9.6.11 Mon 13.6.1145 Ležaj K3 13 day s Mon 6.6.11 Mon 20.6.1146 Čiv ija E12 3 day s Tue 21.6.11 Thu 23.6.1147 Prirubnica E10 7 day s Tue 14.6.11 Tue 21.6.1148 Klin E14 2 day s Tue 14.6.11 Wed 15.6.1149 Zav ršetak aktiv nosti 0 day s Sat 30.7.11 Sat 30.7.11

8.6

14.6

29.6

19.7

9.7

6.7

7.7

30.7

S M W F S T T S M W F S T T S M W F S T T S M W F S T T S M W F S T30 May '11 6 Jun '11 13 Jun '11 20 Jun '11 27 Jun '11 4 Jul '11 11 Jul '11 18 Jul '11 25 Jul '11 1 Aug '1

Slika 6: Utvrđivanje stvarne dužine trajanja remonta

ID Task Name Duration Start Finish

1 Dužina traj anja remonta glodalice 35 days Mon 30.5.11 Fri 8.7.112 Zav ršna montaža 10 day s Tue 28.6.11 Fri 8.7.113 Sklop S1 6 day s Mon 30.5.11 Sat 4.6.114 Zav ršetak sklopa S1 0 day s Sat 4.6.11 Sat 4.6.115 Sklop S1 1 day Sat 4.6.11 Sat 4.6.116 Zav ojna čaura E2 5 day s Mon 30.5.11 Fri 3.6.117 Zav ojna čaura E3 3 day s Mon 30.5.11 Wed 1.6.118 Sklop S2 5 day s Mon 30.5.11 Fri 3.6.119 Zav ršetak sklopa S2 0 day s Fri 3.6.11 Fri 3.6.11

10 Sklop S2 1 day Fri 3.6.11 Fri 3.6.1111 Osov inica E5 2 day s Mon 30.5.11 Tue 31.5.1112 Nav rtka E8 4 day s Mon 30.5.11 Thu 2.6.1113 Sklop S3 9 day s Mon 30.5.11 Wed 8.6.1114 Zav ršetak sklopa S3 0 day s Wed 8.6.11 Wed 8.6.1115 Sklop S3 1 day Wed 8.6.11 Wed 8.6.1116 Zav ojno v reteno E1 5 day s Mon 30.5.11 Fri 3.6.1117 Nav rkta E11 8 day s Mon 30.5.11 Tue 7.6.1118 Nav rtka E13 3 day s Mon 30.5.11 Wed 1.6.1119 Sklop S4 16 day s Mon 30.5.11 Thu 16.6.1120 Zav ršetak sklopa S4 0 day s Thu 16.6.11 Thu 16.6.1121 Sklop S4 1 day Thu 16.6.11 Thu 16.6.1122 Čaura E20 15 day s Mon 30.5.11 Wed 15.6.1123 Zav rtanj E21 2 day s Mon 30.5.11 Tue 31.5.1124 Sklop S5 25 day s Mon 30.5.11 Mon 27.6.1125 Zav ršetak sklopa S5 0 day s Mon 27.6.11 Mon 27.6.1126 Sklop S5 2 day s Sat 25.6.11 Mon 27.6.1127 Podsklop P1 23 day s Mon 30.5.11 Fri 24.6.1128 Zav ršetak podsklopa P1 0 day s Fri 24.6.11 Fri 24.6.1129 Podsklop P1 1 day Fri 24.6.11 Fri 24.6.1130 Čaura E9 5 day s Mon 30.5.11 Fri 3.6.1131 Zav ojno v reteno E15 22 day s Mon 30.5.11 Thu 23.6.1132 Nav rtka E17 7 day s Mon 30.5.11 Mon 6.6.1133 Nav rtka E18 6 day s Mon 30.5.11 Sat 4.6.1134 Prsten E22 2 day s Mon 30.5.11 Tue 31.5.1135 Podsklop P2 9 day s Mon 30.5.11 Wed 8.6.1136 Zav ršetak podsklopa P2 0 day s Wed 8.6.11 Wed 8.6.1137 Podsklop P2 1 day Wed 8.6.11 Wed 8.6.1138 Čaura E16 8 day s Mon 30.5.11 Tue 7.6.1139 Nav rtka E19 6 day s Mon 30.5.11 Sat 4.6.1140 Čaura E4 3 day s Mon 30.5.11 Wed 1.6.1141 Kaiš K1 6 day s Mon 30.5.11 Sat 4.6.1142 Čaura E6 11 day s Mon 30.5.11 Fri 10.6.1143 Ležaj K2 13 day s Mon 30.5.11 Mon 13.6.1144 Zav rtanj E7 4 day s Mon 30.5.11 Thu 2.6.1145 Ležaj K3 13 day s Mon 30.5.11 Mon 13.6.1146 Čiv ija E12 3 day s Mon 30.5.11 Wed 1.6.1147 Prirubnica E10 7 day s Mon 30.5.11 Mon 6.6.1148 Klin E14 2 day s Mon 30.5.11 Tue 31.5.1149 Zav ršetak aktiv nosti 0 day s Fri 8.7.11 Fri 8.7.11

4.6

3.6

8.6

16.6

27.6

24.6

8.6

8.7

S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S30 May '11 6 Jun '11 13 Jun '11 20 Jun '11 27 Jun '11 4 Jul '11

Slika 7: Gantogram sa prikazom aktivnosti u najranijem početku

54 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. ID Task Name Duration Start Finish

1 Dužina traj anja remonta glodal 35 days Mon 30.5.11 Fri 8.7.112 Zav ršna montaža 10 day s Tue 28.6.11 Fri 8.7.113 Sklop S1 6 day s Tue 21.6.11 Mon 27.6.114 Zav ršetak sklopa S1 0 day s Mon 27.6.11 Mon 27.6.115 Sklop S1 1 day Mon 27.6.11 Mon 27.6.116 Zav ojna čaura E2 5 day s Tue 21.6.11 Sat 25.6.117 Zav ojna čaura E3 3 day s Thu 23.6.11 Sat 25.6.118 Sklop S2 5 day s Wed 22.6.11 Mon 27.6.119 Zav ršetak sklopa S2 0 day s Mon 27.6.11 Mon 27.6.1110 Sklop S2 1 day Mon 27.6.11 Mon 27.6.1111 Osov inica E5 2 day s Fri 24.6.11 Sat 25.6.1112 Nav rtka E8 4 day s Wed 22.6.11 Sat 25.6.1113 Sklop S3 9 day s Fri 17.6.11 Mon 27.6.1114 Zav ršetak sklopa S3 0 day s Mon 27.6.11 Mon 27.6.1115 Sklop S3 1 day Mon 27.6.11 Mon 27.6.1116 Zav ojno v reteno E1 5 day s Tue 21.6.11 Sat 25.6.1117 Nav rkta E11 8 day s Fri 17.6.11 Sat 25.6.1118 Nav rtka E13 3 day s Thu 23.6.11 Sat 25.6.1119 Sklop S4 16 day s Thu 9.6.11 Mon 27.6.1120 Zav ršetak sklopa S4 0 day s Mon 27.6.11 Mon 27.6.1121 Sklop S4 1 day Mon 27.6.11 Mon 27.6.1122 Čaura E20 15 day s Thu 9.6.11 Sat 25.6.1123 Zav rtanj E21 2 day s Fri 24.6.11 Sat 25.6.1124 Sklop S5 25 day s Mon 30.5.11 Mon 27.6.1125 Zav ršetak sklopa S5 0 day s Mon 27.6.11 Mon 27.6.1126 Sklop S5 2 day s Sat 25.6.11 Mon 27.6.1127 Podsklop P1 23 day s Mon 30.5.11 Fri 24.6.1128 Zav ršetak podsklopa P1 0 day s Fri 24.6.11 Fri 24.6.1129 Podsklop P1 1 day Fri 24.6.11 Fri 24.6.1130 Čaura E9 5 day s Sat 18.6.11 Thu 23.6.1131 Zav ojno v reteno E15 22 day s Mon 30.5.11 Thu 23.6.1132 Nav rtka E17 7 day s Thu 16.6.11 Thu 23.6.1133 Nav rtka E18 6 day s Fri 17.6.11 Thu 23.6.1134 Prsten E22 2 day s Wed 22.6.11 Thu 23.6.1135 Podsklop P2 9 day s Wed 15.6.11 Fri 24.6.1136 Zav ršetak podsklopa P2 0 day s Fri 24.6.11 Fri 24.6.1137 Podsklop P2 1 day Fri 24.6.11 Fri 24.6.1138 Čaura E16 8 day s Wed 15.6.11 Thu 23.6.1139 Nav rtka E19 6 day s Fri 17.6.11 Thu 23.6.1140 Čaura E4 3 day s Fri 24.6.11 Mon 27.6.1141 Kaiš K1 6 day s Tue 21.6.11 Mon 27.6.1142 Čaura E6 11 day s Wed 15.6.11 Mon 27.6.1143 Ležaj K2 13 day s Mon 13.6.11 Mon 27.6.1144 Zav rtanj E7 4 day s Thu 23.6.11 Mon 27.6.1145 Ležaj K3 13 day s Mon 13.6.11 Mon 27.6.1146 Čiv ija E12 3 day s Fri 24.6.11 Mon 27.6.1147 Prirubnica E10 7 day s Mon 20.6.11 Mon 27.6.1148 Klin E14 2 day s Sat 25.6.11 Mon 27.6.1149 Zav ršetak aktiv nosti 0 day s Fri 8.7.11 Fri 8.7.11

27.6

27.6

27.6

27.6

27.6

24.6

24.6

8.7

S M W F S T T S M W F S T T S M W F S T T S M30 May '11 6 Jun '11 13 Jun '11 20 Jun '11 27 Jun '11 4 Jul '11 11 Jul

Slika 8: Gantogram sa prikazom aktivnosti u najkasnijem početku

5. ZAKLJUČAK U radu je prikazana organizacija, metode i način odžavanja sredstava za

rad u proizvodnim pogonima Kompanije „Sloboda“ Čačak. Na primeru glodalice ALG–100 prikazan je postupak planiranja i realizacije potrebnih aktivnosti za održavanje. Koristeći MS Project utvrđeno je stvarno vreme potrebno za generalni remont ove glodalice koje iznosi 54 radna dana. Međutim, u radu je pokazano da se boljom organizacijom i upravljanjem aktivnosti (slike 7 i 8) vreme može skratiti za 19 radnih dana (35%). Skraćenje vremena može biti i veće ukoliko se smanje gubici pri izradi elemenata (Ei) potrebnih za remont, što u ovom radu nije razmatrano.

6. LITERATURA [1] Xiaojun Z., Zhiqiang L., Lifeng X., Preventive maintenance optimization for a multi-component system under changing job shop schedule, Reliability Engineering and System Safety, Volume 101, pp.14-20, May 2012. [2] Salonen A., Bengtsson M., The potential in strategic maintenance development, Journal of Quality in Maintenance Engineering, Vol. 17, Issue 4, pp. 337-350, 2011. [3] Aghezzaf E.H., Jamali M.A., Ait-Kadi D., An integrated production and preventive maintenance planning model, European Journal of Operational Research, No. 181, pp. 679-685., 2007. [4] Dokumentacija Kompanije „Sloboda“ - Čačak [5] Jardine A.K.S., Tsang A.H., Maintenance Replacement and Reliability: Theory and Applications, CRC Press, Boca Raton, FL, 2005. [6] Wireman T., World Class Maintenance Management, Industrial Press, New York, NY, 1990.

ALAT KAO PROIZVOD I RESURS PROIZVODNOG PROCESA

Jelena Jovanović1,2,3, Radisav Đukić1,3, Dragan D. Milanović2,

Miljka Kovačević1, Gorčilo Baltić1, Dijana Kalović1

REZIME U Kompaniji „Sloboda” Čačak alat ima dvojaku ulogu, kao proizvod i kao resurs. U serijskoj proizvodnji sredstava naoružanja uglavnom se koriste specijalni alati koji se proizvode u „Slobodinoj“ alatnici. Sa stanovišta održavanja minimalnih nivoa zaliha, koje obezbeđuju kontinualni rad u proizvodnji, u radu je istražen i analiziran koeficijent protočnosti kao ključna karakteristika alata koja utiče na proizvodnost ali i na procese planiranja i snabdevanja. Ključne reči: alat, proizvodnja, protočnost, planiranje, resurs, zalihe

TOOL BOTH AS A PRODUCT AND RESOURCE OF A PRODUCTION PROCESS

ABSTRACT Tool has a double function both as a product and resource in 'Sloboda' Cacak Company. Special tools produced in the toolroom in 'Sloboda' are mostly used in serial production of weapons. This paper explores and analyses coefficient of velocity as a key characteristic of a tool that affects not only the productivity but also the processes of production and supply form the point of view of keeping minimal level of stock which ensures countionual work in production. Key words: tool, production, velocity, planning, resource, stocks

1. UVOD Alati predstavljaju važnu komponentu proizvodnog procesa. Vrednost alata

u proizvodnom procesu kompanije „Sloboda” Čačak kreće se od 5-7%, što predstavlja značajan udeo u troškovima poslovanja. Uticaj alata na ukupne troškove proizvodnje i na odvijanje proizvodnog procesa zavisi od vrste alata i vrste procesa proizvodnje. U uslovima velikoserijske i masovne proizvodnje sa visokim stepenom ponavljanja delova i operacija koriste se, po pravilu, specijalni alati. U ovim uslovima proizvodnje eventualni propusti u planiranju, proizvodnji i manipulaciji alatima mogu izazvati dugotrajne prekide i značajne gubitke u korišćenju proizvodnih potencijala.

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak 2 Mašinski fakultet Beograd 3 Kabinet za proizvodni i inženjerski menadžment Kompanija „Sloboda“ Čačak

56 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Na osnovu sprovedenih istraživanja u Kompaniji (2010-2012.) alat kao

uzročnik gubitaka u korišćenju mašinskih kapaciteta prosečno učestvuje sa 8,4%. Procentualno učešće varira od 6,7-9,9%, u zavisnosti od tehnoloških područja rada: obrada deformacijom 9,9%, obrada rezanjem 6,7-8,9%, pirotehničke tehnologije 7,5-9,1%. U uslovima maloserijske i pojedinačne proizvodnje propust u organizaciji i manipulaciji sa alatima izaziva manje posledice, jer je serija u proizvodnji manja, a alati u primeni su po pravilu standardne izvedbe.

Na upravljanje alatima utiču najviše tehničke karakteristike: kvalitet konstrukcije, kvalitet izrade, način eksploatacije (režimi rada, režimi hlađenja i podmazivanja, način upotrebe), stepen unifikacije i standardizacije. Nabrojane karakteristike utiču na tehnologiju izrade, proizvodnost i postojanost alata.

Organizacija i ekonomika poslovanja sa alatima ima za cilj da utvdi najmanji ciklus obrta alata u procesu eksploatacije pri kojem će proizvodni proces i svako radno mesto biti snabdeveno na vreme i u dovoljnoj količini. Organizacijski uslovi se definišu posebno za svaku vrstu alata i za svaki proizvodni ambijent. Tako, na primer, uslovi koji važe za rezne alate ne važe za alate namenjene za obradu deformacijom. Uslovi u kojima se koriste alati za 100% kontrolu nisu isti u odnosu na uslove kontrole uzorkovanjem ili na uslove u kojima se odvija preventivna kontrola na radnim mestima. Ekonomika poslovanja obuhvata aktivnosti kontrole alata na zalihama, u procesu izrade i u procesu eksploatacije, sa ciljem da se angažovana sredstva svedu na optimum.

2. PLANIRANJE ALATA Proces planiranja potreba za alatima zavisi od tipa proizvodnje, vrste alata,

kvaliteta konstrukcije i izrade, veličine zaliha i dinamike potrošnje, manipulacije sa alatima i usvojene metode. U osnovi postoje dva pristupa planiranju alata koja podrazumevaju determinističko ili stohastičko ponašanje potrošnje.

Analitički pristup planiranju primenjujemo u slučajevima kada možemo eksplicitno povezati potrebe alata sa brojem obrađenih proizvoda. Kod reznih alata to se može postići pomoću empirijskih obrazaca povezivanjem postojanosti sa brojem obrađenih komada. Za obradu N proizvoda, u određenom vremenskom periodu, potrebnu količinu alata Q možemo odrediti ukoliko poznajemo glavno vreme trajanja operacije tg, postojanost alata između dva oštrenja T, broj oštrenja i (regeneracije alata) i koeficijent sigurnosti α, relacija (1):

)1(),,,,(

+⋅⋅⋅

==iTtN

iTtNfQ gg

αα (1)

Koeficijent α uvećava dobijenu količinu Q za slučaj loma i potreban fond

alata potrebnih za manipulaciju na relaciji skladište-radno mesto-radionica za oštrenje i regeneraciju alata. Postojanost alata T se određuje pomoću složenih empirijskih izraza u kojima su obuhvaćeni režimi rada, vrste materijala, geometrija alata, način obrade itd. Glavno vreme izrade tg definisano je tehnološkim postupkom, dok broj oštrenja alata i zavisi od debljine sloja ili dužine dozvoljene za skidanje pri oštrenju. Analitički pristup planiranju primenjujemo u slučajevima

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 57 kada je u proizvodnom procesu zastupljen mali broj alata specijalne izvedbe. Proračun je komplikovan i zahteva visok nivo stručnih znanja iz oblasti primenjenih tehnologija i konstrukcije alata pa se u praksi retko koristi.

Statističke metode planiranja alata zasnivaju se na praćenju potrošnje alata u prethodnom periodu i uspostavljanja eksplicitne zavisnosti u odnosu na realizovani obim proizvodnje u istom periodu. Metoda je jednostavna i može se primeniti na sve vrste alata bez obzira da li su standardni ili specijalni. U cilju veće pouzdanosti ova metoda zahteva tačnu evidenciju potrošnje alata ne samo po količinskim pokazateljima već i po strukturi angažovanja u dužem vremenskom periodu. Statističku potrošnju alata najčešće analiziramo na nivou godine. Pođemo od predpostavke da preduzeće planira ukupno m različitih alata i da se analizirani alat j u toku godine koristio na izradi n pozicija (operacija), pri čemu su evidentirane utršene količine alata qi,j i ostvarena proizvodnja delova pi,j. Normativ potrošnje βi,j alata j za svaku poziciju i i ukupnu količinu alata Qj potrebnu za planiran obim proizvodnje delova Pi, izračunaćemo pomoću relacije (2):

( ) ( )01,1,,1,,1, ,1

,,

,, ≠∃≥≤∑ ⋅=⇒===

=ijji

n

iijij

ji

jiji PQPQmjni

pq

βββ (2)

Normativ statističke potrošnje alata za serijsku i masovnu proizvodnju po

pravilu je manji od 1. U zavisnosti od stepena detaljisanja pri planiranju normativ statističke potrošnje alata možemo izračunati na nivou operacije, dela ili proizvoda.

Planiranje proizvodnje, za specijalne alate, ili snabdevanje, za standardne alate, u uslovima serijske proizvodnje treba da se bazira na modelu koji je prikazan na slici 1. Primena modela zasniva se na stanovištu održavanja minimalnog nivoa zaliha koji obezbeđuje kontinualni rad u proizvodnji.

0

qmax

s

ti

t

T=n t •

q

q sqm

in

t

Slika 1: Model snabdevanja u opsegu "min-max"

iass tkqqqqqqqq ⋅+=≤≤−= minmaxminminmax ,, (3)

58 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Zalihe alata, relacija (3), kreću se u rasponu od qmin do qmax pri čemu je od značaja utvrditi tzv. signalne zalihe qs tj. trenutak kada je potrebno otvoriti radni nalog za proizvodnju specijalnog alata, ili poručiti nabavku standardnog alata, vodeći računa o realnom vremenu potrebnom za proizvodnju ili nabavku ti potrebne količine q. Za definisanje koordinata tačke S sa slike 1 postoje dva kriterijuma:

− dinamika potrošnje alata sa zaliha koju definiše koeficijent potrošnje alata ka, i (ili)

− vreme potrebno za proizvodnju (ili nabavku) potrebne količine alata q koju definiše koeficijent protočnosti KP

3. KOEFICIJENT PROTOČNOSTI Koeficijent protočnosti alata KP definiše odnos između stvarne TCS i

tehnološke Tt dužine ciklusa proizvodnje alata, relacija (4):

)(,1,, tPtcsPicstPcst

csP TfKTTKtTTKT

TT

K =>⇒<≡⋅=⇒= (4)

Pošto je vreme isporuke alata ti (slika 1) identično sa stvarnom dužinom TCS proizvodnog ciklusa alata, potrebno je, saglasno relaciji (4), istražiti i definisati zavisnost koeficijenta protoka KP od tehnološkog ciklusa proizvodnje Tt: KP=f(Tt).

Tehnološki ciklus proizvodnje tT , relacija (5), obuhvata vreme potrebno za izvođenje svih operacija predviđenih po tehnološkom postupku, na proizvodima jedne serije. Organizacija proizvodnje igra značajnu ulogu kod izračunavanja tehnološkog ciklusa pri čemu postupci kretanja mogu biti uzastopni )(u

tT , paralelni )( p

tT i kombinovani )(ktT , u zavisnosti od tipa proizvodnje koga čini kompleksan

skup obeležja.

{ } )()()()()()( ,,, ut

kt

pt

ut

kt

ptict TTTTTTTT <≤== (5)

Sektor za proizvodnju alata u kompaniji "Sloboda" karakteriše raznovrsni

proizvodni program koji obuhvata sve vrste alata za obradu deformacijom, za obradu rezanjem kao i alate za kontrolu. Uglavnom je zastupljena pojedinačna i maloserijska proizvodnja sa uzastopnim načinom kretanja predmeta rada. Osnovna karakteristika uzastopnog načina organizacije toka redosleda operacija ogleda se u tome što nema preklapanja proizvodnje između susednih operacija. Tek kada se završi proizvodnja zadnjeg komada iz serije q, na prethodnoj operaciji, može da počne proizvodnja prvog komada na narednoj (slika 1), relacije (5-7). Uzastopni tip omogućava jednostavno planiranje i praćenje proizvodnje i lako opsluživanje radnih mesta, međutim ima najduže vreme trajanja ciklusa. Parametar H uzima u obzir organizacione faktore (efektivne časove rada u smeni CS, broj smena u danu Sd, radni kalendar δ: kalendarski DK i radni Dr dani, izvršenje norme pi, stepen korišćenja μi proizvodnih kapaciteta: mašina ηm i proizvodnih radnika ηr).


H

tqT

n

ii

ut

∑⋅= =1)( , ( ) { }qnAPmix ni ,,,1 θ=∧∈=∀ (5)

( )rmiir

kiids fECNCp

DDpSC

H ηημδδ

μ,,,, =

∑∑==

⋅⋅⋅= (6)

( ) ∑⋅⋅=⇒=⋅===⋅⋅⋅

∑⋅⋅=

=

= n

iitiids

iids

n

ii

t tqTpSCpSC

tqT

1

1 1547,0145,125,15,7, μδμ

δ (7)

Slika 1: Grafički prikaz uzastopnog načina kretanja alata u procesu proizvodnje

Tehnološki ciklus alata, u kalendarskim danima, izračunaćemo pomoću obrasca (7) uvažavajući organizacione faktore i uslove proizvodnje u alatnici (obuhvaćeno koeficijentom 0,1547). Na taj način tehnološki ciklus zavisi samo od

broja alata q u seriji i vremenske norme ∑=

n

iit

1koju izražavamo u nč/kom.

Analizom proizvodne dokumentacije (radni nalozi, termin karte, izveštaji o stanju proizvodnje) može se odrediti stvarno vreme trajanja proizvodnog ciklusa Tcs alata na osnovu podataka o ostvarenim terminima početka i završetka proizvodnje. Koeficijent protoka KP izračunaćemo pomoću relacije (4), ako stvarnu dužinu ciklusa TCS podelimo sa tehnološkom Tt. Zbog gubitaka u ciklusu, koji se sastoje od unutaroperacijskih uoG i međuoperacijskih gubitaka moG , koeficijent protoka je uvek veći od 1.

U tabeli 1 prikazani su podaci neophodni za izračunavanje ciklusa proizvodnje alata. Uzorak obuhvata 40 radnih naloga koji se odnose na proizvodnju pravih noževa u 2012. i 2013. godini. Podaci o trajanju ciklusa i koeficijentu protoka prikazani su u kolonama 10,11 i 12.

Tabe

la 1

: Pod

aci n

eoph

odni

za iz

raču

nava

nje

tehn

ološ

ke T

t i st

varn

e Tc

s duž

ine

proi

zvod

nog

cikl

usa

alat

a i k

oefic

ijent

a pr

otok

a Kp

,

dobi

jeni

ana

lizom

tehn

ološ

ke i

proi

zvod

ne d

okum

enta

cije

na

uzor

ku o

d 40

ala

ta u

201

2. i

2013

. god

ini

Proi

zvod

nja

Tc

s

Tt

R.

br.

Naz

iv

alat

a B

roj

crte

ža

Bro

j RN

B

roj

kom

ada

u se

riji q

Bro

j op

erac

ija

Uku

pno

vrem

e iz

rade

Poče

tak

Zavr

šeta

k (k

alen

dars

ki d

ani)

Kp

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10

11

12

1 61

637

512.

1078

.09

5 9

4,30

10

.3.2

013

3.4.

2013

24

4

6,00

2

5821

2 51

2.01

5.11

10

8

2,75

4.

3.20

13

25.3

.201

3 21

5

4,20

3

5386

4 51

2.14

49.1

2 10

4

3,25

17

.3.2

013

13.4

.201

3 27

5

5,40

4

5372

5 51

2.16

05.1

2 12

10

9,

50

20.2

.201

3 8.

4.20

13

47

18

2,61

5

3010

4 51

2.18

40.1

1 10

5

3,65

12

.2.2

013

15.3

.201

3 31

6

5,17

6

4841

3/2

512.

760.

10

20

10

4,00

21

.2.2

013

13.3

.201

3 20

13

1,

54

7 31

156

512.

522.

12

50

7 2,

25

2.2.

2013

12

.3.2

013

38

18

2,11

8

6986

6 51

2.00

3.13

2

4 5,

20

28.1

.201

3 12

.2.2

013

15

2 7,

50

9 56

066

512.

1461

.11

10

6 3,

70

28.1

.201

3 28

.2.2

013

31

6 5,

17

10

6432

5 51

2.63

2.11

30

11

5,

20

6.4.

2012

3.

6.20

12

58

25

2,32

11

66

417

512.

358.

10

10

5 3,

67

2.8.

2012

8.

9.20

12

37

6 6,

17

12

4841

7/14

51

2.10

08.1

0 5

10

6,08

10

.5.2

012

15.6

.201

2 37

5

7,40

13

67

890

512.

056.

10

3 12

15

,32

30.8

.201

2 3.

10.2

012

34

8 4,

25

14

TC1-

1009

0 51

2.54

2.12

10

8

3,50

5.

4.20

12

9.6.

2012

34

6

5,67

15

48

413/

4 51

2.10

65.0

8 10

8

3,55

12

.4.2

012

12.6

.201

2 30

6

5,00

16

69

089

512.

209.

12

5 8

3,90

11

.4.2

012

9.5.

2012

25

3

8,33

17

69

262

512.

598.

12

10

9 3,

30

17.4

.201

2 9.

5.20

12

23

6 3,

83

18

4844

2 51

2.70

3.11

20

9

3,35

28

.4.2

012

17.6

.201

2 50

11

4,

55

19

3472

7 51

2.78

3.12

15

7

2,90

15

.5.2

012

5.7.

2012

51

7

7,29

20

Prav nož

6908

8 51

2.20

8.12

5

8 2,

90

11.4

.201

2 23

.4.2

012

13

3 4,

33

Pr

oizv

odnj

a Tc

s

Tt

R.

br.

Naz

iv

alat

a B

roj

crte

ža

Bro

j RN

B

roj

kom

ada

u se

riji q

Bro

j op

erac

ija

Uku

pno

vrem

e iz

rade

Poče

tak

Zavr

šeta

k (k

alen

dars

ki d

ani)

Kp

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10

11

12

21

TC1-

1009

2 51

2.54

4.12

10

8

3,50

5.

4.20

12

20.5

.201

2 44

6

7,33

22

69

177

512.

860.

12

5 8

3,55

6.

6.20

12

20.6

.201

2 15

3

5,00

23

69

181

512.

864.

12

5 8

4,05

6.

6.20

12

27.6

.201

2 22

4

5,50

24

69

180

512.

863.

12

5 8

4,05

6.

6.20

12

27.6

.201

2 22

4

5,50

25

69

179

512.

862.

12

5 8

4,05

6.

6.20

12

27.6

.201

2 22

4

5,50

26

69

242

512.

592.

12

5 9

3,60

12

.4.2

012

30.4

.201

2 19

3

6,33

27

52

587

512.

002.

11

15

9 4,

40

29.1

1.20

12

1.1.

2013

40

11

3,

64

28

6008

6 51

2.10

43.1

2 10

4

8,00

27

.6.2

012

15.8

.201

2 49

13

3,

77

29

3041

5 51

2.33

6.12

10

8

3,70

28

.9.2

012

30.1

0.20

12

32

6 5,

33

30

3011

3 51

2.14

47.1

2 10

4

3,00

17

.9.2

012

30.1

0.20

12

43

5 8,

60

31

6902

8 51

2.00

7.12

2

4 5,

15

5.3.

2012

12

.3.2

012

8 2

4,00

32

TC

1-10

091

512.

543.

13

10

8 3,

50

5.4.

2012

16

.5.2

012

41

6 6,

83

33

TC1-

1009

3 51

2.54

5.12

10

8

3,50

5.

4.20

12

16.5

.201

2 41

6

6,83

34

31

156

512.

101.

11

50

7 2,

75

17.2

.201

2 21

.4.2

012

54

22

2,45

35

64

898

512.

1085

.11

5 9

2,95

4.

9.20

12

15.9

.201

2 12

22

0,

55

36

6917

8 51

2.48

1.12

1

14

15,2

7 23

.3.2

012

13.4

.201

2 20

3

6,67

37

69

179

512.

482.

12

1 7

3,15

23

.3.2

012

26.3

.201

2 4

1 4,

00

38

6918

0 51

2.48

3.12

1

7 3,

15

23.3

.201

2 26

.3.2

012

4 1

4,00

39

48

942

512.

1842

.09

10

7 3,

90

12.4

.201

2 30

.5.2

012

48

7 6,

86

40

Prav nož

5116

4 51

2.72

5.12

15

6

3,55

11

.5.2

012

7.6.

2012

27

9

3,00

N

apom

ena:

Teh

nolo

ški c

iklu

s (ko

lona

10)

izraču

nali

smo

pom

oću

rela

cije

(7),

resp

ektu

jući

kol

ičin

e al

ata

q (k

olon

a 5)

i uk

upno

vre

me

potre

bno

za iz

radu

jedn

og a

lata

(kol

ona

7). S

tvar

ni c

iklu

s pro

izvo

dnje

utv

rdili

smo

pom

oću

repe

rnih

tača

ka k

oje

se o

dnos

e na

poč

etak

pro

izvo

dnje

po

radn

om n

alog

u (k

olon

a 8)

i za

vrše

tak

proi

zvod

nje

(kol

ona

9). K

oefic

ijent

pro

toka

izraču

nali

smo

pom

oću

rela

cije

(4).

62 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 4. ANALIZA PODATAKA U cilju uspostavljanja funkcionalne zavisnosti između koeficijenta protoka

i tehnološkog ciklusa izvršena je regresiona i korelaciona analiza polinomima 1.-5. stepena. Rezultati su prikazani na slikama 2 do 11 i tabeli 2.

5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP

Slika 2: Aproksimacija polinomom n=1

5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP

Slika 3: Interval poverenja (n=1, P=0,91)

5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP


5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP


5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP


5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP

Slika 7: Interval poverenja (n=3, P=o,91)

5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP


5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP



5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP


5 10 15 20 25t

2

4

6

8

KP


Tabela 2: Vrednosti parametara polinoma i regresije sa intervalom pouzdanosti

koeficijenta protoka i stvarne dužine ciklusa proizvodnje za nož: C.68886, q=15 kom

Stepen polinoma: P=ao+a1t+ a2 t2+ a3t3+...+ antn Parametri n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 1 2 3 4 5 6

a0 6,2912 6,28905 4,39154 3,12028 2,08913 a1 -0,214734 -0,123989 0,706609 1,55412 2,49701 a2 - -0,00376375 -0,0928744 -0,248823 -0,499892 a3 - - 0,00248232 0,0124357 0,0390269 a4 - - - -0,00020177 -0,00139423 Po

linom

a

a5 - - - - 0,000018942 SK 1,36843 1,36128 1,21681 1,17456 1,16154

KPsr 5,01325 RtK 0,677464 0,681609 0,756445 0,775499 0,781145

Reg

resi

je

±ε 2,32632 2,31418 2,06857 1,99675 1,97462

Crtež: 68886, Količina: q=15, Vreme: t=3nč/kom, Tt=7, P=0.911 (τ=1.7)

Rez

ulta

ti

Inte

rval

pov

eren

ja:

KP ±

ε, T

CS ±

ε

2,80

≤ K

P ≤ 7

,45

20 ≤

TC

S ≤ 5

3

2,92

≤ K

P ≤ 7

,55

21 ≤

TC

S ≤ 5

3

3,57

≤ K

P ≤ 7

,71

25 ≤

TC

S ≤ 5

4

3,59

≤ K

P ≤ 7

,58

26 ≤

TC

S ≤ 5

4

3,46

≤ K

P ≤ 7

,41

25 ≤

TC

S ≤ 5

2

Napomena: SK - Standardno odstupanje, KPsr - Srednja vrednost, RtK - Koeficijent korelacija, ±ε - Interval poverenja za odabranu verovatnoću P

Na slikama 5, 7, 9 i 11 prikazan je i interval pouzdanosti za usvojenu

verovatnoću od 0,911 pod predpostavkom da se slučajna promenljiva Kp pokorava normalnom zakonu raspodele verovatnoća. Od navedenih regresionih krivih najbolja je aproksimacija polinomom petog stepena jer daje najmanje standardno odstupanje (SK=1,16154), najmanju vrednost intervala poverenja (±ε=1,97462) i najveću vrednost koeficijenta korelacije (RtK=0,781145). Na osnovu uspostavljenih funkcionalnih zavisnosti polinomima određenog stepena možemo odrediti koeficijent protoka a time i realno vreme potrebno za izradu (isporuku) bilo koje

64 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. porudžbine. Za alat čiji je crtež prikazan na slici 12 a tehnološki postupak na slici 13, tehnološki ciklus iznosi 7 dana za količinu q od 15 komada, pri čemu je vreme potrbno za izradu prikazano u tabeli 2 (deo koji se odnosi na rezultate).

Slika 12: Crtež alata koga treba uraditi u količini od 15 komada


Osnovnou NČ

Dopunskou %

Ukupnou NČ

Vreme za1k. u NČ kumul

GLV-GLV1 0,57 5,00 0,60 V/3 0,60 0,60

BRH 0,38 5,00 0,40 V/3 0,40 1,00

GLD 0,48 5,00 0,50 V/3 0,50 1,50

GLG 0,29 5,00 0,30 V/3 0,30 1,80

Usluga / / / / Usluga

BRH1 0,38 5,00 0,40 V/3 0,40 2,20

BRF1-BRO 0,76 5,00 0,80 V/4 0,80 3,00

List br. 1Ima lista 1

O P E R A C I J E

Glodalica ALG-100

Graverka

Usluga

Odobrio:

3

6

4

5

Zam-je

Brusilica "MAJEVICA"

Količina za 1 kom.

7

2

Broj

1

Vrsta i kvalitetTehnički uslovi

Mehanička tehnologija

Vreme za 1k. u č.

- SPISAK OPERACIJA I NORMATIV RADA -

Vreme za izradu 1 kom.

□15×15×105Naziv: Prav nož

Sirove dimenzije

N a z i v

Postavio:

8

9

Datum:Kontrol:

Datum: Datum:

Brušenje

Fazonsko brušenje

Glodanje

Brušenje

Glodanje

Graviranje

Zam-sa:

1,00

KOMPANIJA"SLOBODA"- ČAČAK - OPERACIJSKI POSTUPAK

Kaljenje

Glodalica ALG-100

Brusilica za ravno brušenje"TOŠ"

M a

t e

r i j

a l :

Brusilica za ravno brušenje"TOŠ"

RJ-"Alatnica"

Pozicija

0,19

Ozn

aka

obra

de

Č9780 Sklop:

Mašina, uređaj

Crtež br: 68886

R A D I

/

3,00

Grupa poslaBroj

radnika

1,00

1,00

1,00

UKUPNO U NČ

1,00

1,00

Slika 13: Tehnološki postupak za izradu alata

5. ZAKLJUČAK U metodološkom smislu istraživanju ciklusa proizvodnje alata možemo

pristupiti na više načina. Tehnološka dokumentacija (slika 13), podaci o trajanju ciklusa koji odražavaju realne uslove poslovanja (tabela 2), način kretanja predmeta rada u procesu proizvodnje i izbor krivih regresije, čine osnovu analitičko kvantitativnog pristupa koji je izložen u ovom radu. Imajući u vidu složenost i raznovrsnost primenjenih tehnologija i specifična ograničenja vezana za proizvodnju specijalnih alata dobijeni rezultati prikazani u tabeli 2 ukazuju na visoke vrednosti koeficijenta protoka i širok interval u okviru koga možemo očekivati isporuku 15 komada alata C-68886.

Pod predpostavkom da se koeficijent protočnosti ponaša kao slučajna veličina koja se pokorava normalnom zakonu raspodele verovatnoća i da za krive regresije odaberemo polinome, vreme isporuke kretaće se u rasponu od 20 do 54 kalendarska dana.

U radu je prikazana metodologija za analizu i istraživanje proizvodnih ciklusa specijalnih alata u uslovima pojedinačne i maloserijske proizvodnje. Projektovanje ciklusa je zasnovano na podacima koji oslikavaju realne uslove u kojima se odvija proces proizvodnje i metodologiji koja istražuje zakonitost u ponašanju ciklusa kao stohastičke slučajne veličine. To znači da proizvodni sistem poseduje informacije o stvarnom trajanju ciklusa proizvodnje jer su one neophodne za dalju statističku analizu u cilju utvrđivanja odgovarajućih zakonitosti relevantnih za projektovanje i optimizaciju.

66 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 6. LITERATURA [1] I. C. Dima, M. Man, V. Modrak: Using the simulation technique for planning the industrial production in metallurgy, Metalurgia International, Vol. 18, No. 2, February 2013, p. 17-20, ISSN 1582 – 2214. [2] Q. Hao, B. H. Soong, Z. Yang, D. Wang: Earliness/tardiness producution planning by JIT philosophy for job-lot manufacturing systems, Production Planning and Control, Vol. 9, No. 2, January 1998, p. 181-188, ISSN 0953-7287. [3] W. Wang, D. Wang, T. L. Ren: Experimental earliness/tardiness production planning with the due window system, Production Planning and Control, Vol. 10, No. 6, January 1999, p. 553-558, ISSN 0953-7287. [4] C. Eckert, P. Clarkson: Planning development processes for complex products, Research in Engineering Design, Vol. 21, No. 3, Jul 2010, p. 153-171, ISSN 0934-9839. [5] A. Ioana, A. Semenescu, C. F. Preda: Elements of best management for metallurgical technological plants, Metalurgia International, Special Issue Vol. 18, No. 1, January 2013, p. 165-167, ISSN 1582 – 2214. [6] M. Barbu, A. Fota, G. Calefariu: Computer management simulation of tools flow in flexible manufacturing systems, Metalurgia International, Vol. 17, No. 12, December 2012, p. 19-22, ISSN 1582 – 2214. [7] J. Jovanovic, D. D. Milanovic, R. Djukic: The analysis and projection of production cycle within „Sloboda“ Co. Cacak, Technique and Practice, No. 8, 2012., p. 7-14, ISSN 2217-2130. (In Serbian) [8] J. Jovanović, D. Milanović, M. Radović, R. Djukic: Investigations of time and economic dimensions of the complex product production cycle, Proceedings of 5th International Symposium on Industrial Engineering - SIE2012, p. 85-88, ISBN 978-86-7083-758-4, Belgrade, June 2012., Faculty of Mechanical Engineering, Belgrade. [9] L. Wilson: How to Implement Lean Manufacturing, McGraw-Hill Professional Publishing, p. 29- 30, ISBN 978-0-07-162507-4, New York, 2009. [10] Kompanija Sloboda Čačak: Konstruktivno - tehnološka i proizvodno - planska dokumentacija Kompanije, Čačak, Serbia. [11] J. Jovanovic, D. D. Milanovic, Z. Adamovic, R. Djukic: Models for describing the structure of product and projection of manufacturing cycle, Proceedings of 16th International Research/Expert Conference ”Trends in the Development of Machinery and Associated Technology”, TMT 2012, p. 207-210, ISSN 1840-4944, Dubai, UAE, September 2012., University of Zenica, Faculty of Mechanical Engineering.

ANALIZA KVAROVA NA ELEKTRIČNOJ MREŽI 35kV ZA SNABDEVANJE ELEKTRIČNOM ENERGIJOM RENI

BUNARA VODOVODA BEOGRAD

Dojčilo Sretenović1, Jovan Spasojević2

REZIME U radu su analizirani kvarovi nastali u određenom vremenskom periodu na

električnoj mreži tj. vodu od 35 kV koji služi za napajanje 60 reni bunara, od kojih se 55 bunara snabdeva električnom energijom na nivou 10 kV iz TS 35/10 kV “Galovica” i TS 35/10 kV “Boljevci”. Analizom ispada uočeno je da njihov veliki broj traje vrlo kratko ali sasvim dovoljno da dođe do ispada svih reni bunara. Sistem za direktno uzemljenje faze sabirnica 35 kV u TS Beograd 9 pri zemljospoju bilo gde u mreži 35 kV preko brzog novougradnog zemljospojnog prekidača predstavlja efikasno rešenje za eliminisanje prolaznih zemljospojeva. Očekuje se da na ovaj način elimminiše oko 70% zemljospojeva na vodu.

Ključne reči: Reni bunar, zemljospojni prekidač, vod od 35 kV THE ANALYSIS OF MALFUNCTIONS ON THE 35 KV

ELECTRICAL LINE FOR SUPPLYING THE RENNEY WELLS OF BELGRADE WATER LINES WITH ELECTRICAL ENERGY

ABSTRACT This project analyses the malfunctions in the specific period of time on an 35kV

electrical line which supplies 60 renney wells, 55 of which are supplied with electrical energy of 10kV from TS 35 kV “ GALOVICA” and TS 35 kV “BOLJEVCI”. By the analysis of the power failures it is detected that the large number of them do not last very long, but long enough to cause the power failure of all renney wells. The efficient solution for the elimination of the passing ground-fault circuit-interruption protection ( GFCI) lies in the installing the direct grounding of 35kV main pipes in TS Belgrade 9 with GFCI anywhere in the 35kV electrical system through a fast newly installed GFCI. 70% of GFCIs is expected to be eliminated.

Key words: renney wells, ground-fault circuit-interruption protection ( GFCI), 35kV electrical line

1. UVOD Glavno izvorište Beogradskog vodovoda su 60 reni bunara na levoj obali

Save. Od ovog broja 55 bunara snadbeva se električnom energijom na nivou 10 kV iz TS 35/ kV „Galovica" i TS 35/10 kV „Boljevci". U slučaju ispada TS 35/10 kV

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak, Svetog Save 65 Čačak 2 Mašinsko-elektrotehnička škola Goša, Industrijska 66, Smederevska Palanka

68 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. „Boljevci" bez napona ostaje 55 reni bunara. Nestanak napona na reni bunarima direktno utiče na: - količinu vode u sistemu, odnosno na snadbevanje grada vodom, - kvalitet vode, - povećava troškove eksploatacije jer se smanjuje radni vek elektromašinske opreme reni bunara.

Pojava zemljospoja u mreži 35 kV uslovljava svođenje napona pogođene faze u odnosu na tlo na po praviiu malu vrednost u odnosu na vrednost u normalnom pogonu i podizanje napona "zdravih" faza na povišenu, čak međufaznu vrednost. Pri pojavi "metalnog" zemljospoja napon pogođene faze prema tlu će ostati trajno nizak - sve do isključenja pogođenog voda odnosno pogođene faze voda.

Eliminisanje pojave zemljospoja može se izvesti na sledeća dva načina: odvajanjem pogođenog provodnika od izvora napajanja ( isključenje voda ili pogođene faze iz mreže privremenim efikasnim uzemljenjem pogođene faze

Pored ovih se mogu primeniti i drugi postupci kao što je postupak rezonantnog uzemljenja (Petersenova prigušnica) čiji je domen primene odgovarajućim tehničkim razlozima ograničen.

U našoj praksi je daleko najčešće u primeni prvi način tj. Privremeno isključenje voda koje može biti kratkovremeno (brzo APU) ili privremeno isključenje dužeg trajanja (na primer sporo APU).

2. AKTIVNOSTI NA REŠAVANJU PROBLEMATIKE POUZDANOSTI RADA TS 35 kV /10 kV BOLJEVCI

Napajanje TS Boljevci bilo je otežano čestim prekidima, što je dovodilo do dužih zastoja u snadbevanju električnom energijom reni bunara na levoj obali Save.

Kako se potrošačko područje stalno povećavalo u sremskom delu na potezu Boljevac - Surčin - Dobanovci - Aerodrom - Ugrinovci u dužem vremenskom periodu nametnula se potreba izgradnje većeg elektroenergetskog objekta kao što je TS 110/35 kV Beograd 9 sa instalisanom snagom 2 x 63 MVA. Po izgradnji ovog objekta otpočela je brže izgradnja vodova 35 kV na gore pomenutim područjima.

Mešoviti vod 35 kV od TS 110/35 kV Beograd 9 ćelija 10 do TS 35/10 kV Boljevci ćelija 3 građenje u dve etape:

■ etapa 1990. godine ■ etapa 1994. godine. Prva etapa izvedena je mešovito sa nadzemnim delom voda 3x95/15 mm2

Alč i kablovskim, tip XHE49 - A 3x185 mm2 sa termičkom opteretljivošću od 390A i to od TS Beograd 9 do stuba br.3699.

Druga etapa je takođe izvedena kao mešoviti vod 3x95/15 mm2 Alč i kablovski, tip XHP48 - A 3x185 mm2 sa termičkom opteretljivošću od 390A. Nadzemni deo obeju etapa ima dužinu od 13 400 m a kablovski deo 7 510 m. Odmah po ulasku u pogon registrovan je veliki broj ispada.

Priroda kvarova bila je veoma raznovrsna kao što su zemljospojevi, kratki spojevi, strujno pregorevanje (odgorevanje) provodnika na spojnim mestima.

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 69 Posle dužeg praćenja i intervencija došlo se do saznanja o uzrocima ispada mešovitog voda 35 kV „TS Beograd 9 - TS Boljevci". To su:

■ kvarovi na spojnicama ■ kvarovi na kablovskim glavama ■ problemi sa deflektorima i ■ razorna pražnjenja izolacije na nadzemnom delu voda. Kvarovi na spojnicama uzrokovani su lošim mateijalom aluminijumske

nastavne spojnice (hilzne) kao i metode presovanja sa različitom dubinom trna. Kvarovi na kablovskim glavama izazvani su zbog kratkog bolcna koji je pucao iznutra i nije stvorio dobar spoj između žile i bolcna i bolcna i užeta, što je dovodilo do pregorevanja faznog provodnika.

Elektrodistribucija je preduzela niz aktivnosti na otklanjanju kvarova kao što su:

■ sve spojnice su 2000 povađene i zamenjene drugim kvalitetnijim tipom

■ otklonjeni su kvarovi na kablovskim glavama zbog tvrdih i kratkih bolcnova

■ otklonjeni su nedostaci na deflektorima ■ na mestima na kojima je utvrđeno naponskim ispitivanjem da

dolazi do razornog pražnjenja zamenjeni su postojeći izolatori sa izolatorima sa produženom strujnom stazom, povećano je rastojanje mostova od armiranog stuba. Što se tiče samih kablova, nije se desio ni jedan proboj na kablu u toku dosadašnje eksploatacije.

Aktivnosti koje je preduzimala Elektrodistribucija smanjile su broj kvarova.

Kao normalni (uobičajeni) kvarovi ostaju zemljospojevi pri kojima ispadaju iz pogona reni bunari zbog prekida napajanja i pored primene tehnike automatskog ponovnog uključenja

3. PREGLED I ANALIZA ISPADA NA NAPOJNOM VODU 35 kV IZMEĐU "TS BEOGRAD 9 - TS BOLjEVCI"

Ispadi vodova su relativno česti. Do ispada dolazi zbog previsokih električnih naprezanja izolacije izazvanih atmosferskim prenaponima (udarci groma u vod), sklopnim prenaponima (isključenja i uključenja prekidača), zbog previsokih mehaničkih naprezanja (preveliki dodatni teret leda i snega na provodnicima voda i na stubovima, oluje sa nenormalnim velikim brzinama vetra kombinovane sa atmosferskim pražnjenjima, sa ledenom kišom i sl.), zbog prljanja izolacije, naročito u zagađenim područjima, zbog premošćenja ili oštećenja izolacije stranim predmetima ili životinjama (izraslo granje drveća, nanesena grana prilikom oluje, ptice, oštećenja kablova kod zemljanih radova i sl.), kao i zbog pogrešne manipulacije u postrojenju (npr. uključenje dalekovoda uzemljenog na trasi ili u susednom postrojenju).

Uzroci ispada mogu biti: ■ tropolni i dvopolni kratki spojevi bez spoja sa zemljom,

70 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. ■ tropolni, dvopolni i jednopolni kratki spojevi sa zemljom u

mrežama sa direktno uzemljenim zvezdištem transformatora, ■ zemljospojevi jedne faze u mrežama sa izolovanim i preko

niskoomske impedanse uzemljenim zvezdištem. Postoje trajni i prolazni kvarovi. Trajni kvarovi su oni koji ostaju i posle

beznaponske pauze pri automatskom ponovnom uključenju. Pri pojavi trajnog kvara ne uspeva automatsko ponovno uključenje, tj. vod biva definitivno isključen od strane relejne zaštite. Prolazni kvarovi su oni koji nestaju za vreme beznaponske pauze, tj. posle uključenja prekidača od strane uređaja za APU kvar više ne postoji. Prolazni kvarovi su posledica atmosferskih pražnjenja (razorna pražnjenja na izolaciji prilikom udara groma u vod), odskakivanje provodnika voda kod opadanja leda, premošćenja izolacije predmetima ili pticama koji sagore zbog električnog luka, te razornog pražnjenja na zaprljanoj izolaciji kad se prilikom jutarnje rose ili magle ovlaži. Posle isključenja dalekovoda vazdušna izolacija se regeneriše, strani predmet sagori tokom trajanja luka, ptica padne na zemlju, površina izolatora se osuši i sl., tako da se posle uključenja prekidača pogon normalno nastavlja.

Tabela 1: Ispadi voda za period 2000-2004 godina

Godina 2000 2001 2002 2003 2004 Ukupno

Ukupan broj ispada 26 62 22 24 38 172 100% Prolazni zemljospojevi 14 55 18 17 28 126 72%

Tabela 2: Broj ispada za period od 2000-2004 godine za svaku godinu:

(a-ukupan broj ispada, b-prolazni zemljospojevi)


Slika 1: Prikaz ispada po mesecima u periodu 2000-2004

Sa slike 1 i tabela 1 i 2 vidi se sledeće: ■ Ukupan broj svih ispada koje je isključila zemljospojna,

kratkospojna ili prekostrujna zaštita iznosi 172. ■ Broj prolaznih zemljospojeva iznosi 126, tj. 72% od ukupnog broja

svih ispada. Prolazni zemljospojevi su oni koje je isključila zemljospojna zaštita a zatim je vod primio napon posle ručnog uključenja (daljinski iz DC EDB) prekidača do 23.10.2000. godine, odnosno posle ovog datuma prekidač je uključivan automatski od strane uređaja za APU koji je tada ugrađen.

■ Najveći broj ispada bio je u letnjim mesecima (juni, juli i avgust), ukupno 95, tj. 55,2%. Od ovih 95 ispada 86 su prolazni zemljospojevi, tj. 90,5%. Najverovatniji uzroci ovih ispada su jutarnja rosa, ptice i aerozagađenja uzrokovana poljoprivrednim radovima.

Pri svim ispadima (ukupno 172) reni bunari su ostajali bez napona i trajno ispadali iz pogona.

Analiza pokazuje da su 72% od svih ispada prolazni zemljospojevi, što ukazuje da je neophodno da se iznađe tehničko rešenje čijom bi se primenom sprečio nestanak napona u reni bunarima pri prolaznim zemljospojevima.

Ovaj nalaz je razlog za dublje razmatranje i istraživanje mogućnosti da prolazni zemljospojevi, čija je čestina najveća budu eliminisani bez posledica na potrošače (reni bunare).

4. MOGUĆE REŠENJE ZA SPREČAVANJE ISPADA DV 35 kV "TS BEOGRAD 9 - TS BOLJEVCI"

Statički podaci o ispadima na konkretnom vodu 35 kV u ,,TS Beograd 9 - TS Boljevci" o učestalosti, vrsti i prirodi ispada pokazuje: najbrojniji ispadi su

72 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. usled zemljospojeva. Oni su reda 80-90% ukupnih ispada, a od njih su prolazni zemljospojevi reda 85 90%.

Ideja je da se ovo ostvari primenom zemljospojnog prekidača (ZP). Princip rada zemljospojnog prekidača (ZP) sastoji se u tome da uspostavljenu struju (IiEL) faze pogođene zemljospojom svede praktično na nulu. To se ostvaruju direktnim uzemljenjem faze pogođene zemljospojom na sabirnicama 35 kV prekidačem (ZP) u napojnoj trafostanici 110/35 kV, tj. uspostavljanjem „prinudnog" zemljospoja sa strujom (IiEp).

Otpor petlje „prinudnog" zemljospoja u odnosu na otpor petlje „stvarnog" zemljospoja može biti mnogostruko manji, što dovodi da se sva struja ovako uspostavljena dva zemljospoja zatvara kroz „prinudni" zemljospoj, a električni luk na mestu „stvarnog" zemljospoja gasi.

Na slikama 2 i 3 prikazan je način rada ZP. Jednostavnosti radi prikazan je samo za jednu fazu. Razumljivo ja da je svaka faza opremljena odgovarajućim jednopolnim prekidačem.

Slika 2: Način rada ZP – ZP isključen

Slika 2: Način rada ZP – ZP uključen

Ako je zemljospoj bio prolaznog karaktera, a to je 85-90% svih zemljospojeva, po isključenju zemljospojnog prekidača (ZP) mreža 35 kV nastavlja nesmetano da funkcioniše.Potrošači na 10 k kV i 0,4 kV, zemljospoj, odnosno rad zemljospojnog prekidača praktično ne osećaju. U ovome je suština primene zemljospojnog prekidača.


5. ZAKLJUČAK Sistem za direktno uzemljenje faze sabirnica 35 kV u TS Beograd 9 pri

zemljospoju bilo gde u mreži 35 kV preko brzog novougradnog zemljospojnog prekidača predstavlja efikasno rešenje za eliminisanje prolaznih zemljospojeva. Procenat prolaznih zemljospojeva na nadzemnim vodovima 35 kV (85-90%), činjenica da njihovo nastajanje i eventualno samogašenje, apsolutno ne utiču na rad potrošača 10 k kV i 0,4 kV pobuđivali su elektrotehničke stručnjake da iznađu načine eliminisanja prolaznih zemljospojeva bez isključenja voda na kome je zemljospoj nastao, odnosno da struju električnog luka na mestu nastanka zemljospoja svedu na vrednost blisku nuli i na taj način zemljospojevi na vodu učine samogasivim.

Očekuje se da na ovaj način elimminiše oko 70% zemljospojeva na vodu. Procenjuje se da za sada osim napred navedenog rešenja za eliminisanje prolaznih zemljospoja bez isključenja potrošača ne treba preuzimati druge mere.

Realizacija ovog rešenja poboljšava kontinuitet napajanja i ostalih potrošača priključenih na mrežu 35 kV koja se napaja iz TS 110/35 kV Beograd 9.

6. LITERATURA

[1] M. Korolije, P. Vukelja: Poboljšanje pouzdanosti i kontinuitete napajanja električnom energijom dela reni bunara na levoj obali Save.Studija br. 401027, Institut ,,N. Tesla" Beograd 2001, str. 94.

[2] J. Jovanović, S. Radovanović: Analiza rada zemljospojnog prekidača u TS 110/20 Kv Debeljača. Referent R-34-06 na Savetovanju JUKO CIGRE, Vrnjačka Banja 1999.g.

[3] D. Sretenović: Prenos električne energije, Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak, 2007 g.

[4] Dokumentacija "EDB": za vodove 35 Kv koji prolaze iz TS: Beograd 5 0 ispadima i kvarovima na vodovima 35Kv za TS Boljevci

PREDNOST UVOĐENJA PREKIDAČA VAKUUMSKOG TIPA I TIPA SA SF6 GASOM U ODNOSU NA MALOULJNE

PREKIDAČE

Dojčilo Sretenović1, Siniša Lilić

REZIME Upoređivanjem karakteristika do sada korišćenih malouljnih prekidača u

elektroenergetskom sistemu Elektroprivreda Srbije i prekidača vakuumksog tipa i izvedbi sa SF6 gasom (sumpor heksafluorid) dolazi se do prednosti koju ima savremena oprema. Ova oprema svojom konstrukcijom i tehničkim rešenjima je veoma jednostavna za montažu i proširenja na mestu gde je montirana, veoma jednostavna za rukovanje, izuzetno sigurna za upotrebu i neškodljiva za okolinu.

Ključne reči: malouljni prekidači, mineralna ulja, vakuumski prekidači, SF6 prekidač.

THE ADVANTAGES OF INTRODUCING VACUUM TYPE CIRCUIT BREAKER AND SF6 TYPE CIRCUIT BREAKER COMPARED TO LOW OIL LEVEL CIRCUIT BREAKERS

ABSTRACT The advantages of modern equipment can be seen when low oil level circuit

breakers, which have been used so far in Serbia’s Electric-power industry, are compared with vacuum type circuit breakers and SF 6 type circuit breakers. The construction and technical solution of this equipment provide easy installation and extension on places where it has been installed, it is easy and safe for the user, and it does not have negative effects on the environment.

Key words: low oil level circuit breaker, mineral oil, vacuum type circuit breaker, SF6 type circuit breaker.

1. UVOD U procesu razvoja elektroenergetskih sistema i pojedinih njihovih delova

od sredine prošlog veka najveći stepen razvoja je zabeležen u poslednje četiri decenije. U početku se u rasklopnoj opremi koristili razni materijali za gašenje luka koji se javlja pri rastavljanju i sastavljanju kontakata prekidača i ujedno obezbeđuje i neophodno dielektrično stanje između otvorenih kontakata.

Prvi veliki korak u unapeđivanju kvaliteta prekidača je bilo uvođenje malouljnih prekidača. Količina ulja je kod njih znatno smanjena u odnosu na ranije korištene uljne prekidače, jer se ulje koristi samo za gašenje električnog luka a

1 VŠTSS Čačak

76 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. izolovanje ostalih elemenata prekidača su rešeni na drugačiji način. Od tog trenutka su malouljni prekidači istisli sve do tada korištene prekidače. Njihova tehnička rešenja su bila veoma dobra ali bilo je i nedostataka koji su intezivirali istraživanja u toj oblasti.

U toku istraživanja novih materijala se došlo do rezultata da su za gašenje električnog luka u prekidačima izuzetno podobni visoki vakuum i elektronegativni gasovi od kojih je SF6 pokazao najodgovarajuće karakteristike. Kroz primenu rasklopne opreme vakuumskog tipa i tipa sa SF6 gasom se došlo do zaključka da su vakuumski prekidači prikladniji u srednjenaponskoj opremi a prekidači sa SF6 gasom u visokonaponskoj opremi.

2. MALOULJNI PREKIDAČI

Pojava malouljnih prekidača (slika 1.) je vezana za sredinu prošlog veka i predstavljali su veliki kvalitativni napredak u odnosu na do tada korištene uljne, hidromatske i pneumatske prekidače. Mala količina ulja koja se koristi je omogućila smanjenje gabarita uređaja a tehničkim rešenjem izvlačivih uređaja je pojednostavljeno održavanje. Međutim, pojavio se i izvestan broj nedostataka koji su zahtevali daljnje usavršavanje prekidačke opreme. Pre svega je to neophodnost zamene delova ( kontakti, lučne komore, ulje) posle malog broja odrada u nominalnim režimima prekidanja a daleko češće u režimima usled kvarova u sistemu. Realna opasnost je predstavljala mogunost eksplozije u prelaznim režimima a jedan od veoma bitnih nedostataka je korištenje ulja kao medijuma za gašenje električnog luka.

Slika 1. Malouljni prekidač u postrojenju

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 77 U malouljnim prekidačima se koristi ulje u količini od 7,5 do 15 litara. Prema standardima međunarodnih ekoloških organizacija svi uređaji koji u sebi sadrže više od 5 litara mineralnog ulja podležu posebnim uslovima o skladištenju i odlaganju u specijalnim zaptivenim kontejnerima koji obezbeđuju odgovarajuću izdržljivost i otpornost na moguće hemijsko delovanje tečnog PCB (polihlorovani bifenili). Potencijalnu opasnost po životnu okolinu predstavlja kontaminiranost sa PCB. Pod obavezu ispitivanja na PCB kontaminiranost podpadaju novo, korišćeno i otpadno ulje. Kod održavanja malouljnih prekidača je neophodno ispuštanje ulja i pre vraćanja ga treba profiltrirati i prosušiti, a zatim proveriti dielektričku čvrstoću shodno zahtevima standarda JUS B.H3.562/70. Kod ovakvog regenerisanog ulja je ogromna mogućnost kontaminiranosti sa PCB. Analize i statistički podaci govore da maluoljni prekidači proizvedeni pre 1989. godine u sebi sadrže PCB jer proizvođači opreme nisu bili u obavezi o izdavanju potvrde da je oprema bez PCB.

3. PREKIDAČI SA SF6 GASOM U današnje vreme rasklopna oprema sa SF6 gasom održava primat u proizvodnji i primeni kod visokonaponskih prekidača (slika 2.). Kod ovih uređaja princip gašenja elektrčnog luka se ostvaruje sabijanjem i potiskivanjem gasa SF6

Slika 2. VN prekidači sa SF6 gasom

prilikom operacije otvaranja prekidača a iskorištavanje termičke energija koja nastaje omogućava smanjenje potrebe za pogonskim mehanizmom, tako da pogonski mehanizam može biti jednostavniji i pouzdaniji. Što se tiče prekidanja struje kratkog spoja, savremena rešenja ovakve opreme (povećani pouzdanost i

78 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. jednostavnost njenog održavanja) gde se prekidanja struja odvijaju u vremenu tri poluperiode, potpuno ispunjava zahteve sa aspekta stabilnosti elektroenergetskog sistema. Rasklopna oprema sa SF6 gasom poseduje veoma bitne karakteristike vezane za proces rada i to: visoka pouzdanost, mehanička pojednostavljenost, sigurno zaptivanje gasa, nizak nivo stvaranja buke, minimalno održavanje, dug radni vek kontaktnih delova, jednostavna montaža itd. Visokonaponski prekidači sa SF6 gasom se proizvode po modularnom principu sa čime se postiže maksimalan stepen unifikacije pojedinih delova i celih sklopova. Manja zastupljenost kod opreme drugih naponskih nivoa se ogleda u nedostacima SF6 gasa u odnosu na vakuum kao medijum za gašenje električnog luka u rasklopnoj opremi. Upotreba SF6 gasa nije preporučljiva sa aspekta zakona o zaštiti životne sredine jer je neophodan proces određenog odlaganja samog gasa, mada je SF6 gas podoban za reciklažu i to se i primenjuje.

4. VAKUUMSKI PREKIDAČI Vakuumska rasklopna oprema trenutno preovladava u sferama

srednjenaponske opreme kao i kod neke niskonaponske opreme sa tendencijom da sa određenim tehničkim rešenjima ovlada i visokonaponskom opremom. Kompaktni vakuumski prekidači (slika 3.) zbog svojih malih dimenzija pruža mogućnost lake montaže u postrojenju a tehničkim karakteristikama produžava radni vek postrojenju, poboljšava karakteristike, smanjuje troškove i u mnogome povećava pouzdanost.

Slika 3. Vakuumski prekidač (izvlačiv na kolicima)

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 79 Primena vakuumskih komora za gašenje električnog luka u potpunosti

zadovoljava sve ekološke standarde koje moraju da ispune rasklopni urađaji. Visoki vakuum koji je izuzetno dobar dielektrik se kreće u dijapazonu 10̄̄̄⁻⁶- 10̄⁻²Pa tako da se i kod malih hodova i malih brzina pokretnog kontakta postižu velike prekidne moći. Mehanička izdržljivost je zagarantovana minimalnom energijom potrebnoj u pogonskom mehanizmu zbog karakterističnih malih hodova i malih brzina pokretnog kontakta a time se omogućuje i smanjenje gabaritnih dimenzija vakuumskog prekidača.

5. ZAKLJUČAK Primena naučnih dostignuća u razvoju rasklopnih uređaja je za kratak

vremenski period donela znatna poboljšanja u proivodnji i kvalitetu prekidača primenjenih u elektroenergetskim sistemima. Značajan pomak se ostvario primenom malouljnih prekidača umesto do tada korištenih uljnih, hidromatskih i pneumatskih prekidača. Malouljni prekidači su sa aspekta kvaliteta, gabarita i zaštite životne sredine unapredili postrojenja elektroenergetskih sistema, ali i otvorili mogućnost daljeg ubrzanog razvoja.

Primena tehnologije sa SF6 gasom je unapredila dotadašnju proizvodnju rasklopne opreme i kroz tri generacije razvoja prekidača donela vredna rešenja najprimenjivija u visokonaponskim prekidačima koji i danas nemaju adekvatnu zamenu.

Vakuumska oprema obimom svoje primene i kvaletetnim rešenjima opravdano preuzima svetsko tržište u svom domenu (slika 4.).

Slika 4. Zastupljenost rasklpone opreme u svetu

U poslednje vreme se u proizvodnji javljaju rešenja koja predstavljaju kombinovanu upotrebu vakuuma kao izuzetnog medija za gašenje električnog luka i SF6 gasa kao dielektrika, tako da SF6 gas omogućuje minimalizaciju dimenzija uređaja a vakuum efikasno rastavljanje toka struje.

Najnovija naučna istraživanja u ovoj oblasti se baziraju na bezkontaktnom prekidanju struje (bez električnog luka) na bazi poluprovodničnih elemenata i uz rezultate postignute na usavršavanju primene supravodljivih elemenata, predstavljaju trenutno jedine opcije u razvoju rasklopne opreme. Za sada i za blisku

80 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. budućnost vakuumska oprema koja je u svom razvoju zauzela mesto i u visokonaponskoj opremi, neće skoro imati adekvatnu zamenu.

6. LITERATURA

[1] Milošević R., Vakuumski električni sklopni aparati, Graphis, Zagreb,2009.

[2] Čudić V.,Zapažanja i praktični aspekt izrade PCB inventara u republici Srbiji, Radionica Inventar, BeogradBeograd, 2011.

[3] Meštrović K., Zbrinjavanje plinom SF6 izoliranih sklopnih postrojenja, Tehničko veleučilište, Zagreb, 2010.

[4] Energoinvest, Rasklopna oprema, Birotehnika, Istočno Sarajevo,2005. [5] Meštrović K., Stanje i trendovi razvoja visokonaponskih sklopnih

aparata u svijetu, Končar institut za elektrotehniku, Zagrb, 2001. [6] www.fer.unizg.hr

DALJINSKO UPRAVLJANJE DIJELOM ELEKTRODISTRIBUTIVNE MREŽE U CILJU SMANJENJA

GUBITAKA

Dojčilo Sretenović1, Nenad Koprivica2

REZIME U radu je obrađen sistem daljinskog upravljanja I način na koji sistem izvršava

operaije. Sistem daljinskog upravljanja je ugrađen na pojedinim Ts 10/0.4 kV konzuma ED Nikšić. I vrijednosti energije poslije ugradnje ovog sistema.

Ključne riječi: Sistem daljinskog upravljanja, smanjenje gubitaka, elektrodistributivna mreža

REMOTE CONTROL OF THE PART OF ELECTRICITY DISTRIBUTION NETWORK IN ORDER TO MINIMIZE LOSSES

ABSTRACT The paper describes remote control system and how operations are performed

within the system. Remote management system is built on some Ts 10/0.4 kV consumption ED Niksic. And value of the energy of the system after installation.

Key words: The remote control, reduce of losses,electricity distribution network. 1. UVOD Zbog velikih gubitaka električne energije posebno u zimskom periodu,

kada gubici dostižu I do 50% preuzete energije, prema preporukama francuske elektroprivrede EDF da su prihvatljivi ukupni gubici električne energije u distributivnoj mreži oko 5% , a maksimalni 9%. Kada gubici prolaze maksimalnu dozvoljenu vrijednost postoji izrazita opravdanost za pokretanje programa za smanjenje gubitaka, jer će investiranje u tom smjeru biti vrlo isplativo i imati vrlo kratko vrijeme vraćanja uloženih sredstava.

2. SISTEM DALJINSKOG UPRAVLJANJA Integrisani sistem za kompletno daljinsko upravljanje NN elektronskim

brojilima predstavlja generacijsku promenu u pristupu elektroprivrednih preduzeća domaćinstvima-potrošačima njihove energije iz niskonaponske mreže. U stvari, sistem je projektovan kao odgovor na mnogostruke potrebe koje iskazuje moderno tržište, potrebe koje klasična rešenja više ne mogu da zadovolje.

Osnovne komponente ovog sistema su sledeće:

1 VŠTSS Čačak 2 Elektrodistribucija Nikšić

82 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 1. Upravljački centar 2. Koncentrator podataka SN/NN trafostanice 3. Elektronsko brojilo (LENNT) 4. Korisnički terminal

Slika 2.1: Šema daljinskog upravljanja

2.1. Osnovne funkcije sistema Daljinsko prikupljanje i prenošenje svih podataka koji se odnose

na perifernu opremu sistema (koncentratore, brojila, korisničke terminale) Daljinsko upravljanje i regulacija celokupne periferne opreme u

cilju boljeg upravljanja NN elektro mrežom (npr. interventno ili programirano smanjivanje opterećenja)

Mogućnost direktne interakcije sa krajnjim korisnikom preko korisničkog terminala

Upravljanje u realnom vremenu komercijalnim odnosom sa korisnikom, tj.:

- Postavljanje zadate vrednosti ugovorene snage za svaku tarifu

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 83 - Mogućnost isključivanja prekidača elektronskog brojila slanjem komande

iz Upravljačkog centra (tj. za slučajeve otkrivenih dugovanja) - Upravljanje složenim tarifnim programima (do 4 različiite tarife

programirane u maksimalno 5 dnevnih vremenskih segmenata i maksimalno 6 godišnjih tarifnih perioda) Kontrola procesa distribucije električne energije pomoću

daljinskog očitavanja energije, snage, merenja napajanja i frekvencije radi neposrednog otkrivanja grešaka u mreži

Pregled i kontrola podataka o kontinuitetu rada Pregled samodijagnostičkih podataka o brojilu Energetski bilans Upravljanje avansnim plaćanjima za energiju Neposredno otkrivanje neovlašćenog postupanja sa brojilom

2.2 Koncetrator podataka Oprema SN/NN trafostanice za daljinsko upravljanje korisnicima NN

elektroenergetske mreže Koncentrator podataka može da podrži sledeće funkcije: Komunikacijski put između Upravljačkog centra (na VPN

komunikacionom kanalu preko GPRS, GSM ili PSTN modema) i LENNT elektronskih brojila i/ili Korisničkih terminala (na elektro mreži preko PLC modema);

Usmeravanje poruka kroz Upravljački centar koje se odnose na posebne električne događaje (merenja i/ili alarme) koje su detektovali opcioni senzori i/ili interfejsi (RAV, RGDAT, itd.) i samodijagnostička kola kojima je opremljen Koncentrator podataka.

2.2.1. Komunikacioni put Upravljački centar koristi opremu Koncentratora podataka da komunicira

sa LENNT i Korisničkim terminalom koje napaja isti SN/NN transformator. Upravlja se usmeravanjem sledećih podataka koji idu ka ili iz

Upravljačkog centra: komandama koje dolaze iz Upravljačkog centra rezultatima datih komandi podacima merenja koje povremeno sakuplja Koncentrator podataka

2.2.2. Usmjeravanje, alarmi i mjerenja Koncentrator Podataka može da bude opremljen sa nekoliko opcionih

senzora koji se povezuju sa SN/NN podstanicom. Svrha ovih opcionih senzora je da detektuju napon u SN i NN

elektromrežama, usmereni kvar na GT, kvar po pravcu na MT, kratak spoj između faza na GT, merenje struje na vodovima GT, ostale generičke alarme podstanice (upade, prisustvo dima i vode, preopterećenje SN/NN transformatora, itd.

84 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 2.2.3. Arhitektura hardvera Hardver Koncentratora podataka zasniva se na arhitekturi koja je opisana

na sledećim slikama.

Slika 2.2: Arhitektura hardvera

2.3. Osnovne funkcije koncetratora podataka Izvršavanjem zadataka koji mogu parametarski ili dinamički da se

programiraju iz Upravljačkog centra ili preko komandi kojima se upravlja u realnom vremenu, Koncentrator podataka podržava sledeće osnovne funkcije:

2.3.1.Postupak PLC komunikacije

- Sakupljanje podataka i sinhronizacija periferne opreme - Dodeljivanje funkcije ponavljanja signala odgovarajućim brojilima - Realizacija akvizicije podataka uključivanjem i očitavanjem brojila na

osnovu komande iz Upravljačkog centra ili automatski

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 85 - Izračunavanje statističkih podataka o komunikacijama

2.3.2. Postupci vezani za stanje - Realizovana signalizacija događaja/kvarova kojima se kontroliše stanje

opreme - Slanje alarma u Upravljački centar (aktivira se na zahtev Upravljačkog

centra preko GSM ili automatski pomoću GPRS) - Prikupljanje podataka o konfiguraciji NN mreže povezivanjem svakog

brojila sa njegovim NN vodom

2.3.3. Merenje/programiranje - Očitavanje/programiranje ugovorenih parametara registrovanih u brojilima - Očitavanje/programiranje parametara konfiguracije registrovanih u

brojilima - Ukupno očitavanje registrovanih podataka - Očitavanje profila opterećenja - Očitavanje podataka o kvalitetu snabdevanja energijom

U narednim tačkama detaljno su opisane osnovne funkcije Koncentratora podataka.

2.4. Algoritam uključivanja i očitavanja Algoritmom «Plug & Play» (uključi i radi) ažurira se veza između svakog

brojila i Koncentratora podataka ugrađenog u SN/NN trafostanicu iz koje se kontroliše. Zahvaljujući postupku ažuriranja, uvek može da se garantuje komunikacija između Upravljačkog centra i primarne opreme u polju (LENNT i Korisnički terminal).

2.5. Prikupljanje podataka o konfiguraciji NN mreže Svrha ovog postupka je da se stvori baza informacija koja je korisna za

korelaciju svakog LENNT sa NN vodom u koji je brojilo ugrađeno i iz koga se napaja.

2.6. Planer U cilju smanjenja saobraćaja u GPRS mreži, zadaci koje povremeno

obavlja Koncentrator podataka (rutinski zadaci koji se obavljaju svakog sata, dnevno, mesečno, godišnje) izvršavaju se direktno pomoću modula za vremensko definisanje koji može da se programira. Ovaj planer mora:

da odobri započinjanje određenih osnovnih postupaka u određenom trenutku;

da može da se programira i na licu mesta i preko Upravljačkog centra.

Ovaj modul za vremensko definisanje sposoban je da izvršava postupke dok se neki drugi već izvršavaju, u stvari realizacija postupaka može da varira u zavisnosti od:

86 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. broja LENNT koje snabdeva koncentrator podataka; uslova komunikacije preko PLC; broja zahtevanih operacija.

Za uspešno izvršavanje postupaka koriste se prekidi na raznim nivoima a na osnovu sledećih pravila:

Postupak nižeg nivoa se prekida (ukoliko je u realizaciji) ili odlaže (ukoliko izvršenje još nije počelo) kada neki drugi postupak započne, odnosno nastavi da se odvija;

Kada se završi izvršavanje postupka višeg nivoa, postupci nižeg nivoa koji su bili prekinuti nastavljaju da se izvršava (redosled kojim se realizuju je hijerarhijski);

U slučaju da se radi o postupcima koji imaju isti nivo prioriteta, postupak koji je u procesu izvršenja se ne prekida;

Za svrhe upravljanja radom, nivo prioriteta se dodeljuje i postupcima koje koncentrator podataka ne aktivira automatski (transakcione procedure).

2.7. Ciklusi očitavanja Koncentrator podataka, koji izvršava zadatke programirane na nivou

Upravljačkog centra, može automatski da prikuplja sledeće podatke koje su obradila brojila:

zbirno pokazivanje registara; profile opterećenja; podatke o kvalitetu isporuke energije; dopunske podatke; informacije o stanju.

Podaci sakupljeni posle izvršenja ciklusa očitavanja koje je programirao Upravljački centar prikladno se formatizuju u datoteku i ostaju upisani u memoriju dok čekaju da se proslede Upravljačkom centru (na zahtev Upravljačkog centra).

2.8. Red čekanja na izvršenje poslova Red čekanja na izvršenje posla, poštujući FIFO logiku, memoriše

funkcionalne naloge (komercijalne transakcije) koje Upravljački centar šalje brojilima kojima upravlja koncentrator podataka.

Nalozi se u red čekanja ubacuju po prioritetu (transakcioni nalozi), tako da se na početak stavljaju oni koji treba odmah da se izvrše kao što su:

ponovno priključenje interventno smanjivanje opterećenja

Red čekanja na izvršenje posla se obično puni nalozima nekoliko puta u toku dana jer Upravljački centar može da pošalje nekoliko grupa zahteva za izvršenje operacija. Te operacije se smeštaju u red čekanja i izvršavaju kada koncentrator podataka nije zauzet. Svaki put kada se izvrši neka operacija, dobijeni rezultat se memoriše u posebnu datoteku koja se šalje Upravljačkom centru na njegov zahtev (obično tokom noći).

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 87 2.9. Upravljanje alarmima i signalizacijom Koncentrator podataka može da primi: informacije koje iz opcionih interfejsa idu prema SN/NN

trafostanici (opšte alarme, alarm NN/SN kvara); informacije iz softvera Koncentratora podataka koji ciklično

obavlja proveru stanja hardvera da bi verifikovao postojanje kvara (alarmi i anomalije) ili nastanak posebnih aplikacionih događaja;

Gore navedene informacije se različito obrađuju i to kao: alarmi (A), ukoliko se otkrije situacija o kojoj odmah mora da se

obavesti Upravljački centar (kvar, ozbiljni problemi vezani za opremu), signaliziranje (S), ukoliko se otkrije neka situacija o kojoj

Upravljački centar može da se obavesti i posle izvesnog vremena (neznatne anomalije vezane za opremu).

Mora da postoji mogućnost da se vrsta informacije i njen prioritet (A ili S) programira i lokalno i iz Upravljačkog centra.

Koncentrator podataka ima tabelu za rad pod maskom koja lokalno može da se konfiguriše u binarni format koji pokazuje koji su alarmi/signali aktivni (1) ili to nisu (0) prema karakteristikama SN/NN trafostanice (broj S Ni NN linija) i eventualnog prisustva opcionih alarmnih senzora.

U svakom slučaju, Koncentrator podataka mora da pošalje informaciju i na početku i na kraju svakog događaja, sa vremenskom oznakom. Osim toga koncentrator podataka upoređuje strujna merenja u SN transformatoru, koja vrše opcioni detektori, sa programabilnim graničnim vrednostima i tako može da generiše digitalne alarme.

3. ZAKLJUČAK

Tabela3.1: Stanje godišnje utrošene energije

Tabela ( br. 3.1) predstavlja stanje mjerenja utrošene energije za godinu

dana na trafo reonima koji su bili predmet ovog projekta. Posle završenih svih radova i pošto sistem za daljinsko upravljanje počeo da funkcioniše. Uporedjenjem predate i očitane energije dobije se rezultat iz tabele ( br.3.1), čiji rezultati su više nego dobri. Čak bolji od rezultata EDF francuske elektroprivrede i njihovih preporuka , jer su ovdje ukupni gubici u nekim slučajevima manji od tehničkih koje oni dozvoljavaju.

Trafo stanica

Naziv trafostanice

Snaga Br. pot

Energija trafostanice

Energija potrošača

Gubici kwh

Gubici %

15027 15028

Karađorđeva Nova

630 630

138 90

886,622 553,494

837,855 523,603

48,764 29,888

5.55 5,4

15067 15068

Kariktonke Nova

630 400

50 46

177,011 173,534

171,170 165,205

5,841 8329

3,3 4,8

15125 15128

Glibavac STS Nova

400 400

53 60

212,806 187,305

204293 180187

8513 7118

4 3,8

88 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 4. LITERATURA [1.] Katalog firme Landis and Gyr 2003. [2.] Izvodi iz projektne dokumentacije ED Nikšić -projektant Mileva Lučić

dip. el. Ing. [3.] Izvodi iz baze podataka edNikšić- Grupa za mjerenje i kontrolu- šef

grupe Maksim Jovovićdip.el. ing. . [4.] Predavanja pr. Sretenovića – Čačak 2012/13.

OSNOVNE KARAKTERISTIKE WLAN MREŽA

Božimir Mišković1, Radmila Pašić2

REZIME Potreba za pristupom multimedijalnim sadržajima na svakom mjestu i u svakom

trenutku su dio savremenog života. U ovom radu su prikazani principi rada i arhitektura WLAN mreža, tehnologije koja se, bez sumnje, najbrže razvija, sa posebnim osvrtom na fizički i MAC sloj najnovije verzije ovih sistema 802.11n.

Ključne riječi: WLAN, IEEE 802.11a/b/g/n, Fizički sloj, MAC podsloj,CSMA/CA MAIN CHARACTERISTICS OF WLAN NETWORKS

ABSTRACT Modern life has the need to access multimedia content everywhere and all the

time. This paper presents the principle and architecture of WLANs, the technology of which is rapidly developing undoubtedly, and particular emphasis is put on the physical and MAC layers of the latest version of these systems 802.11n.

Key words: WLAN,IEEE 802.11a/b/g/n, Physical layer, MAC sublayer,CSMA/CA

1. UVOD WLAN (Wireless Local Area Network) je prva bežična tehnologija koja

podržava velike brzine prenosa. Korisnici uspostavljaju bežičnu vezu sa lokalnim ruterom povezanim na internet mrežu preko pristupnih (hotspot) tačaka. Ova tehnologija se koristi, kako u kućama, tako i u poslovnim zgradama, restoranima, hotelima, aerodromima i sličnim lokacijama. WLAN bazirani servisi dostupni su samo na teritorijama koje pokrivaju hotspot tačke.

WLAN, alternativno poznat kao Wi-Fi (Wireless-Fidelity), označava lokalnu računarsku mrežu koja počiva na standardu IEEE 802.11. Nastala je kao plod rada na prevazilaženju problema kabliranja u LAN ( Local Area Network) mrežama. WLAN-ovi se implementiraju kao alternativa ili još češće kao proširenje LAN mreža.

WLAN dozvoljava prenos podataka preko dodijeljenih radio frekvencija, eliminiše potrebu za kablovskim konekcijama, omogućivši potpunu prenosivost uređaja. Pruža niz pogodnosti kao što su: mobilnost, brzina i jednostavnost instalacije, domet mreže, proširivost, fleksibilnost, skaliranje...

1 Telekom, Čačak 2 Opština Pljevlja

90 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Glavne mane ove tehnologije su to što ne garantuje kvalitet prenosa i

pojava „zasićenja protoka“ kod većeg broja korisnika. To je cijena jednostavnosti MAC protokola i rada u nelicenciranom frekvencijskom opsegu.

2. PREGLED OSNOVNIH STANDARDA Standardi WLAN koji se mogu naći u primjeni su:

• 802.11b standard predstavljen je 1999. Brzina protoka podataka je do 11Mb/s, ali uz velike prepreke i smetnje brzina može spasti na minimalnih 1 do 2 Mb/s. Ovo je ujedno i najjeftinija varijanta WLAN mreže. Radi na frekvenciji 2,4GHz.

• 802.11a standard iz 2002. godine podržava maksimalnu teorijsku brzinu prenosa podataka od 54Mb/s, ali ona najčešće iznosi oko 30Mb/s. Radi na frekvenciji 5GHz.

• 802.11g je predstavljen 2003. godine i objedinio je prethodna dva standarda. Radi na frekvenciji 2,4GHz, ali ima skoro istu brzinu kao i 802.11a standard.

• 802.11n je standard usvojen 2009. godine koji radi na frekvencijama 2,4GHz ili 5GHz, sa raznim konfiguracijama i maksimalnom brzinom prenosa podataka do 600Mb/s. Obzirom da je 802.11n sadašnjost i budućnost WLAN tehnologije u

nastavku rada biće detaljnije objašnjen, dok će ostale tehnologije biti dotaknute samo u svrhu poređenja sa njom.

3. WLAN TEHNOLOGIJA Radio komunikacija kod WLAN-ova se obavlja u tzv. ISM (Industrial,

Scientific & Medical) opsegu frekvencija koji je svuda u svijetu prihvaćen kao opseg za čije korišćenje nije potrebna licenca tzv. FTA (free to air spektar). ISM čine tri opsega: 902-928 MHz, 2.400- 2.4835 GHz, i 5.725-5.850 GHz (Slika 1).

Slika 1. ISM opsezi frekvencija

IEEE 802.11n podržava rad u dva nelicencirana ISM opsega, 2,4GHz i

5GHz, što omogućava fleksibilnost prilikom zadovoljavanja velikog broja zahtjeva

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 91 za bežičnim prenosom. Pored ovoga, 802.11n standard je kompatibilan sa 802.11a (5MHz opseg) i 802.11g (2,4 MHz opseg) WLAN standardima, a za koordinaciju pristupa mrežama koje su slične 802.11b/g mješovitom modu funkcionisanja potrebni su sigurnosni mehanizmi. Ovi mehanizmi uzrokuju postojanje velikih zaglavlja (overhead), što utiče na efektivno smanjnje protoka. Kompatibilnost sa prethodnim tehnologijama omogućava korišćenje već postojećih WLAN uređaja. Međutim, za postizanje maksimalnih performansi koje, recimo, omogućava nova 802.11n tehnologija neophodno je implementiranje isključivo tih uređaja.

IEEE 802.11 specifikacija obuhvata način rada protokola fizičkog sloja (Phisycal Layer) i sloja veze podataka (Data Link Layer).

Fizičkim slojem utvrđuju se električne i fizičke karakteristike uređaja. Na ovom nivou WLAN-ovi tipa 802.11b/g koriste tehniku rada u proširenom spektru (SS-Spread Spectrum). Dobro poznate tehnike su frekvencijsko skakanje (FHSS – Frequency-Hopping Spread Spectrum), i rad sa direktnim sekvencama (DSSS – Direct-Sequence Spread Spectrum). Tip 802.11a koristi savremeniju tehniku multipleksiranja OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), prenos po velikom broju tzv. ortogonalnih podnosilaca (frekvencija).

802.11n takođe koristi OFDM, a SS samo kod rada sa uređajima 802.11b/g. Kada radi u opsegu 40MHz koristi i zaštitni frekvencijski prostor između dva 20 MHz opsega. Na fizičkom nivou koristi MIMO tehnologiju, koja omogućava rad sa više predajnih i prijemnih antena.

Na nivou sloja veze se izdvaja MAC (Media Access Control) podsloj, koji definiše karakteristike i usluge za bežične tehnologije. MAC je niži podsloj sloja veze kojim se utvrđuje početak i kraj emitovanih paketa prilikom primanja i slanja, dodjeljuje se MAC adresa, vrši se provjera grešaka u prenosu okvira i definišu se prava pristupa medijumu prenosa.

Za svaki kontrolni okvir i okvir sa podacima šalje se potvrdni ACK okvir što u mnogome umanjuje protok 802.11 komunikacionih sistema. Pored ovoga, na ukupan protok sistema utiče i backoff period da bi se izbjegla kolizija u dijeljenom radio medijumu. Standard 802.11n uvodi unapređenja na MAC nivou koja treba da ublaže probleme koji postoje u ostalim 802.11 mrežama.

4. SISTEMSKA ARHITEKTURA WLAN-a Postoje dva tipa WLAN topologija koje se mogu implementirati. Nezavisan način povezivanja, često se naziva i AD-HOC (IBSS –

Independed Basic Service Set), a sastoji se od grupe 802.11 stanica koje komuniciraju direktno jedna sa drugom (Slika 2). Može se posmatrati i kao peer-to-peer WLAN mreža. Za funkcionisanje se ne koristi pristupna tačka (AP- Acces Point). Obično su male grupe koje postoje dok postoji potreba za komuniciranjem. U komunikaciji mogu nastati problemi zbog tzv. skrivenog čvora (hidden node), kada se dvije stanice “ne vide” iako su dijelovi iste mreže.

Infrastrukturni režim povezivanja (BSS – Basic Service Set) zahtijeva specijalizovanu stanicu tj. tačku pristupa, AP (Slika 3). AP obično nudi pokrivenost od oko 30 metara, dok je uz razne pojačivače moguće bitno proširiti domet. Korisničke stanice ne komuniciraju direktno jedna sa drugom, kao u predhodnom

92 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. slučaju, već sa tačkom pristupa. Tačka pristupa prosleđuje okvire odredišnim stanicama. Ona može imati i uplink port za povezivanje na žičnu mrežu (Slika 4).

Slika 2. Ad-hoc režim rada (IBSS WLAN)

Povezivanje BSS mreža preko žičnih distributivnih sistema često nosi

oznaku ESS (Extended Service Set).

Slika 3. Infrastrukturni režim rada (BSS WLAN)

5. PROTOKOL ARHITEKTURA WLAN-a 802.11 bežične mreže koriste CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access

With Collision Avoidance) u čijoj osnovi je princip „slušaj prije nego što počneš da govoriš“ (LBT– listen before talk). Stanica koja želi da emituje prvo provjerava da li postoji signal nosioca i čeka dok se kanal ne oslobodi. CSMA/CA sadrži pravila radi sprečavanja kolizije. Ključne komponente CSMA/CA su:

• Detekcija nosioca (carrier sense) - Stanica koja želi da emituje mora da provjeri da li je medijum zauzet. Ukoliko jeste stanica će odložiti slanje okvira sve dok medijum ne postane slobodan.

• DCF (distributed coordination function) - Stanica koja želi da pošalje okvir mora da sačeka određeni period vremena nakon oslobađanja medijuma.

Postoji velika vjerovatnoća da će dvije stanice pokušati da šalju istovremeno kada medijum postane slobodan, i da će doći do kolizije. Da bi se

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 93 kolizija izbjegla koristi se tajmer sa slučajno generisanom vrijednošću (random backoff timer), a u protokol je uveden i RTS/CTS mehanizam (Slika 5).

Slika 4. Prošireni način povezivanja (ESS WLAN)

Ukoliko je na neki AP stigao podatak koji je adresovan na nekog bežičnog

korisnika, AP će poslati RTS (Request to Send) okvir tom korisniku, tražeći vrijeme za predaju podataka. Korisnik odgovara sa difuznim CTS (Clear to Send) okvirom, čime saopštava AP-u da je spreman da primi njegove podatke i da u tom vremenskom periodu neće održavati komunikaciju sa drugim stanicama sve dok AP ne završi prenos. Drugi bežični korisnici “čuju” ovaj dogovor pa se suzdržavaju od komunikacije. Na ovaj način podaci se prenose sa minimalnom mogućnošću dolaska do kolizije. Istovremeno, ovako se rešava problem tzv. “skrivenog čvora-korisnika”.

Slika 5. Primer RTS/CTS komunikacije

94 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Prijemnici potvrđuju prijem okvira bez grešaka slanjem ACK

(acknowledgment frame ) okvira za potvrdu prijema. Ukoliko predajnik ne primi očekivani ACK, znaće da okvir nije isporučen i izvršiće retransmisiju. Sve se ovo odvija u MAC podsloju čime predajnik, nakon što ustanovi da nije primio ACK, može zauzeti radio kanal prije svih ostalih i ponoviti slanje. Ovakav način pruža transparentan način korekcije prenosa, odnosno krajnji korisnik i ne zna da je došlo do bilo kakvih problema prilikom slanja podataka.

Neophodan preduslov za funkcionisanje bežičnih mreža je mala potrošnja električne energije bežičnih stanica, tj. odgovarajući kapacitet njihovih baterija. IEEE 802.11 je u standard ugradio načine upravljanja potrošnjom električne energije na način da bežična stanica odlazi u način (mod) rada sa niskom potrošnjom energije, a bez gubitaka veze sa bežičnom infrastrukturom. Kako bi stanica najaviia odlazak u štedljivi mod rada, ona AP-u šalje 20-bitni PS-Poll (Power Save) okvir. AP sve podatke koji su namijenjeni toj stanici čuva u svojoj memoriji sve vrijeme dok je stanica u štedljivom režimu rada. Stanica se periodično prebacuje iz štedljivog načina rada u normalni, kako bi provjerila da li postoje podaci za nju. Nakon provjere i eventualnog prijema istih, stanica ponovo šalje PS-Poll okvir i vraća se u štedljivi način rada. Prednosti ovog pristupa su u tome što je vrijeme trajanja baterijskih izvora energije stanice produženo, a samim tim produžena je i autonomija rada.

Još jedna od mogućnosti kod WLAN-a je da se bežična stanica može kretati bez potrebe da mijenja svoje mrežne parametre. Ovo je važna karakteristika zato što se time povećava fizički domet bežičnih mreža. Bežični uređaji imaju mogućnost da odrede kvalitet signala prema bilo kom AP-u u čijem se području pokrivenosti nalaze, te na osnovu toga odlučuju da se prebace sa jednog na drugi. Ova mogućnost se zasniva na odnosu signal-šum primljenog signala. Kako bi bežični uređaj mogao odrediti odnos signal-šum za svaki AP u mreži, AP-ovi šalju tzv. beacon poruku u kojoj se sadrže informacije o AP-u, kao i podaci o kvalitetu veze. Bežični uređaj osluškuje te poruke i određuje koji AP ima najbolji signal. Nakon što odredi najoptimalniji signal, stanica šalje informaciju o autentifikaciji i šalje zahtjev za povezivanjem. Tokom ovog procesa,novi AP određuje sa kog AP-a stanica dolazi te provjerava eventualne zaostale pakete na starom AP-u koji stanici moraju biti preneseni. Nakon toga novi AP šalje poruku starom da više ne treba da sakuplja podatke za tu stanicu.

5.1 Standard 802.11n IEEE 802.11n unapređuje prethodne specifikacije 802.11a/b/g, ali je i

kompatibilan sa njima. Najznačajnije unapređenje se odnosi na povećanje brzine sa 54 Mbit/s do mogućih 600 Mbit/s. Ostala unapređenja se odnose na domet (Slika 6) i povećanu pouzdanost.

Radio medijum je dijeljeni medijum. To znači da je sa pojavom većeg broja korisnika i zahtjevnijih aplikacija sve manje dostupnog propusnog opsega po jednom korisniku, a to utiče na smanjivanje ukupnih performansi bežičnih mreža.


Slika 6. Poređenje brzina i dometa 802.11b, 802.11a/g i 802.11n standarda

802.11n tehnologija omogućava bolje korišćenje dodijeljenog spektra i bolje performanse u odnosu na prethodne tehnologije. Navešćemo osnovna poboljšanja.

MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) tehnika omogućava: • Korišćenje više predajnih i prijemnih antenna (za sada do 4) koje

istovremeno prenose signal, • usmjeravanje predajnog snopa, TxBF (Transmit Beamforming) – tehnika

koja usklađuje faze predajnih signala tako da se na prijemnoj strani, sabiranjem eho signala, dobija signal koji može biti i 400% jači od signala koji bi se dobio da se ne koristi ova tehnika,

• prostorno multipleksiranje (Spatial Multiplexing) – simultano slanje višestrukih tokova podataka i dekodiranje korišćenjem višestrukih prijemnika u cilju povećanja kapaciteta kanala,

• MRC (Multi-Ratio Combining) – kombinovanje podataka iz radio linkova na svakoj prijemnoj anteni. Povećan je frekvencijski opseg na 40 MHz. Uz povezivanje kanala

(channel bonding) od po 20 MHz koristi i zaštitni opseg između njih. Primjenjena je nova tehnika zaštitnog kodovanja, LDPC (Low-density

parity check) koja bitno poboljšava kvalitet prenosa, a modulaciona šema QAM 64 povećava kapacitet prenosa. Tako se kapacitet povećava po osnovu više nego udvostručenog frekvencijskog opsega, prenosa po više antena i većim brojem konstelacionih tačaka modulacije. Primjena LDPC omogućava prijem signala i u nepovoljnijim uslovima prenosa, što se može iskoristiti ili za veći domet, ili za povećanje protoka kroz skraćenje zaštitnog interval i primjenu manje robusne, ali “brže” modulacije QAM64.

Novim protokolom na MAC nivou smanjuje se procentualno učešće zaglavlja u okviru. Efikasnost se postiže korišćenjem zajedničkog zaglavlja za više okvira namijenjenih istom korisniku. Dodatno je smanjeno i vrijeme pristupa medijumu. Ranije opisana tehnika izbjegavanja kolizije RTS/CTS poboljšana je utoliko što je interval od prijema okvira pa do slanja potvrde prijema tzv. SIFS (Short Interframe Spacing) značajno smanjen, a nazvan je RIFS (Reduced Interframe Spacing).

96 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 6. ZAKLJUČAK Sa povećanjem brzina prenosa, koju omogućava verzija 802.11n, WLAN

tehnologija može da zadovolji rastuće zahtjeve za multimedijalnim uslugama. Implementacija takve WLAN mreže radikalno poboljšava radnu produktivnost i utiče na velike uštede pri povezivanju mreža. Rastućem broju poslovnih korisnika ova tehnologija je posebno zanimljiva, a nekima čak i neophodna radi primjene koncepta pokretljivosti, te mogućnosti neprekidnog mijenjanja fizičkog položaja uz istovremeno održavanje komunikacije.

802.11n omogućava protoke i do 600Mb/s. Na MAC nivou protok je povećan smanjenjem učešća zaglavlju u ukupnom protoku, a ubrzan je i način pristupa medijumu. Na fizičkom nivou, udvostručen je raspoloživi frekvencijski opseg, uvedena modulacija sa više konstelacinih tačaka, smanjena dužina zaštitnog intervala, omogućeni su otprema i prijem signala po više antena istovremeno. Moguće je i dinamičko pojačavanje signala za određenog korisnika, što je plod unapređenja protokola i saradnje učesnika u vezi. Uvođenjem efikasnijeg zaštitnog kodovanja poboljšana je otpornost na smetnje, što se može iskoristiti ili za povećanje dometa ili kapaciteta.

S obzirom na to da već danas postoji potreba da se sve više uređaja poveže međusobno i da se ostvari njihovo povezivanje na Internet u cilju pristupa multimedijalnim sadržajima, koji u pogledu brzine prenosa podataka postaju sve zahtjevniji, razvijaju se standardi koji treba da omoguće WLAN prenos podataka još većim brzinama, od 1 Gbit/s do 7 Gbit/s.

7. LITERATURA [1] Motorola, 802.11n Demystified Key consideration for n-abling the

Wireless Enterprise, www.motorola.com/ [2] M. Veinović, A. Jevremović: Računarske mreže, Univerzitet

Singidunum, Beograd, 2011. [3] P. Roshan, J. Leary: Osnove 802.11 bežični LAN, Kompjuter

biblioteka, Beograd, 2005. [4] Thomas Paul and Tokunbo Ogunfunmi, Understanding the IEEE

802.11n Amendment [5] Wavelink -Wireless Without Compromise - Wavelink,

www.wavelink.com.au/ [6] www.en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n-2009

ANALIZA UTICAJA VRSTE KEPSTRALNIH KOEFICIJENATA NA PREPOZNAVANJE IZOLOVANO

IZGOVORENIH REČI SRPSKOG JEZIKA

Branko Marković1, Danijel Lacmanović1, Marko Tatović1, Gordana Marković2

REZIME U ovom radu objašnjeno je kako korišćenje različitih vrsta kepstralnih

koeficijenata utiče na prepoznavanje izolovano izgovorenih reči. Za reči je korišćeno šest osnovnih boja i četrnaest brojeva srpskog jezika. Algoritam za prepoznavanje je DTW.

Ključne reči: DTW algoritam, kepstralni, delta kepstralni, delta-delta kepstralni koeficijenti, mel skala, prepoznavanje govora. THE ANALYSIS OF CEPSTRAL COEFFICIENTS INFLUENCE ON

SERBIAN ISOLATED WORDS RECOGNITION

ABSTRACT In this paper we explained how to use different cepstral coefficients in order to

recognize isolated Serbian words. For the vocabulary six basic colors and fourteen numbers are used. The algorithm for recognition is DTW (Dynamic Time Warping).

Key words: DTW algorithm, cepstral, delta cepstral, delta-delta cepstral coefficients, mel scale, speech recognition.

1. UVOD Kod prepoznavanja govora postoji više klasifikacija i jedna od osnovnih je

da li se radi o govoru zavisnom od govornika (speaker dependent) ili nezavisnom od govornika (speaker independent). Sistemi za automatsko prepoznavanje govora (ASR – Automatic Speech Recognition) baziraju se na različitim tehnikama, a najčešće su u upotrebi DTW (Dynamic Time Warping), HMM (Hidden Markov Models), GMM (Gaussian Mixture Model) i ANN (Artificial Neural Networks). U ovom radu razmatramo kako se može vršiti prepoznavanje govora zavisno od govornika korišćenjem DTW metoda, a pri tome analizirajući različita obeležja koja su korišćena u cilju pronalaženja minimalne distance između referentnog i ispitivanih uzoraka [1]. Tri različita skupa vektora su razmatrani i to: vektori sastavljeni od kepstralnih koeficijenta, od kepstralnih zajedno sa delta kepstralnim

1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak 2 Tehnička škola, Čačak

98 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. koeficijentima i od kepstralnih sa delta kepstralnim i delta-delta kepstralnim koeficijentima.

Cilj ovog rada je da se na bazi dobijenih rezultata utvrdi uticaj ovih obeležja za slučaj ograničenog, manjeg srpskog rečnika koji se sastoji od izgovora 6 osnovnih boja i 14 brojeva u uslovima relativno tihog ambijenta.

2. PREDOBRADA GOVORNOG SIGNALA Govorni uzorci za ovaj eksperiment snimani su u akustičkoj laboratoriji u

okviru Visoke škole tehničkih strukovnih studija Čačak koja je relativno mirna i ima dobar odnos signal/šum (SNR). U eksperimentu su učestvovali studenti Škole i to 5 ženskih i 5 muških govornika. Na bazi snimljenih uzoraka koji su prikupljeni u obliku wave fajlova kreirana je baza Whi-Spe [2].

Slika 1: Talasni oblik govornog uzorka za broj “devet”

Za potrebu ovog rada korišćeni su uzorci od dva ženska i dva muška

govornika. Svaki od govornika izgovorio je po 10 puta skup od 6 osnovnih boja (Tabela 1) i 14 brojeva (Tabela 2). Frekvencija odmeravanja je bila 22.050 Hz. Kao referentni uzorak uzet je prvi snimljeni uzorak, a ostalih 9 su korišćeni za poređenje.

Tabela 1: Lista boja

BOJE

boja 1 boja 2 boja 3 boja 4 boja 5 boja 6 bela žuta crna crvena plava zelena

Tabela 2: Lista brojeva

BROJEVI

broj 1 broj 2 broj 3 broj 4 broj 5 broj 6 broj 7 nula jedan dva tri četiri pet šest

broj 8 broj 9 broj 10 broj 11 broj 12 broj 13 broj 14 sedam osam devet deset sto hiljadu milion

Dobijeni wave fajlovi potom su dovođeni na sistem za predobradu, gde su

na bazi željenog obeležja dobijani odgovarajući vektori (ili kepstralnih

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 99 koeficijenata, ili kepstralnih i delta kepstralnih ili kepstralnih i delta i delta-delta kepstralnih koeficijenata). Sistem za predobradu dat je na slici 2.

Slika 2: Predobrada govornog signala

Najpre se signal dovodi na blok za preemfazis. Ovaj blok se korisiti za

oblikovanje spektra i ponaša se kao FIR filter. Pojačava signale koji su iznad 1 kHz za oko 20 dB/dec.

Sledeći blok je za preklapanje sa prozorovanjem. Ceo signal se podeli na ramove određene dužine, a zatim se formiraju novi ramovi na bazi preklapanja inicijalnih ramova. U ovom slučaju preklapanje je vršeno na pola, tj. 50%. Sledi prozorovanje čiji je cilj da se minimizuje diskontinuitet signala na početku i na kraju svakog od ramova. Postoje različite vrste prozorovanja, a za ovaj rad korišćen je Hemingov prozor.

Sledi korak računanja brze Furijeove transformacije (FFT – Fast Fourier Transformation). Ova transformacija se računa na odgovarajućim ekvidistantnim rastojanjima na svakom od ramova.

Zatim se vrši računanje energije prema mel skali. Mel skala za ovaj slučaj je podeljena na 30 ekvidistantnih filtera.

Na bazi dobijenih vrednosti logaritma energije i odgovarajuće kosinusne funkcije dobijaju se kepstralni koeficijenti prema jednačini (1).

)*)5.0(*cos(*)log(1 f

Nf

jji N

jiEc π−=∑=

(1)

gde je fN broj podopsega na mel skali, a 1,...2,1 −≤= fc NNi Delta kepstralni koeficijenti se dobijaju kao izvodi kepstralnih

koeficijenata gde se uzima K susednih ramova u razmatranje. Tako se izraz za delta kepstralne koeficijente može pisati:

∑−=

−==K

Kkii klcldc )(*)( μ (2)

gde l predstavlja ispitivani ram, a K je obično 3 ili 4 (što znači da se u obzir uzimaju 3 ili 4 rama u “susedstvu” oko l-toga). Parametar μ se računa kao normalizaciona konstanta.

Delta-delta kepstralni koeficijenti ( iddc ) se dobijaju na istovetan način kao što je dato u (2) samo što se umesto ic koristi idc .

Na ovaj način dobijaju se skupovi različitih obeležja tako da se mogu razlikovati sledeći vektori:


a) vektor sastavljen od 12 kepstralnih koeficijenata (12 ic ), b) vektor sastavljen od 12 kepstralnih i 12 delta kepstralnih koeficijenata

(12 ic + 12 idc ) i c) vektor sastavljen od 12 kepstralnih, 12 delta kepstralih i 12 delta-delta

kepstralnih koeficijenata (12 ic + 12 idc + 12 iddc ) Na bazi ovih različitih obeležja vršena je analiza prepoznavanja govora. 3. REALIZACIJA SOFTVERA Realizovani softver je napisan u VB 6.0 i u obliku je GUI-a koji posle

splash ekrana daje opcije za unos referentnog i ispitivanog uzorka (kao na slici 3)

Slika 3: Interfejs za poređenje govornih uzoraka

Potom je potrebno u odgovarajuća tekst polja uneti nazive wave fajlova za

“REFERENTI SIGNAL” i “SIGNAL ZA POREDJENJE”. Imena fajlova se unose zajedno sa ekstenzijom i na slici 4 je dat primer kako izgleda unos za dva govorna uzorka:

Slika 4: Unos govornih uzoraka za poređenje


Zatim je potrebno pritisnuti komandno dugme “Kepstralni referentnog”, a kada se dobije odgovarajuća poruka da je to kompletirano, onda i dugme “Kepstralni ispitivanog”. Kada se i ovaj proces završi praktično za oba uzorka je urađen proces predobrade (ranije dat na slici 2) i dobijeni su odgovarajući reprezenti u obliku skupa vektora kepstralnih koeficijenata. Potom se vrši “DTW poredjenje” i kao rezultat dobija se minimalna vrednost između ova dva uzorka [3]. Ona je brojčano predstavljena u polju “DISTANCA” (slika 5).

Slika 5: Rezultat poređenja govornih uzoraka

Treba napomenuti da je kod realizacije ovog softvera korišćen lokalni

prelaz tipa “111” koji dakle forsira dijagonalnu putanju [4,5], a da se traženje optimalne staze vršilo po celom poligonu koga formiraju tačke prvih (1,1) i zadnjih (M,N) vektora [6].

Na identičan način proces poređenja se ponavlja, a rezultati poređenja upisuju u odgovarajuće tabele. Uzorci koji imaju minimalnu distancu smatraju se identičnim.

Osim za kepstralne koeficijente, razvijeni su identični moduli za dobijanje istovremeno kepstralnih i delta kepstralnih kao i kepstralnih, delta kepstralnih i delta-delta kepstralnih koeficijenata. Princip rada i poređenja je potpuno identičan sa gore navedenim pristupom.

4. REZULTATI Na bazi sprovedene procedure i korišćenjem pomenuta četiri govornika

dobijeni su rezultati koji su predstavljeni tabelarno i grafički. U tabelama 3 i 4 dati su rezultati uspešnosti prepoznavanja za boje odnosno brojeve.

102 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Tabela 3: Uspešnost prepoznavanja govora za boje (u %)

Vrsta

obeležja/Govornik Kepstralni Delta + Kepstralni

Delta-Delta + Delta + Kepstralni

Govornik 1 96,29 98,15 98,15 Govornik 2 100 100 100 Govornik 3 90,74 90,74 90,74 Govornik 4 98,15 100 100

Tabela 4: Uspešnost prepoznavanja govora za brojeve (u %)

Vrsta obeležja/Govornik

Kepstralni Delta + Kepstralni Delta-Delta +

Delta + Kepstralni Govornik 1 100 100 100 Govornik 2 99,21 99,21 99,21 Govornik 3 99,21 99,21 99,21 Govornik 4 100 100 100 Grafički ovi rezultati su prikazani kroz slike 6-9. Govornici 1 i 2 su ženski

dok govornici 3 i 4 su muški.

Slika 6: Govornik 1: Uspešnost prepoznavanja za boje i brojeve





Analizirajući rezultate za ova četiri govornika može se uočiti da je

verovatnoća prepoznavanja veća kada su u pitanju brojevi (za sva obeležja ista i iznosi 99,60%) nego kada su u pitanju boje (najmanja za kepstralne koeficijente – 96, 30%, a ista za delta i delta-delta koeficijente – 97,22%).

5. ZAKLJUČAK Na bazi dobijenih rezultata može se zaključiti da prepoznavanje govora

zavisno od govornika korišćenjem DTW algoritma je vrlo uspešno. Za brojeve je prepoznavanje iznad 99 procenata dok kod boja dolazi do određenih fluktuacija ove verovatnoće i ona se kreće od 90 pa do 100 procenata.

Analizom korišćenih obeležja uočava se određeno poboljšanje ako se umesto kepstralnih koeficijenata koriste i delta kepstralni ili delta-delta kepstralni koeficijenti. Međutim, između rezultata korišćenjem delta ili delta-delta koeficijenata nema značajnog poboljšanja.

Razlika između muških i ženskih govornika po pitanju verovatnoće prepoznavanja nije uočljiva kada se koriste brojevi, ali kada se koriste boje ženski govornici daju bolju verovatnoću prepoznavanja. Naravno, ovaj zaključak treba uzeti sa rezervom jer za veći broj govornika situacija bi mogla da bude i drugačija. Više je verovatno očekivati da trend bude sličan kao kada su u pitanju brojevi.

Generalno, može se zaključiti da je za uspešno prepoznavanje izolovano izgovorenih reči dovoljno koristiti kepstralne + delta koeficijente, dakle bez

104 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. uključivanja delta-delta koeficijenata. Razlog tome je verovatno što su uzorci snimani u dobrim akustičkim uslovima gde je šum minimizovan, a delta-delta upravo dolaze do izražaja kada je signal maskiran šumom. Daljom analizom, uključujući svih 10 govornika, ovi rezultati mogu biti čvršće potvrđeni.

6. LITERATURA [1] L. Rabiner, B-H. Juang: Fundamentals of Speech Recognition, Prentice

Hall, 1993. [2] B. Marković, S. T. Jovičić, J. Galić, Đ. Grozdić: Whispered speech

database: design, processing and application, submitted to The 16th International Conference TSD 2013, Pilsen, 2013.

[3] G. Marković, B. Marković: Vizuelni DTW kao nastavno sredstvo za poređenje govornih uzoraka, TIO 2008, pp. 409-415, 2008.

[4] H. Sakoe, S. Chiba: Dynamic programming optimization for spoken word recognition, IEEE Trans. Acoustics, Speech, Signal Proc., ASSP-26(1):43-49, February 1978.

[5] L. Fissore, M. Codogno, G. Pirani: Isolated word recognition in the mobile-radio system: Experiments and Results, pp. 1207-1210, Signal Processing V, 1990.

[6] R. Mitrović, I. Živanović, I. Radeljić, B. Marković: Korišćenje asinhronog dinamičkog programiranja u rešavanju problema optimalne staze, TIO 2012, Čačak, 2012.

IZOLACIJA KOD GENERATORA

Milan Dobričić1, Snežana Jovanović2

REZIME U ovom radu opisan je problem izolacije kod sinhronih generatora kao tipičnih predstavnika električnih mašina velike snage i maloserijske proizvodnje.Cilj rada je da se naglasi uloga ispravnosti izolacije za pouzdan rad sinhronih generatora. Kroz ovaj rad izloženi su značajni faktori koji umanjuju pouzdanost i vek trajanja izolacije, kako prilikom izrade tako i u procesu eksploatacije. Dat je kratak pregled konstrukcija i defekata izolacije, primarnih znakova defekata, bitnih parametara izolacije u eksploatacionom režimu i izolaciju međuzavojnih spojeva. Ključne reči: Izolacija, generatori, defekti, primarni znakovi defekata, izolacija u eksploatacionom režimu, međuzavojna izolacija.

THE INSULATION OF GENERATORS

ABSTRACT

This paper describes the insulation of synchronous generator, being a typical representative of the high power electrical machinery and a small scale production representative as well. The aim of the paper is to emphasize the safety of insualtion, since it is very important for the safe performance of synchronous generators. It describes the important factors, that can reduce the reliability and duration of the insulation, during the manufacturing or the exploitation. It gives a brief survey of structure and defects of insulation, the primary sign of the defect, important parameters of insualtion during its exploitation and interdependent insualtion compounds. Keywords: Insulation, generators, defects, the primary signs of defect, insulation during its exploitation, interdependent insulation compounds.

1. UVOD

Sinhroni generаtor je tipični predstаvnik električne mаšine velike snаge i mаloserijske proizvodnje, а u primeni se nаjčešće susreće kаo trofаzni generаtor. S obzirom nа velike cene, jedinice velikih snаgа se veomа pаžljivo i detаljno ispituju. Ispitivаnje se vrši i tokom i nаkon proizvodnje. Pre sаme proizvodnje vrše se ulаznа proverаvаnjа deklаrisаnih kаrаkteristikа i kvаlitetа mаterijаlа (sirovinа), poluproizvodа, delovа i komponenti. Greške pri proizvodnji se nаjlаkše i nаjekonomičnije otklаnjаju, аko se svi elementi ispitаju pre dovršenog stаnjа.


106 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Posle zаvršene proizvodnje kompletnog stаtorа i rotorа sprovode se određenа ispitivаnjа, i to pre i posle impregnаcije nаmotаjа. Pre impregnаcije (ili termičke dorаde) nа svаkom stаtorskom i izolovаnom rotorskom nаmotаju meri se orjentаciono otpornost izolаcije nаmotаjа, а zа nаmotаje koji nisu krаtkospojeni i otpornost provodnikа u hlаdnom stаnju, proverаvа se i povezаnost pаrаlelnih grаnа, isprаvnost oznаkа nа krаjevimа nаmotаjа (počeci i zаvršeci) i dielektričnа izdržljivost sа sniženim nаponimа. Posle impregnаcije, а pre montаže, ispituje se otpornost izolаcije pri određenoj temperаturi i dielektričnа izdržljivost povišenim ispitnim nаponimа, аli u krаćem trаjаnju, eventuаlno sаmo nekoliko sekundi umesto 60s . U slučаju hlаđenjа vodonikom, proverаvа se zаptivenost stаtorа vаzduhom površinskog pritiskа, dugotrаjnim prаćenjem rаzlike pritiskа uz uvаžаvаnje promene temperаture okoline.

2. KONSTRUKCIJA I DEFEKTI IZOLACIJE 2.1. Klаsifikаcijа izolаcije po nаmeni i tipu

U primeni postoji više vrstа izolаcijа koje se rаzvrstаvаju premа rаzličitim kriterijumimа. U prаksi nаjveću primenu nаlаzi kriterijum nаmene i tipа izolаcije.

Pred izolаciju kućištа se postаvljаju visoki zаhtevi vezаno zа električnа svojstvа, nаročito po pitаnju vekа trаjаnjа i otpornosti nа rаzličitа opterećenjа. Izolаcijа elementаrnih provodnikа morа uglаvnom dа izdržаvа mehаničkа opterećenjа prilikom izrаde. Nаročit znаčаj ovа izolаcijа imа kod mаšinа sа forsirаnim (vodenim) hlаđenjem, gde postoje šuplji provodnici. Krаtаk spoj između elementаrnih provodnikа, do kogа dolаzi usled oštećenjа izolаcije, može dovesti do oštećenjа zidа provodnikа i prodirаnjа vode u izolаciju kućištа. Izolаcijа elementаrnih provodnikа se podvrgаvа toplotnom hаbаnju, delimičnim prаžnjenjimа (nа mestimа, pored izolаcije kućištа), trenju (u slučаju poremećаjа kohezije između provodnikа).

2.2. Defekti, oštećenjа i stаrenje izolаcije Glаvni fаktori koji umаnjuju pouzdаnost i vek trаjаnjа izolаcije jesu mehаnički uticаji (prilikom izrаde i u procesu ekspluаtаcije), toplotno i električno stаrenje, vlаženje. Izolаcijа, isto kаo i konstrukcioni mаterijаli, ne sme se podvrgаvаti mehаničkim nаponimа ili deformаcijаmа , koji prelаze mаksimаlne dozvoljene vrednosti. Kriterijum zа određivаnje ovih grаnicа je obično električnа čvrstoćа, s obzirom nа to dа je gubitаk električne čvrstoće, krаtkovremen ili dugotrаjаn, pod uticаjem mehаničkog nаponа može dа se dogodi znаčаjno rаnije nego propаdаnje mаterijаlа. Zbog složenog određivаnjа grаničnih vrednosti, а zа rаzličite vrste opterećenjа (sаvijаnje, uvijаnje, pritisаk, rаstezаnje) u prаksi se koristi grаničnа veličinа deformаcije krε (obično sаvijаnjа ili rаstezаnjа), jer je lаkše odrediti je eksperimentаlno u širokom dijаpаzonu temperаturа. Jedаn od nаjzаstupljenijih nаčinа ocene krε jeste određivаnje "kritičnog skretаnjа", koje dovodi do električnog probojа izolаcije.


Zа čvrste sisteme izolаcije, nа primer, liskun, koji se koristi u nаmotаjimа jezgаrа, krε 3101 −⋅≈ . Fizičke promene u sistemimа izolаcije, uslovljene su procesom termičkog stаrenjа, i zаvise od njegovog sаstаvа i konstruktivne izvedbe nаmotаjа. Zа električne mаšine, koje nemаju sistem vodenog hlаđenjа nаmotаjа, glаvni uzrok kvаrа izolаcije su termički efekti. Dаkle, povećаnje klаse otpornosti nа zаgrevаnje, nа primer, postiže se uvođenjem polimernih mаterijаlа nа bаzi аromаtičnih poliаmidа (fenilonа), poliаmidа, poliаmidimidа i dr. (njihovа otpornost nа zаgrevаnje je 220°S i više) što poboljšаvа operаtivnu pouzdаnost, kаpаcitet mаšinа.

3. ODREĐIVANJE PRIMARNIH ZNAKOVA DEFEKATA Električnа izolаcijа rаdi pod uticаjem rаzličitih eksploаtаcionih fаktorа: visoke temperаture vlаžnosti, mehаničkim opterećenjimа, električnog poljа, solаrnoj rаdijаciji, rаdioаktivnog zrаčenje i td. Zа otkrivаnje gаsnih šupljinа koristi se metodа zа kontrolu, kojа otkrivа pojаvu jonizаcije (pаrcijаlnа prаžnjenjа) u izolаciji, kojа proizilаzi nа dаtom nаponu, i većem od dаtog nаponа. Kontrolne norme «monolitnosti» su sаmo indirektno povezаne sа vekom trаjаnjа i ne služe kаo gаrаncijа određenog vekа trаjаnjа izolаcije. One su bliže povezаne sа tehnološkim procesom, jer uvećаnje škаrtа i opšte povećаnje intenzitetа pаrcijаlnih prаžnjenjа izаzvаnа su tehnološkim uzrocimа. Nа primer, porаst temperаture pečenjа dovodi do povećаnjа termomehаničkih nаponа tаko dа se povećа verovаtnoćа pucаnjа slojevа izolаcije provodnikа. Dаkle, norme se određuju nа osnovu postojeće stаndаrdne proizvodnje, koristeći stаtističku аnаlizu rezultаtа velikog brojа merenjа izаbrаnog indikаtorа, i koriguju se u procesu postojаnjа konstrukcije i tehnologije izolаcije. Vlаženje izolаcije se obično dešаvа prilikom trаnsportа, montаže i zаustаvljаnjа električnih mаšinа. Specijаlni slučаj vlаženjа izolаcije moguć je kod električnih mаšinа sа direktnim hlаđenjem bаkаrnih nаmotаjа sа lokаlnim oštećenjem spojevа šupljih provodnikа. Vlаženje izolаcije može dа dovede do povećаnjа probojnog nаponа. Usled dugog zаdržаvаnjа izolаcije u vlаžnoj sredini moguć je prodor vlаge u unutrаšnjost izolаcije kroz kаpilаre mikropukotine i njene аbsorpcije nа površinu, usled čegа dolаzi do povećаnjа provodljivosti između provodnih elemenаtа. Usled vlаženjа obično ovlаži nekoliko slojevа izolаcije. Blаgovremeno otkrivаnje tаkvih slučаjevа je potrebno zа mаšine sа unutrаšnjim vodenim hlаđenjem, gde pojаvа kvаrа u šupljem provodniku može postepeno dovesti do formirаnjа poprečnih kаnаlа visoke provodljivosti. Zа kontrolu stаnjа izolаcije pri poprаvci koriste se električne metode zаsnovаne nа pojаvi provodljivosti i polаrizаcijа. Provodljivost izolаcije električnih mаšinа je, po prаvilu zbog primesа, tj. zbog kretаnjа slobodnih nаelektrisаnjа nаstаlih zbog odvаjаnjа primesа i ovаj proces doprinosi stvаrаnju vlаge i polаritetа molekulа koji je veomа visok (ε =81).

108 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 4. PARAMETRI IZOLACIJE U REŽIMU EKSPLOATACIJE

Univerzаlni metod prаćenjа stаnjа izolаcije stаtorа je kontrolа lokаlnog pregrevаnjа u turbogenerаtorimа sа prisustvom nečistoćа u rаshlаdnom medijumu. Zа otkrivаnje čvrstih česticа u vodoniku veličine 0.01-0.1 , koje se pojаvljuju kаo rezultаt termičkog rаspаdа izolаcije, koristi se jonizаcionа komorа. U ovoj komori vodonik iz generаtorа je podvrgnut bombаrdovаnju α-čаsticа iz slаbog izvorа (rаdioаktivnog izotopа), pri tome se u vodoniku obrаzuju pozitivni i negаtivni joni. Delimično jonizovаni gаs prolаzi između dve cilindrične elektrode, jone privlаči elektrodа suprotnog znаkа i u mernom kolu teče strujа redа veličine , zа čije se merenje koriste elektrometrički pojаčаvаči struje. Ako se, zаjedno sа vodonikom u komori nаđu čvrste čestice izolаcije, u slučаju sudаrа sа jonimа vodonikа vezuju se zа njih, stvаrаjući teške nаelektrisаne čestice. Velikа mаsа nаelektrisаnih česticа ne dozvoljаvа im dа se kreću kа elektrodаmа već ispаdаju iz jonizаcione komore. Zbog togа strujа u mernom kolu opаdа, što je znаk pregrevаnjа u generаtoru i аktivirа se аlаrm.Pri pojаvi signаlа proverаvа se rаd uređаjа, tj. аktivirа se filter zа termаlne produkte sаgorevаnjа. Ako pri tome strujа porаste nа njenu prethodnu vrednost, uređаj rаdi isprаvno. Dа bi se povećаlа osetljivost metode nа izolаciju može dа se nаnese indikаtor pokriven supstаncom kojа imа nižu temperаturu toplotnog rаzаrаnjа od sаme izolаcije. Sličnа supstаncа može biti iskorišćenа zа izolаciju listovа аktivnog čelikа prilikom izrаde generаtorа. Poremećаj u jonizаcionoj komori je uljnа mаglа formirаnа u telu generаtorа, kаo i ostаci rаstvаrаčа lаkа. To čini аnаlizu sаstаvа nečistoćа u gаsu hromаtogrаfа i mаsenog spektrometrа.Pri zаgrevаnju iznаd određene temperаture dolаzi do rаzgrаdnje polimernih izolаcionih mаterijаlа koji se koriste zа izolаciju sinhronih generаtorа. Pri tome se stvаrа metаn, etаn, etilen, аli u svim slučаjevimа nije prisutаn аcetilen. Ogrаničenjа ovog аnаlitičkog metodа su u tome što se određuju sаmo kompаundi sа tаčkom ključаnjа ne višom od 180°C. Elektroizolаcioni mаterijаli koji nа veomа viskim temperаturаmа obrаzuju аerosolne čestice se ovim metodom ne mogu detektovаti. U prаksi su testirаne dve metode hemijske аnаlize. Prvi metod - аnаlizа gаsа svаkih 45 minutа u toku dаnа uz korišćenje hromаtogrаfа zа poređenje sа stаtističkim podаcimа. Utvrđeno je dа pojаvа аcetilenа dokаzuje prisustvo delimičnih prаžnjenjа ili električnog lukа. Acetilen se detektuje pomoću mаsenog spektrometrа i infrаcrvenim spektrometrom. Drugi metod - аnаlizа česticа prikupljenih pri rаdu monitorа. U dаnаšnje vreme se grаde biblioteke hromаtogrаmа česticа koje se koriste zа identifikаciju izvorа česticа formirаnih usled pregrevаnjа električnih izolаcionih mаterijаlа. Dа bi se identifikovаo početаk oštećenjа primenjuju se mаterijаli sа specifičnim osobinаmа koje se mаnifestuju u termičkoj degrаdаciji, koji otkrivаju ne sаmo činjenicu pregrevаnjа već i mesto pregrevаnjа.Anаlizа česticа u rаshlаdnim medijumimа se sprovodi rаzličitim metodаmа: pomoću hromаtogrаfije, hlаđenjа gаsа, filterimа čаsticа, infrаcrvenim spektrometrom i ultrаljubičаste fluorescencije.


5. OTKRIVANJE MEĐUZAVOJNIH SPOJEVA Zа nаlаženje međufаznih i kućišnih spojevа u nаmotаjimа električnih mаšinа tokom njihove izrаde i poprаvke, i zа procenu stаnjа izolаcije rаzvijenа su kompletnа istrаživаnjа međufаznih spojevа električnih mаšinа. Veliko iskustvo proučаvаnjа ovog problemа je omogućilo dа se formirаju dovoljno pouzdаni, kompаktni i relаtivno jeftini instrumenti, koji omogućаvаju dа se primenjuju u uslovimа proizvodnje, remontа i rаdа električne opreme. Predloženа modifikаcijа instrumenаtа IVZ-17 i IVZ-18 je montirаnа nа sаvremenoj elementnoj bаzi kojа obezbeđuje njihov sigurаn rаd prilikom pronаlаženjа zаvojnih i kućišnih spojаvа bilo kog tipа električnih mаšinа nаponа do 10kV . To su mаšine jednosmerne i nаizmenične struje svih dimenzijа i snаge, kаo i generаtori rаzličitih tipovа i nаmenа. Zа rаd sа rаzličitim modifikаcijаmа električne opreme nаprаvljeno je nekoliko vrstа specijаlnih priključаkа koji omogućuju dа se proširi univerzаlnost primene ovih instrumenаtа. Instrument tipа IVZ-18 je predviđen zа ispitivаnjа međufаzne izolаcije svih tipovа nаmotаjа električnih mаšinа nаizmenične i jednosmerne struje nаponа do 1000V . Pribor tipа IVZ-17 je predviđen zа ispitivаnje međufаznih izolаcijа svih tipovа nаmotаjа električnih mаšinа nаizmenične i jednosmerne struje nаponа do 10.000V . Uređаji ispituju međufаznu izolаciju kаo pojedinаčne kаlemove (pre stаvljаnjа u žleb), tаko i postаvljenih nаmotаjа u žleb mаšine. Princip rаdа instrumentа je impulsni. Generаtor impulsа rаdi po principu punjenje-prаžnjenje visokonаponskog kondenzаtorа. Kondenzаtor se puni nаponom visokonаponskog trаnsformаtorа i prаzni nа ispitivаni nаmotаj. Trаjаnje generisаnih impulsа se određuje kаpаcitetom visokonаponskog kondenzаtorа i induktivnošću ispitivаnog nаmotаjа. U zаvisnosti od tipа ispitivаnog nаmotаjа vreme trаjаnjа se menjа od 10s do 200s . Električnа šemа uređaja se deli nа energetski i merni deo. Merni deo se deli nа dve šeme: šemu indikаcije međuzаvojnih krаtkih spojevа u zаvisnosti od nаponа i indikаcije međuzаvojnih krаtkih spojevа u zаvisnosti od struje, kojа teče kroz ispitni nаvoj. Impulsni nаpon, koji stvаrа uređaj, u zаvisnosti od objektа ispitivаnjа, ili se indukuje u nаmotаju (pomoću potkovičаstog elektromаgnetа ili uređаjа sа dvа elektromаgnetа) - induktivni metod, ili neposredno se priključuje nа izvode ispitnog nаmotаjа (pomoću sondi ili kаblа) – konduktivni metod.

6. ZAKLJUČAK Zа pouzdаn rаd sinhronog generаtorа od velikog je znаčаjа isprаvnost izolаcije. Izolаcijа kućištа rаzdvаjа provodnike od mаgnetnog kolа odnosno jezgrа. Izolаcijа kućištа se deli nа visokonаponsku, kojа rаdi dugo pod nаponimа, koji premаšuju nаpone početkа frekventnih prаžnjenjа i niskonаponsku. Izolаcijа međufаznih zonа i spojevа nаmotаjа rаzdvаjа rаzličite fаze i krаjnje elemente nаmotаjа fаze, koji se nаlаze u rаdu pod rаzličitim potencijаlimа. Izolаcijа nаvojkа rаzdvаjа nаvojke u jednoj sekciji ili kаlemu nаmotаjа. Izolаcijа elementаrnih provodnikа rаzdvаjа provodnik u jednom nаvojku ili u jezgru nаmotаjа.


7. LITERATURA [1] Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы

электротехники. Т.1. М.-Л.: Энергия, 1966. 522с. [2] Борисова М.Э., Койков С.Н. Физика диэлектриков. Л.: Изд- во

ЛГУ. 1979. 240с.Кулаковский В.Б. Работа изоляции в генераторах. Возникновение и методы выявления дефектов. М,: Энергоиздат, 1981. 255с.

[3] Глебов И.А., Данилевич Я. Б. Диагностика турбогенераторов. Л.: Наука, 1989. 119с.

[4] Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1987.368с.

[5] Ваксер Н.М. Изоляция электрических машин: Учебное пособие/ЛПИ. Л., 1985. 83с.

[6] Бородулина Л.К., Ваксер Н.М., Старовойтенков В.В. Изоляция электрических машин: Лабораторный практикум/СПбГТУ. СПб., 1994. 72с.

[7] Таджибаев А.И. Распознание анормальных состояний электрооборудования электрических станций и подстанций. Синхронные машины / СПбГТУ. СПб., 1993. 79с.

POBOLJŠANJE ENERGETSKE EFIKASNOSTI ELEKTROMOTORA

Milan Dobričić1, Gojko Purić2

REZIME U ovom radu se daju osnovni podaci o energetskim karakteristikama savremenih

asinhronih motora. Cilj je da se naglasi uloga koju oni imaju u sklopu celokupne potrošnje energije, i da se istakne značaj mera koje se sprovode u cilju ušteda u potrošnji električne energije ovim motorima. Dat je pregled i prikaz standarda i metoda za određivanje gubitaka snage i stepena iskorišćenja asinhronih mašina. Postupci su sistematizovani tako da su obuhvaćene sve metode koje se navode u savremenim standardima. Detaljnije su prikazane metode za direktno merenje dodatnih gubitaka opterećenja koje su uvrštene u najnoviji standard IEC 60034-2-1, 2008.godine. U radu je opisan Ex-zvezda test i prezentovana i detaljno opisana jednostavna metoda za određivanje dodatnih gubitaka.

Ključne reči: Energetska efikasnost motora, asinhroni motor, uštede u potrošnji energije, delimično opterećeni motori, gubici, izbor motora, metode za određivanje gubitaka.

IMPROVING ENERGY EFFICIENCY OF ELECTRICAL MOTORS

ABSTRACT This project provides basic information on the energy performance of modern

induction motors. The aim is to highlight the role they play in the overall energy consumption, and to stress the importance of measures that are being implemented in order to save power consumption of these engines. The review and layout of standards and methods for determining losses and efficiency of induction machines have been presented. The procedures are systematized to cover all the methods mentioned in the contemporary standards. Details of methods for the direct measurement of additional losses which are included in the latest standard IEC 60034-2-1, 2008 are presented . The paper describes the Ex-Test star. It also presents in detail a simple method for the determination of the losses.

Key Words: Energy efficiency of induction motors, loaded motors, losses, selection of motors, methods for determining losses.

1. UVOD Ukupna potrošnja električne energije u svetu iznosi 18 200 TWh/god. Od

toga oko 40% otpada na pogone sa asinhronim motorima, pa su oni ubedljivo najveći potrošač električne energije, pri čemu na njih odlazi:


2 Student specijalizant Visoke škole tehničkih strukovnih studija, Čačak

112 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. - 70% od celokupne potoršnje električne energije u industriji - 40% od ukupne potrošnje električne energije u tercijernom sektoru.

Oko 2/3 potrošnje asinhronih motora otpada na pogone pumpi, ventilator i kompresora. U cilju smanjenja potrošnje električne energije razvijeni su novi standardi projektovanja elektromotora i uvedene su tri klase prema kojima će se u budućnosti vršiti izbor elektromotora. Od primene energetski efikasnih motora uštede treba da dostignu oko 5%. Sve veći značaj koji se pridaje smanjenju ( )2CO u cilju smanjenja gasova tzv. staklene bašte doveo je do toga da se povećaju energetske efikasnosti i merama štednje pridaje najveći mogući značaj. Naime, time se ostvaruje dvostruka korist: potrošač smanjuje troškove za električnu energiju,a smanjuju se i potrebna ulaganja u cilju hvatanja i odlaganja ugljen monoksida što je još uvek najskuplja mera za smanjenje efekta staklene bašte. Time je ubrzano donošenje obavezujućih odluka da se pređe na izradu i primenu energetski efikasnih motora, prvenstveno u razvijenim delovima sveta.

2. ODREĐIVANJE STEPENA ISKORIŠĆENJA I DODATNIH

GUBITAKA OPTEREĆENJA EKSPERIMENTALNIM METODAMA

Metode po kojima se utrošena ( )1P i (ili) korisna ( )2P snaga, konvencionalni ( )Cu2Cu1fwFe ,,, PPPP i dodatni gubici opterećenja ( )dP , određuju postupcima merenja, smatraju se tačnim i poznate su kao eksperimentalne metode za utvrđivanje stepena iskorišćenja motora. Određivanje stepena iskorišćenja motora je moguće na više načina. Ali, s obzirom na rasprostranjenost i tačnost koju obezbeđuju, za određivanje nominalne vrednosti stepena iskorišćenja najviše su u primeni sledeće dve metode:

- Metoda sa merenjem utrošene ( )1P i korisne ( )2P snage i izdvajanjem gubitaka ( )Cu2Cu1fwFe ,,, PPPP i sa indirektnim merenjem dodatnih gubitaka opterećenja ( )dP

- Metoda sa merenjem utrošene snage ( )1P i izdvajanjem gubitaka ( )Cu2Cu1fwFe ,,, PPPP i direktnim merenjem dodatnih gubitaka. Zajedničko za obe metode je da se konvencionalni gubici

snage ( )Cu2Cu1fwFe ,,, PPPP mere i utvrđuju na isti način. Razlikuju se jedino u načinu utvrđivanja dodatnih gubitaka opterećenja ( )dP

3. METODE ZA DIREKTNO MERENJE DODATNIH GUBITAKA Dodatni gubici opterećenja ( )dP se, pored po metodi indirektnih

merenja mogu odrediti postupcima direktnih merenja. Uglavnom se koriste dve metode direktnih merenja: - Metod inverznog obrtanja + ogled sa izvađenim rotorom (IEEE 112 i IEC 60034-2-1, 2008.) - Ex-zvezda test (IEC 60034-2-1, 2008.)


Ukoliko ne postoji mogućnost da se dodatni gubici opterećenja ( )dP odrede, ni postupkom indirektnih merenja niti navedenim postupcima direktnih merenja, onda se uzimaju pretpostavljene vrednosti koje zavise od snage motora, ali su te procene različite u pojedinim standardima.

3.1. Ex-zvezda test asinhrone mašine za merenje dodatnih gubitaka (IEC 60034-2-1, 2008)

Za ovaj postupak potrebno je da neopterećen asinhroni motor bude priključen na nesimetrični sistem napona. Motor se priključuje po šemi datoj na slici 3.1.1. Ukoliko je motor vezan za normalan rad u vezi trougao ( )Δ , onda on mora biti prespojen u vezu zvezda ( )Y za ovo ispitivanje. Zvezdište mora biti vezano za neutralni provodnik ili provodnik za uzemljenje da bi se izbegle struje nultog reda. Treća faza treba da bude priključena preko otpora exR (slika 3.1.1) približne vrednosti.

Slika 3.1.1: Ex-zvezda test za određivanje dodatnih gubitaka opterećenja

Otpornost između linijskih priključaka motora U i W ( )UWR se meri i pre i posle završetka testa. Da bi se izbeglo nejednako zagrevanje namotaja faza, test treba da bude sproveden na hladnoj mašini, pažljivo i što je moguće brže. Veliki motori se mogu pokrenuti bez otpora ehR (prekidač S u položaju 1) pri smanjenom naponu (25-40)% nU . Po dostizanju brzine priključuje se otpor ehR (prekidač S u položaju 2). Manji motori se mogu pokrenuti sa već vezanim otporom ehR , tako da prekidač nije ni potreban. Ogled se sprovodi za 6 različitih tačaka, koje su izabrane tako da struja koje se meri u fazi )(V VI uzima vrednost između 150% i 75% nominalne struje. Uvek se počinje sa najvećom strujom, i u opadajućem nizu dolazi se do najniže vrednosti. Pomoću postupka detaljno prikazanog u IEC 60034-2-1, 2008, Anex B, sprovode se potrebna izračunavanja traženih veličina, za svaku od 6

114 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. tačaka ispitivanja. Treba primetiti da gubici snage, koji su posledica sistema inverynih struja, pri klizanju ( )22 ≈− s , odgovaraju dodatnim gubicima opterećenja koji se mere u testu inverznog sinhronog obrtanja. Međutim, rezultati dosadašnjih istraživanja pokazuju da je ovaj test tačniji i jednostavniji za sprovođenje. Na povećanu tačnost bi moglo uticati i to što se koriste samo rezultati merenja električnih mašina, kao što se sprovodi pri većim vrednostima napona, a time pri većim gustinama fluksa. Ako su ove gustine fluksa niže od onih u normalnom radu motora, trebalo bi:

- razmotriti uvođenje korekcije koja je predložena za test inverznog sinhronog obrtanja, ili još bolje

- razmotriti mogućnost da se test sprovodi pri naponima čije se vrednosti praktično ne razlikuju od nominalnih.

Naravno, i jedno i drugo je vezano za ozbiljna istraživanja. Mišljenje je da bi se pomoću Ex-zvezda testa , koji bi bili sprovedeni za različite vrednosti napona, mogle proveriti pretpostavke (vrednosti) date u tabeli 3.2. ili eventualno, utvrditi drugačije zavisnosti ( )UPd .

3.2. Metod inverznog obrtanja i ogled sa izvađenim rotorom za merenje dodatnih gubitaka

Po ovom postupku za direktno merenje, dodatni gubici opterećenja određuju se iz dva ogleda:

- ogled kratkog spoja motora sa izvađenim rotorom, - ogled inverznog sinhronog obrtanja

Pri podešenoj vrednosti napona da struja u oba ogleda-testa ( )1I bude jednaka komponenti struje opterećenja motora, npr. u nominalnom režimu ( )2n1 II = , tj.

2.0

2n11 III −= (3.2.1)

Gde su: ( )1nI - struja motora u nominalnom režimu ( )0I - struja motora u praznom hodu pri n0 UU = Naime, ukupni dodatni gubici opterećenja ( )dP se mogu predstaviti u vidu zbira: drdsd PPP += (3.2.2)

Gde su: dsP - komponenta dodatnih gubitaka zbog polja osnovne frekvencije u statoru

motora drP - komponenta visokofrekventnih dodatnih gubitaka u rotoru motora


Komponenta dodatnih gubitaka zbog polja osnovne frekvencije u statoru motora ( )dsP se određuje iz ogleda kratkog spoja motora sa izvađenim rotorom, dok se komponenta dodatnih gubitaka ( )drP koji nastaju u rotoru zbog viših prostornih harmonika polja određuje pomoću testa inverznog sinhronog obrtanja.

Tabela 3.2: Pretpostavljene vrednosti za dodatne gubitke opterećenja u nominalnom režimu, po pojedinim standardima

Metoda % n1P η % Primedba

1. Standard IEC 60034-2 0.5 % n1P 85.84 % Precenjena vrednost za η %

2. Standard IEC 61972, 1998 2.17 % n1P 84.22 % 3. Standard IEC 60034-2-1,

2008 2.06 % n1P 84.53 %

4.IEEE St. 112-1996, Metod B 2.17 % n1P 84.44 % Smatra se tačnom vrednošću za η %

5. IEEE St. 112-1996, Metod E' 2.80 % n1P 83.91 % Potcenjena vrednost za η %

'- Pretpostavljena uvećana vrednost u odnosu na datu vrednost od 193 W, koja bi se dobila po metodi inverznog sinhronog obrtanja.

4. JEDNOSTAVNA METODA ZA ODREĐIVANJE DODATNIH

GUBITAKA Bilo je pokušaja da se vrednosti komponente visokofrekventnih gubitaka ( )0nHF,ξP , odrede na jednostavniji način. Tako se predložene metode zasnivaju na činjenici da se ukupni gubici u gvožđu motora ( )FeP , koji se dobijaju merenjem iz standardnog ogleda praznog hoda, sastoje iz dva dela:

- Komponente koja je direktno proporcionalna kvadratu vrednosti napona ( )2~ U

- Komponente koja je direktno proporcionalna kvadratu vrednosti struje praznog hoda ( )2~ I

( )2

nξ0nHF,nFe1,ξ0HF,1Fe ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅+=+

UUPPPP (4.1)

2

n0

00nHF,0HF, ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅= ξξ I

IPP (4.2)

Iz dva ogleda praznog hoda , tj. za dve različite vrednosti napona bilo bi moguće izračunati odgovarajuće nominalne vrednosti komponenti ξ0nHF,nFe1, PP + i 0nHF,ξP .

116 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Ovaj postupak je jednostavniji u odnosu na napred izloženi, ali bi mogao biti manje

tačan jer je zavisnost manje egzaktna nego izraz: 2

nξ0nHF,ξ0HF, ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=

UUPP , pošto

gubici u gvožđu osnovnog harmonika ( )Fe1P sve više odstupaju od kvadratne zavisnosti sa povećanjem vrednosti napona. Iz tog razloga, odgovarajuće prepreke su date, ali to je dovoljno samo za ograničenu primenu. Za širu primenu ove metode potrebna su dalja istraživanja.

5. ZAKLJUČAK Osnovni cilj izrade i primene energetski efikasnih motora (EEM) je da se

smanje zbirni troškovi vezani za nabavku i eksploataciju motora. Tako će za nabavku motora sa većim stepenom iskorišćenja investicioni troškovi biti veći, ali će troškovi eksploatacije biti manji za iznos koji odgovara smanjenju troškova zbog utroška električne energije. Očigledna je potreba da se i kod nas pređe na obavezujuću primenu energetski efikasnih motora kao u zemljama EU, pogotovo kada su u pitanju motori manjih snaga. Pošto primena tih motora kod nas još uvek nije obavezujuća, svaki korak napred bi dosta značio rasterećenju našeg EES-a. Poboljšanje energetske efikasnosti motora je svakako projekat na kome treba još puno raditi, a svaki napredak na ovu temu je itekako značajan.

6. LITERATURA [1] Miloje M. Kostić : Smanjenje opterećenja i potrošnje električne

energije podešavanjem vrednosti napona motora , Elektroprivreda, Beograd 1998.

[2] Miloje M. Kostić: Smanjenje potrošnje električne energije sa motornim pogonom, Elektrotehnički institute Nikola Tesla, Beograd 2006.

[3] I. Gavranić: Primena elektromotora u eksperimentalnim istraživanjima, ETEKON, Zagreb 2005.

[4] Miloje M. Kostić: The method for estimation of stray-load loss in induction motors, March-April 2010. Part A,pp.447-453

АNАLIZА SISТЕМА NАPАЈАNJА BАZNIH SТАNICА МОBILNЕ ТЕLЕFОNIЈЕ SА PОSЕBNIМ ОSVRТОМ NА

ОBNОVLJIVЕ IZVОRЕ ЕLЕKТRIČNЕ ЕNЕRGIЈЕ

Dragan Brajović 1 , Aleksandar Ilić 1 REZIME U radu su prikаzаni sistеmi nаpајаnjа bаznih stаnicа mоbilnе tеlеfоniје sа

pоsеbnim оsvrtоm nа mоgućnоst i isplаtivоst kоrišćеnjа оbnоvlјivih izvоrа еlеktričnе еnеrgiје.

Ključne reči: Моbilnа tеlеfоniја, bаznе stаnicе, nаpајаnjе, оbnоvlјivi izvоri.

ANALYSIS OF POWER SUPPLY SISTEMS FOR MOBILE PHONES BASE STATIONS WITH A SPECIAL EMPHASIS ON RENEWABLE

SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY

ABSTRACT This paper presents the power supply systems for mobile phones base stations with

special emphasis on the potentials and profitability of the use of renewable energy. Keywords: Mobile telephony, base stations, power supply, renewable energy 1. UVOD Usled razvoja tehnologije, mobilne telekomunikacije postaju sve veći

potrošači električne energije. Oprema mobilnog operatera sa oko 1600 aktivnih baznih stanica u 2012. godini ima mesečnu potrošnju od oko 1.800.000 kWh. U skladu sa preporukama EU za smanjenje potrošnje električne energije i emisije CO2, a ne narušavajući kvalitet i stabilnost napajanja, moguće je preduzeti:

- energetski efikasnija rešenja u telekomunikacijama, - korišćenje obnovlјivih izvora energije, - upotrebu tzv „smart“ mreža.

2. SТАCIОNАRNI RЕZЕRVNI IZVОRI NАPАЈАNJА BАZNIH

SТАNICА Zа stаciоnаrnе rеzеrvnе izvоrе kоristе sе bаtеriје (svaki objekat) i dizеl

еlеktrični аgrеgаti, (objekti оd vеlikоg znаčаја i sа vеlikim prеnоsоm). Kao baterijska rezerva u upotrebi su stacionarne olovne aku-baterije sа

vеntilоm zа kоntrоlu pritiskа (VRLA). VRLA baterija je olovno-kiselinska

1VSTSS Čačak

118 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. punjiva baterija sa sigurnosnim ventilom, koji obezbeđuje propuštanje gasova i smanjenje unutrašnjeg pritiska. Ove baterije ne zahtevaju nikakvo održavanje jer ne postoji potreba za dolivanjem vode tokom njihovog radnog veka. U zavisnosti od potrošnje oprema, ali i od važnosti bazne stanice ili prenosne tačke, određuje se i količina baterija na lokaciji.

Na lokacijama visokog prioriteta u sistemu prenosa koje nemaju rezervni izvor napajanja vrši se procena da li da se instalira sopstveni stacionarni dizel električni agregat (DEA) ili je neophodno izvesti instalaciju koja omogućava povezivanje mobilnog dizel električnog agregata.

3. SТАNDАRDNО NАPАЈАNJE BАZNIH SТАNICА Izgradnja stаndаrdnоg (еlеktrоdistributivnоg) napajanja bazne stanice u

naseljenim mestima je jednostavan i relativno jeftin postupak. Međutim, kako se po samoj tehnologiji izgradnje mobilne mreže objekti baznih stanica van gradskih naselјa nalaze po vrhovima brda i planina, čest je i nedostatak kvаlitetne infrastrukture.

Za izgradnju elektroenergetskog privoda potrebno je prvo uraditi projekat i rešiti pravno-imovinske odnose i zakonsku regulativu. Sledeći korak je sama izgradnja. U konkretnom slučaju, za napajanje bazne stanice “Trešnjevica” kod Arilja, potrebna je izgradnja 10kV voda dužine oko 1000m; betonske stubne transformatorske stanice 10/0,4 kV i niskonaponskog voda dužine oko 500m. Pripremni radovi i izgradnja su složeni, vremenski zahtevni i često neisplativi za mobilnog operatera.

4. HIBRIDNI SISTEMI Hibridni sistеm zа nаpајаnjе nа lоkаciјi kоrisnikа je sistem kојi u sеbi

оbјеdinjuје еlеktrоdistributivnu mrеžu, оbnоvlјivе izvоrе еnеrgiје (vеtrо gеnеrаtоrе, fоtоnаpоnskе ćеliје), kао i „storage“ sistеm (bаtеriје i dizеl еlеktrični аgrеgаt). Koristeći kao osnov obnovljive izvore energije, u zavisnosti od rezervnog napajanja razlikujemo tri osnovna tipa:

- Sistem sa solarnim panelima i elektrodistributivnim priključkom - Sistem sa solarnim panelima i dizel električnim agregatom - Sistem sa solarnim panelima i gorivnim ćelijama Vetrogenerator je opcija za pokrivanje nedostatka energije. Тri glаvnе kоmpоnеntе su pоlје PV pаnеlа, аkumulаtоr i kоntrоlеr

punjеnjа аkumulаtоrа. Fоtоnаpоnski (PV) pаnеli gеnеrišu еlеktričnu еnеrgiјu јеdnоsmеrnоg nаpоnа zа nаpајаnjе pоtrоšаčа i punjеnjе аkumulаtоrа, kојi služе kао sklаdištе еnеrgiје kоје nаpаја pоtrоšаčе u pеriоdimа kаdа nеmа struје iz PV pаnеlа. Kоntrоlеr punjеnjа rеgulišе izlаz iz PV pаnеlа i оsigurаvа isprаvnо punjеnjе аkumulаtоrа, štitеći gа оd prеpunjаvаnjа.

U јunu 2010. kompanija “Теlеnоr” pustila je u rаd prvu еkоlоšku bаznu stаnicu mоbilnе tеlеfоniје u Srbiјi, u sеlu Plоčicа pоrеd Kоvinа, sа hibridnim sistеmоm nаpајаnjа kоје kоristi оbnоvlјivе izvоrе еnеrgiје. Izаbrаnа је lоkаciја u blizini Bеоgrаdа, sа dоbrоm infrаstrukturоm, zbоg lаkšеg izvоđеnjа, а kаsniјеg nаdzоrа i оdržаvаnjа оbјеktа.

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 119 Оbјеkаt је оprеmlјеn sа 16 sоlаrnih pаnеlа, оd kојih svаki pri punоm

sunčеvоm оsvеtlјајu оbеzbеđuје 175 W еlеktričnе snаgе, dоk је nа vrhu аntеnskоg stubа pоstаvlјеnа vеtrеnjаčа sа gеnеrаtоrоm kојi pоd idеаlnim uslоvimа dаје mаksimаlnо 1 kW.

Slikа 1. Solarni paneli i vеtrоgеnеrаtоr nа lоkаciјi Plоčicа

Оpis rаdа sistеmа Sistеm nаpајаnjа sаdrži оbnоvlјivе izvоrе еnеrgiје (sоlаrnе gеnеrаtоrе i

vеtrо gеnеrаtоr), iz kојih sе еnеrgiјa dоbiја sаmо kаdа pоstоје prirоdni rеsursi (suncе i vеtаr). U prојеktоvаnоm sistеm usvојеnа је bаtеriја kаpаcitеtа 800 Ah (nеštо vеćа оd bаtеriје kоја sе uоbičајеnо pоstаvlја u bаznе stаnicе), kоја sе nе drži stаlnо u pоtpunо nаpunjеnоm stаnju, vеć sе dоzvоlјаvа njеnо prаžnjеnjе dо 60 % kаpаcitеtа (kао „rеzеrvоаr“ еnеrgiје zа аltеrnаtivnе izvоrе sе kоristi 40 % kаpаcitеtа bаtеriје). Оstаtаk kаpаcitеtа (60 % оd ukupnоg kаpаcitеtа) služi zа nаpајаnjе priјеmnikа u slučајu nеstаnkа mrеžnоg nаpајаnjа, i tо u situаciјi kаdа nеmа ni gеnеrisаnjа еnеrgiје sа оbnоvlјivih izvоrа. Оvаkаv kоncеpt, u kоmе sе u nоrmаlnоm rеžimu rаdа bаtеriја nе trpi dubоkа prаžnjеnjа, dоzvоlјаvа kоrišćеnjе stаndаrdnih bаtеriја, kоје su znаčајnо јеftiniје оd bаtеriја kоје sе kоristе u klаsičnim off-grid sistеmimа nаpајаnjа sа sоlаrnim gеnеrаtоrimа (bаtеriје sа vеlikim brојеm ciklusа prаžnjеnjа i punjеnjа).

AC priјеmnici sе еnеrgiјоm nаpајајu sаmо sа mrеžе. Nаpајаnjе prоtivpоžаrnе cеntrаlе, prоtiv-pаničnоg оsvеtlјеnjа i svеtilјkе zа оbеlеžаvаnjе stubа sе u slučајu nеstаnkа mrеžnоg nаpоnа оbеzbеđuје bаtеriјаma kоје su dео оprеmе оvih sаmih urеđаја.

Za prikupljanje pоdаtaka о rаdu sistеmа, оdnоsnо о еnеrgеtskim bilаnsimа tоkоm еksplоаtаciје korišćen je urеđај zа mоnitоring Greenmeter, sа svim pоtrеbnim sеnzоrimа. Pоrеd еlеktričnih vеličinа, prеkо оdgоvаrајućih sеnzоrа, uređaj rеgistruје i rеlеvаntnе mеtеоrоlоškе pоdаtkе: tеmpеrаturu аmbiјеntа, sunčеvu irаdiјаnsu i brzinu vеtrа.

Na grafiku je prikazana proizvodnja energije iz obnovljivih izvora energije. Iz tаbеlа sе vidi dа mаksimаlnе snаgе i nајvеću pоtrоšnju sоlаrni pаnеli (lоgičnо) dајu u lеtnjim, а vеtrоgеnеrаtоri u јеsеnjim i zimskim mеsеcimа. Iаkо su

120 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. mаksimаlnе snаgе оbnоvlјivih izvоrа priličnо јеdnаkе, prоblеm је u trајnоsti rаdа – sоlаrni pаnеli nе ispоručuјu еnеrgiјu nоću а vеtrоgеnеrаtоri pri mirnim dаnimа.

Slikа 2. Dоbiјеnа еnеrgiја iz obnovljivih izvora energije (2012.)

5. UPОRЕDNI PRЕGLЕD CЕNЕ IZGRАDNJЕ RАZNIH RЕŠЕNJА U pоglеdu izgrаdnjе nаpајаnjа bаznih stаnicа, mоžеmо nаprаviti grubu

pоdеlu nа dvа еkstrеmа: nаpајаnjе sа nајbližеg niskоnаpоnskоg stubа (nаsеlјеnа mеstа) i nаpајаnjе sа izvоđеnjеm niskоnаpоnskе, а u tеžim slučајеvimа i visokоnаpоnskе mrеžе i trаfо stаnicе. Аkо uzmеmо u оbzir i kоrišćеnjе оbnоvlјivih izvоrа еnеrgiје, rаzmаtrаmо 4 slučаја:

Klаsičnа bаznа stаnicа u nаsеlјеnоm mеstu, Bаznа stаnicа sа udаlјеnim priklјučkоm, Bаznа stаnicа sа hibridnim nаpајаnjеm + еd priklјučаk (nаsеlјеnо mеstо), Bаznа stаnicа sа hibridnim nаpајаnjеm + аgrеgаt (udаlјеn priklјučаk).

Тrоškоvi izgrаdnjе pоdrаzumеvајu svu оprеmu i rаdоvе, kаkо еnеrgеtskоg, tаkо i grаđеvinskоg dеlа. Iz cеnе su izuzеti pristupni put, аntеnski stub, grоmоbrаnskа zаštitа, nоćnо оbеlеžаvаnjе stubа i svе dоdаtnе stаvkе kоје sе pоnаvlјајu u svа 4 slučаја. Таkоđе nisu dаtе cеnе zа rаdоvе nа prојеktоvаnju i nаdzоru izgrаdnjе.

Таbеlа 1. Cеnе rаznih rеšеnjа (u еvrimа)

Nаsеlјеnо mеstо 14.450 Udаlјеn priklјučаk 64.306 ОIЕ u nаsеlјеnоm mеstu 47.956 ОIЕ sа аgrеgаtоm 62.788 U slеdеćој tаbеli је dаtа kоličinа prоizvеdеnе еnеrgiје iz оbnоvlјivih

izvоrа nа bаznој stаnici „Plоčicа“ i njеnа vrеdnоst. Prvi slučај је kаd bi tu kоličinu еnеrgiје kupili оd Еlеktrоdistrubuciје а drugi kаdа bi је ispоručili ЕD sistеmu prеmа vаžеćim fееd-in tаrifаmа.

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 121 Таbеlа 2. Prоizvоdnjа оbnоvlјivih izvоrа еnеrgiје BS Plоčicа

Proizved.

kWh ED cena

(€) Vrednost ED (€)

OIE cena (€)

Vrednost OIE (€)

Solar 2799 0.06 167.9 0.2066 578.3 Vetar 782 0.06 46.9 0.092 71.9 Ukupno 3581 214.8 650.2

Iz tаbеlа si vidi slеdеćе:

1. U slučајu nаsеlјеnоg mеstа sа dоbrоm infrаstrukturоm, cеnа izgrаdnjе hibridnоg sistеmа је višе оd 4 putа vеćа оd klаsičnе izgrаdnjе. Rаzlikа u invеsticiјi је оkо 50.000 еvrа. Uštеdа u pоtrоšnji еlеktričnе еnеrgiје је оkо 215 еvrа gоdišnjе, štо instаlаciјu оvаkvоg sistеmа čini nеisplаtivim.

2. U slučајu priklјučkа udаlјеnоg оkо 1500m cеnа izgrаdnjе hibridnоg sistеmа sа аgrеgаtskоm rеzеrvоm је približnа izgrаdnji еlеktrоdistributivnоg priklјučkа. U ovom slučaju je moguće uzeti u razmatranje izgradnju hibridnog sistema napajanja.

6. ZAKLJUČAK Теlеkоmunikаciје kао grаnа industriје su vеliki, i svе vеći pоtrоšаč

еlеktričnе еnеrgiје. Izgrаdnjа bаznе stаnicе sа hibridnim nаpајаnjеm је dео glоbаlnе iniciјаtivе za smаnjivаnje еmisiје štеtnih gаsоvа i pоdizаnju еkоlоškе svеsti. Lоkаciја „Plоčicа“, pоrеd Kоvinа, izаbrаnа је zbоg dоbrоg gеоgrаfskоg pоlоžаја: kоšаvskо pоdručје, rеlаtivnо dоbrа оsunčаnоst i mоgućnоst ЕD priklјučkа kао rеzеrvnоg izvоrа nаpајаnjа.

Sа niskim cеnаmа еlеktričnе еnеrgiје, kоrišćеnjе hibridnih sistеmа nаpајаnjа је јоš dаlеkо оd isplаtivоsti, nаrоčitо u urbаnim srеdinаmа. Меđutim, zа lоkаciје nа mеstimа udаlјеnim оd kvаlitеtnе distributivnе mrеžе, sа оčеkivаnim rаstоm cеnе struје, trеbа ih оzbilјnо uzеti u rаzmаtrаnjе.

Prilikоm izbоrа lоkаciје, оsim infrаstrukturnih trоškоvа, mоrа sе uzеti u оbzir i prеdviđеnа pоtrоšnjа оprеmе. Таkоđе, mоrа sе vоditi rаčunа i о pristupаčnоsti i sаmоm оdržаvаnju lоkаciје. Cilј је štо mаnjе intеrvеnciја i štо mаnjе dоlаzаkа еkipа rаdi dоsipаnjа gоrivа. Bitnа stvаr је i bеzbеdnоst lоkаciје, јеr nа udаlјеnim i nеpristupаčnim mеstimа vеćа је i оpаsnоst оd krаđе i оštеćеnjа.

Iz prоizvеdеnе еnеrgiје nа BS „Plоčicа“ vidi sе dа је tеk nеštо višе оd pеtinе dао vеtrоgеnеrаtоr, а оstаtаk su sоlаrni pаnеli. Оsim bоlјеg izbоrа gеоgrаfskоg pоlоžаја, trеbа prојеktоvаti i vеći brој sоlаrnih kоlеktоrа.

122 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 7. LITERATURA

[1] Z.Rаdаkоvić, N.Pаunоvić: Glаvni prојеkаt еlеktričnih instаlаciја bаznе rаdiо stаnicе „Plоčicа“, Еlеktrоtеhnički fаkultеt, Bеоgrаd 2009.

[2] Теhnički оpis hibridnоg sistеmа nаpајаnjа, Nеplаm, Lеskоvаc 2013.

[3] Vlada RS: Uredba o mеrаmа podsticaja za povlašćene proizvođače električne energije, Bеоgrаd 2013.

[4] B.Pаnајоtоvić, М.Јаnkоvić, B.Оdаdžić: Zеlеnе tеlеkоmunikаciје, Infоtеh 2012.

[5] Grupа аutоrа: Priručnik zа prојеktоvаnjе i еksplоаtаciјu bаtеriјskih sistеmа, ЕnеlPS, Bеоgrаd 2011.

ANALIZA PRIMENE SOLARNE ENERGIJE U ELEKTROTEHNICI

Dragan Brajovć1, Andrija Kovačević 2, Dejan Stamenković3

REZIME U radu su opisane prednosti i mane solarne energije, njen povoljan uticaj na

očuvanje životne sredine, kao i to da će u bliskoj budućnosti solarna energija biti mnogo više zastupljena u proizvodnji elektročne energije. U radu će biti opisani fotonaponski sistemi koji se koriste u proizvodnji električne energije, kao i način kako se višak proizvedene energije plasira u distributivnu mrežu. U radu je takođe i opisan sistem zaštite fotonaponskih sistema i njemu je posvećen veliki značaj.

Ključne reči: Solarne elektrane, solarne ćelije, solarni sistemi, solarni moduli, solarne baterije.

THE ANALYSIS OF SOLAR ENERGY APPLICATION IN

ELECTRICAL ENGINEERING

ABSTRACT This paper describes advantages and disadvantages of solar energy, its beneficial

effect on the preservation of the environment, and it states that solar energy will be used more for electricity production in the near future. Photovoltaic systems, used in producing electricity are described; and it explains how the excess of produced energy is placed in the distribution networks. Protection system of photovoltaic systems and its immense importance is described in this paper as well.

Key words: Solar power, solar cells, solar systems, solar modules, solar batteries. 1. UVOD Sunce je glavni izvor elektromagnetnog zračenja koje prolazi atmosferom i

neiscrpan je obnovljivi izvor energije. Ono daje energiju koja održava život, pokreće atmosferu i različitim sastavima gibanja oblikuje vrijeme i klimu. Procjene starosti sunca pokazuju da se to dogodilo prije 5milijardi godina, a ostaje mu jos toliko dok nepotroši sav raspoloživ vodonik za fuziju, što je oko 10% ukupne količine vodonika na Suncu. Uzmemo li u obzir da sunce samo u jednoj sekundi oslobodi više energije nego što je naša civilizacija tokom svog razvoja iskoristila, važnost istraživanja energije Sunca i pretvaranja energije sunčevog zračenja u korisne oblike energije poprima sasvim novu dimenziju s velikom mogućnošću rešavanja problema energetske krize, koja je u svijetu sve prisutnija. Na slici 1. 1 Visoka škola tehničkih strukovnih studija Čačak

2 "Elnet“ d.o.o., Bijelo Polje 3 Tehnički remontni zavod,Čačak

124 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. prikazano je godišnje sunčevo zračenje na površini Zemlje u poređenju sa godišnjom potrošnjom energije u svijetu, te zalihama fosilnih goriva (ugalj, nafta, plin) i nuklearnih goriva (uran).

Slika 1. Godišnje sunčevo zračenje na površini zemlje u poređenju sa zalihama fosilnih i nuklearnih goriva i godišnjom potrošnjom energije u svijetu

Činjenica je da su konvencionalni izvori energije (ugalj, nafta, plin,

nuklearna goriva) ograničeni i iscrpljivi, a energetski sektor većim je dijelom uzrok emisije SO2, NOx, te lično staklenički plin ugljendioksida CO2, koji najvećim dijelom doprinosi globalnom zatopljenju i klimatskim promjenama. Upravo zbog gore navedenih saznanja energija se mora dobiti iz novih izvora energije, kao što su sunčeva energija, energija vjetra, energija malih vodotoka, geotermalana energija, energija biomase i odpada, energija plime i oseke, energija morskih struja i morskih valova, vodonika i sl. što je važno za privredni i energetski sastav svake zemlje. Prijeko je potrebno da ti novi izvori energije budu u skladu sa zaštitom okoline i održivim razvojem bez emisije štetnih gasova.

2. SOLARNA ENERGIJA Solarna energija je dio energije proizvedene na Suncu koji stiže do

zemlje.Solarna energija može se direktno pretvoriti u toplotnu energiju ili u električnu, a to su zapravo korisni oblici energije. Solarna energija je motor iza gotovo svih obnovljivih izvora energije. Sekundarni izvori energije koje pokreće solarna energija, poput energije vetra, energije valova, hidroenergije i biomase čine većinu obnovljivih izvora energije na zemlji. Noću i u vrijeme oblačnih dana solarna energija nije potpuno dostupna i u upotrebi i potrebni su sistemi za čuvanje energije koji se pune kad je energija dostupna. Solarna energija može se čuvati u različitim oblicima, ali najpopularniji su konverzacija u toplotnu energiju, čuvanje u baterijama i akumulatorima te ″pumped storage″ sistemi pumpanje vode na više

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 125 mjesto kad postoji dovoljno energije i korištenje te energije kad solarna energija nije dostupna.

Postoje tri osnovne vrste solarne energije: Solarni paneli, Koncentrisanje solarne energije-solarne elektrane,

Solarne ćelije. 3. SOLARNE ELEKTRANE Ono što bi moglo da postane dio priče sa početka ovog teksta jesu solarne

elektrane u kojima se vrši posredno pretvaranje energije Sunca u električnu energiju. To se postiže primenom ogledala kojise koncentriše energija sunca na kolektor kako bi se zagrijali radni mediji u njemu. Interesantan je podatak da 20 ekipa od po 20 ljudi neprekidno čisti ogledala kako bi solarna elektrana mogla nesmetano da radi. Ako bi se izračunala energija koja se mora utrošiti za dobijanje materijala ugrađenih u solarnu elektranu dolazi se do zaključka da je vrijeme vraćanja energije pomenutih 15 godina.

Solarne elektrane zasnovane na koncentraciji sunčeve energije mogu ostvariti snagu od 10 kw do 100 MW u zavisnosti od aplikacije i potrebe.Neki sistemi koriste termalna skladišta za vrijeme noćnog i oblačnog perioda. Ovakvi atributi kao i pretvaranje energije čine solarna postrojenja aktivnim izvorom obnovljive energije širom svijeta. Da bi se čitavo polje PV-ploča moglo koristiti i održavati za proizvodnju centralizovane solarne struje, neki od najčešće inplementiranih modela solarnih elektrana koriste, radi maksimalnog učinka, ogledala za skupljanje svjetlosti.

Najkompaktnija od njih funkcionisu u vidu solarnih antena gdje se sunčeva svjetlost reflektuje do tačke kada je u stanju da direktno proizvede struju, radeći na principu sličnoj televiziskoj satelitskoj anteni.

Slika2. Solarna elektrana na principu solarnih antenna

126 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Treća vrsta modela sistem korita koristi polje, rotirajućih paraboličnih

ogledala, da bi sabrala sunčevu svjetlost sa prolaza izlijevanja tečnosti na centralizovanu lokaciju u svrhu proizvodnje struje i centralnog grijanja.

Slika 3. Solarna elektrana sa paraboličnim ogledalima

Konstrukcija koritastih sistema može da sadrži i termalno skladište,

postavljeno pored prenosnika toplote na njegovoj toploj fazi što omogućava generatoru nekoliko časova rada i posle zalaska sunca.

4. SOLARNE ĆELIJE 4.1. Početak razvoja solarnih ćelija Prvu solarnu (silicijumsku) ćeliju otkrio je 1941. Godine Russell Ohl nego

njena djelotvornost konverzije bila je ispod 1%.Grupa istraživača u Bell Laboratories u New Yorku izradila je silicijumsku solarnu ćeliju s djelotvornošću od 6% i prvi solarni modul pod imenom Bellova solarna baterija. Kako je proizvodna cijena prvih solarnih ćelija bila vrlo visoka, one svoju prvu komercijalnu primjenu 1958. godine nisu našle na Zemlji, nego u svemirskim istraživanjima na satelitima. Uprkos znatnim ulaganjima u istraživanje i razvoj solarne fotonaponske tehnologije u posljednjih desetak godina, danas je cijena solarnih ćelija, odnosno fotonaponskih sistema i dalje visoka i oni su komercijalno konkurentni drugim uobičajenim izvorima električne struje samo u određenim područijima primjene tj. tamo gdje u blizini nema električne mreže. U posljednjih nekoliko godina svjedoci smo dosad nezapamćenog godišnjeg porasta u proizvodnji solarnih ćelija i modula od preko 60%, a jedinični kapaciteti pojedinih proizvodnih pogona već prelaze 50MW.

4.2. Izrada solarnih ćelija Solarne ćelije kao rijetko koja tehnologija, danas imaju znatno ubrzan

tehnološki napredak u istraživanju materijala za izradu solarnih ćelija i pronalasku njihovih koncepata i proces njihove proizvodnje.Silicijum kao osnovni materijal za izradu solarnih ćelija apsolutno dominira, s udjelom od oko 98% i to pretežno u tehnologiji kristalnog silicijuma. Solarne ćelije tankog filma pripadaju trećoj generaciji solarnih ćelija, a postoji nekoliko eksperimentalnih poluprovodnočkih

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 127 materijala poput bakar-indijum-galijum-selenida (CIGSS), bakar-indijum-diselenida (CIS) ili kadmijeva telurida (CdTe) te organskih materijala, no u masovnu su proizvodnju ušle solarne ćelije izrađene od tankog filma silicijuma (TFSi).Tako imamo solarne ćelije od bakar-indijum-diselenida (CIS), solarna ćelija od amorfnog silicijuma, solarna ćelija od kadmijeva-telurida (CdTe). Izrada solarnih ćelija je dosta složen tehnološki proces, pa je stoga cijena solarnih ćelija još uvjek dosta visoka. Međutim poslednjih godina cijena solarnih ćelija pada, a poboljšavaju im se i karakteristike u laboratorijskim ispitivanjima. Da bi se cijena solarnih ćelija bitno smanjila, potrebno je pojednostaviti sjedne strane izradu, a s druge strane koristiti druge jeftinije materijale.

4.3. Fotonaponski modul Sastoji se od većeg broja međusobno spojenih fotonaponskih ćelija kako bi

se povećala ukupna izlazna snaga.Pri standardnom spektru upadnog zračenja i pod optimalnim nagibom, gustina struje tipične komercijalne monokristalne silicijumske ćelije iznosi 30-36 mA/cm2. Do prije nekoliko godina tipičan FN modul od monokristaličnog silicijuma sastojao se od 30 do 36 serijski spojenih ćelija i imao vršnu snagu od oko 50Wp, a danas na tržištu postoje moduli velikih snaga od 300Wp i više. Fotonaponske ćelije u FN modulu mogu biti spojene serijski ili u kombinaciji serijski i paralelno. Pri tome je potrebno voditi računa da serijsko spajanje sunčanih ćelija, a isto tako i FN modula ima negativnu posljedicu kada je sunačana ćelija ili modul djelimično ili potpuno zaklonjen. Radna tačka fotonaponske ćelije tj. modula značajno zavisi od temperature i inteziteta zračenja, a predpostavljeni normalni uslovi (intenzitet zračenja 800 W/m2, t=20oC) rijetko su prisutni sobzirom da tokom dana temperatura i intezitet zračenja variraju, pri čemu se zračenje mijenja u većim iznosima nego temperatura.

5. SOLARNI FOTONAPONSKI SISTEMI Mogu se podijeliti na dvije osnovne grupe: fotonaponski sistemi koji nisu

priključeni na mrežu (engl. off-grid), a često se nazivaju i samostalnim sistemima (engl.stand alone sistems) i fotonaponski sistemi priključeni na javnu elektroenergetsku mrežu (engl. on-grid) Slika 4.


Slika4 . Osnovna podjela fotonaponskih sistema

Fotonaponski sistemi koji nisu priključeni na mrežu, odnosno samostalni

sistemi mogu biti sa ili bez čuvanja električne energije, što će zavisiti o vrsti primjene i načinu potrošnje električne energije, i hibridni sistemi koji mogu biti s vjetroagregatom, kogeneracijom, dizelgeneratorom ili gorivnim člancima. Fotonaponski sistemi priključeni na javnu elektroenergetsku mrežu mogu biti direktno priključeni na javnu elektroenergetsku mrežu ili biti priključeni na javnu elektroenergetsku mrežu preko kućne instalacije.

5.1. Samoatalni fotonaponski sistemi Kao što je već rečeno solarni fotonaponski sistemi (FN) koji nisu

priključeni na mrežu (engl. Off-grid) često se nazivaju i samostalnim sistemima (engl. stand-alone systems), a mogu biti sa ili bez čuvanja energije i hibridni sistemi koji mogu biti s vjetroagregatom, kogeneracijom, gorivnim člancima ili dizelskim generatorom.Temeljne komponente samostalnoga fotonaponskog sistema su: fotonaponski moduli(obično spojeni paralelno ili serijski paralelno), regulator punjenja, akumulator, potrošači, izmjenjivač ako potrošači rade na naizmeničnu struju.

Za takav fotonaponski sistem, koji se sastoji od gore navedenih komponenata karakteristična su dva osnovna procesa: konverzija sunčevog zračenja, odnosno svjetlosne energije u električnu; konverzija električne energije u hemijsku i obrnuto hemijske u električnu.

5.2. Solarne baterije Baterije su spremišta neiskorištene energije koju solarni moduli proizvedu

tokom dana (period punjenja). One su takođe izvori energije tokom perioda kada moduli ne mogu proizvoditi (period pražnjenja). Interval između jednog perioda

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 129 punjenja i pražnjenja naziva se ciklus, a takav način rada ciklički. Akumulacija energije se ostvaruje primjenom baterijskih sustema u OFF-GRID sustemima ili otočnim sistemima. Otočni sustemi su česti u primjeni sa složenim hibridnim sustemima koji imaju nekoliko izvora energije: fotonaponske module, vjetroturbine ili hidroturbine. Koriste se posebno konstruisane grupe solarnih akumulatora (battery bank) s natapajućim elektrolitom ili gelom koji imaju malu samopotrošnju manju od 3% mjesečno te imaju posebnu oznaku SOLAR na sebi. Akumulatori se razlikuju od klasičnih akumulatora jer im je nominalani napon 12 V dok kapacitet zavisi od modela i proizvođača, a najčešće se kapacitet akumulatora kreće u granicama od 60 do 240 Ah.

Slika 5. Solarne baterije

Životni vijek baterija zavisi od dosta faktora te je potrebno obratiti posebnu pažnju kod dimenzionisanja sustema na slijedeće faktore: A) Mehanička oštećenja; B) Previsoki napon punjenja baterijskog bloka; C) Preniski napon punjenja baterijskog bloka; D) Sulfatizacija baterije; E) Pražnjenje baterije; F) Temperatura baterije.

5.3. Fotonaponski sistemi priključeni na javnu mrežu preko kućne instalacije Fotonaponski sistemi priključeni na javnu mrežu preko kućne instalacije

pripadaju distribuiranoj proizvodnji električne energije. Dakle, oni omogućavaju povezivanje distributivnih sistema na centralizovane sisteme, odnosno sisteme priključene uglavnom na niskonaponsku mrežu elektroenergetskog sistema. Temeljne komponente fotonaponskog sistema, priključenog na javnu elektroenergetsku mrežu preko kućne instalacije prikazane su na slici 5.3. To su: fotonaponski modul, spojna kutija sa zaštitnom opremom, kablovi istosmjernog razvoda, glavna sklopka za odvajanje, izmjenjivač dc/ac, kablovi izmjeničnog razvoda, brojila predane i preuzete električne energije.


Slika6. Fotonaponski sistem priključen na javnu mrežu preko kućne instalacije

Fotonaponski sistem priključen na javnu mrežu preko kućne instalacije je u

paralelnom pogonu s distribucijskom mrežom, a namijenjen je za napajanje potrošača u porodičnoj kući, a višak električne energije odlazi u elektrodistribucijsku mrežu.

6.SIGURNOSNA ZAŠTITA FOTONAPONSKIH SISTEMA 6.1. Izjednačenje potencijala je galvansko povezivanje svih metalnih masa, vodič za izjednačenje

potencijala priključuje sve metalne vodove objekta na sabirnicu za izjednačenje potencijala. Pri tome postoji mogućnost da se međusobno spaja više vodova koji se onda priključuju preko glavnog vodiča za izjednačenje potencijala. Vodič za izjednačenje potencijala označava se kao zaštitni vodič zelenožutom bojom. Glavno izjednačenje potencijala obuhvata cijeli objekat, a izvodi se zbog spriječavanja unošenja opasnih vanjskih potencijala u objekat, zbog spriječavanja pojave razlike potencijala u objektu u kojem uvijek postoji velik broj instalacija s vodljivim djelovima koje nije moguće međusobno izolirati. Kada se u zgradi izvede glavno izjednačenje potencijala, cijela zgrada čini jedan siguran sistem u kom je mala vjerovatnoća pojave opasnog napona dodira. U svakom objektu mora postojati sabirnica za izjednačenje potencijala i na nju se spajaju svi vidljivi

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 131 djelovi:zaštitni vodiči PE, PEN vodiči i glavni zemljovod, uzemljenja, cijevi i metalni djelovi drugih instalacija u zgradi kao i metalnih djelova konstrukcije zgrade. Glavno se izjednačenje potencijala izvodi vodičima čiji presjek nesmije biti manji od polovine presjeka najvećeg zaštitnog voda u objektu ni manji od 6 mm2 za Cu, a nemora biti ni veći od 25 mm za Cu.

6.2. Uzemljivači i sistem uzemljenja Bitan dio gromobranske instalacije je i uzemljivač. On mora dobro provesti

struju groma u zemlju, drugim riječima njegov otpor mora biti što manji. Taj otpor zavisi od karakteristika zemljišta u koje se ukopava uzemljivač i o geometriji samog uzemljivača. Karakteristika zemljišta bitna za uspešnost dobrog uzemljivača jest specifični otpor tla, a one se definise kao otpor koji struji pruža kocka od homogenog zemljišta s veličinom stranica od 1m. Ako je specifični otpor veći onda se mora ići na uspešnost izemljivača većih dimenzija, kako bi se ukupni otpor smanjio. Ako konstrukcija fotonaponskih modula nije vidljivo spojena s gromobranskom instalacijom ili sama kuća nema gromobransku instalaciju, potrebno je konstukciju fotonaponskih modula direktno spojiti s uzemljenjem. Uzemljivači najčešće dolaze u sledećim izvedbama trakasti (u obliku metalne trake koja se zakopa u zemlju, a traka je najčešće od pocinkovanog čelika, ređe od bakra) štapni (u obliku metalne šipke ili cijevi koja se ukopa vertikalno u zemlju) temeljni (metalni vodiči koji se postavljaju u temelje objekta i preko velike površine betona dolaze u kontakt s okolnom zemljom). Prilikom prolaska struje kroz uzemljivač i njegovog daljeg rasprostiranja kroz zemlju stvara se na zemlji raspodjela potencijala najčešće u obliku tzv. potencijalnog lijevka. To znači da je potencijal najviši uz sam uzemljivač, a spovećanjem udaljenosti od uzemljivača naglo opada. To je logično jer struja pravi najveći pad napona dok se rasprostire na malom područiju oko uzemljivača. Kad od njega malo odmakne ima pred sobom mnogo veću površinu i stoga manji otpor pa su i padovi napona manji.

7. ZAKLJUČAK Rad predstavlja prikaz solarnih tehnoligija i postrojenja, zasnovan na

najnovijim tehničko tehnološkim rešenjima. U radu su prikazane prednosti nekih sistema i tehnologija koje koriste sunčevu energiju kao izvor za njihov rad. Konstantno se unapređuju postojeći solarni sistemi i vrši se njihova analiza rada, smanjuju troškovi izrade, održavanja i eksploatacije, što dovodi do smanjenja cijene električne energije. Prednost sistema solarnih elektrana ogleda se u tome da energija koja se u njima proizvede, može ostati decentralizovana u odnosu na centralizovane izvore kojima prete kvarovi, nestanci struje, kvarovi mreže, nestanci goriva, agresija, prirodne katastrofe. Cijena solarnih fotonaponskih sistema je umnogome jeftinija od sistema koncentrovanih solarnih termalnih elektrana CSP, ali prednost CSP-a je u čuvanju energije i u kombinaciji sa FN sistemima mogu pomoći jedna drugoj. U radu su predstavljene i prednosti FN sistema, na primer FN sistema priključenih na javnu elektro mrežu preko kućne instalacije. Proizvodi se ekološki čista električna energija bez zagađenja okoline, sva pretvaranja električne energije se obavljaju u mjestu potrošnje, nema gubitaka energije u prenosu i

132 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. distibuciji, pouzdanost i sigurnost snadbijevanja, troškovi održavanja ovih sistema su jeftiniji od centralizovanih sistema. U radu su i obrađene solarne baterije koje predstavljaju veliku prednost solarnih sistema jer se uz pomoć njih vrši skladištenje proizvedene energije. Velika prednost solarne energije jeste u tome što se ona uz bilo koji solarni i fotonaponski može plasirati u standardnu elektro mrežu i tim poboljšati snadbijevanje potrošača, a samim tim i smanjiti cijenu utrošene električne energije koju plaćaju potrošači. U radu dolazimo do zakjučka da će solarni sistemi postati veoma rasprostranjeni u bliskoj budućnosti i njihova cijena će biti sve pristupačnija. Pored svega navedenog u radu dolazimo do zakjučka da će solarni sistemi postati veoma rasprostranjeni u bliskoj budućnosti i njihova cijena će biti sve pristupačnija.

8. LITERATURA

[1] Mukund R. Patel: Wind and Solar Power Systems, CRC Press 1999.

[2] Balkan Energy Solution Team, www.balkanenergy.com [3] Ekektrotehnički fakultet Osjek, http:/www.etfos.hr [4] Wayne C. Turner: Energy Management Handbook, CRC Press

2006. [5] Wiliam B. Stine and Michael Geyer, Power from the Sun [6] D. Brajović: Eksploatacija EES, VŠTSS, Čačak, 2011. [7] Prof dr Tomislav Pavlović i Prof. dr Branislav Čabrić: Fizika i

tehnika solarne energetike, Građevinska knjiga-Beograd, 1999. [8] Dr Vladimir Knapp i dr Petar Kulišić: Novi izvori energije,

Tehnička knjiga Zagreb, 1985. [9] Dr Petar Kulišić, dr Jadranka Vuletin, dr Ivan Zulim: Sunčane

ćelije, Školska knjiga-Zagreb, 1994. [10] http://www.akter.co.rs/index.php/ekonomijaprint/2272-

solarna-energija.html [11] http://ekosela.org/download/energija.pdf [12] http://ekoenergija-mackat.com/saznajte-vise-solarna-

energija [13] http://www.izdavackicentar.ds.org.rs/images/07%20Solarn

a%20energija_web.pdf

PRILOG IZBORU OPTIMALNIH PROCEDURALNIH REŠENJA PRI IZGRADNJI MALIH HIDROELEKTRANA

Dragan Brajović1, Mladen Novaković2, Milićević Milić3

REZIME Male hidroelektrane i male akumulacije, za razliku od srednjih i velikih,

harmoničnije se uklapaju u okolinu, i manje su štetne za životnu sredinu. Upotreba savremenije opreme (turbina, generatora i td.) za proizvodnju i kontrolu, kao i pronalaženje optimalnih projektantskih rešenja, sve u cilju smanjenja gubitaka u proizvodnji. Кoriste se za proizvodnju električne energije, vodosnabdevanje i navodnjavanjе. Doprinose balansiranje prirodno neregulisanih vodotokова i olakšavaju kontrolu erozije, čime se produžava vek velikih rezervoara i povećanja dužine njihovog korišćenja i profitabilnosti. Generalno, male hidroelektrane i akumulacije su korisne za unapređenje poljoprivrede i ruralnog razvoja (drvna industrija, testere mlinovi, kamen drobljenje i mlevenje biljaka, itd), kao i za razvoj stočarstva, ribarstva, sporta i turizma, doprinoseći na taj način smanjenju migracija iz nerazvijenih područja u gusto naseljene industrijske zone.

Ključne riječi: Hidroelektrana, vodotok, turbina, generator, upravlјanje

ENCLOSURE TO SELECTION OF THE MOST APPROPRIATE PROCEDURAL SOLUTIONS IN DESIGNING SMALL SCALE

HYDROPOWER PLANTS

ABSTRACT Small scale hydropower plants and small reservoirs, unlike medium and large

ones, fit into the environment much more harmoniously, and cause fewer hazardous environmental impacts. Using sophisticated manufacturing equipment (turbines, generators, etc..), of control and production, finding optimal solutions in the design, all in order to reduce losses. Small scale hydropower plants are used for electrical energy production, municipal water supply and irrigation. They contribute to the balancing of naturally non-regulated flows of watercourses and facilitate erosion control, thus extending the life span of large storage reservoirs and increasing the length of their utilization and profitability. Generally, small scale hydropower plants and reservoirs are beneficial for the improvement of agricultural and rural development (timber industry, sawing mills, stone crushing and grinding plants, etc.), as well as for the development of cattle-breeding, fishing, sports and tourism, contributing thus to the reduction of migrations from underdeveloped areas into inhabited industrial zones.

Key words: small hydropower plants, water flow, turbine, generator, control

1 VŠTSS Čačak 2 Direkcija za izgradnju i investicije, Opština Pljevlja 3 Tara d.o.o, Trebinje

134 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 1. UVOD Korišćenje hidro potencijala predstavlјa najvažniju alternativu u odnosu na

energiju dobijenu iz fosilnih goriva, jer je voda obnovlјiv resurs, koji je ekonomski konkurentan fosilnim gorivima i nuklearnoj energiji, ona protiče i njen je potencijal nepovratno izgublјen u periodu u kome nismo ništa izgradili. Ona je nepresušan izvor i sa aspekta uticaja na životnu sredinu predstavlјa najčistiji način korišćenja.

Mini (male) hidro elektrane, kao obnovlјivi resurs, mogu predstavlјati značajni dopunski resurs električne energije jedne države (država može imati svoju strategiju za velike hidroelektrane, ali male HE su, u odnosu na velike, resurs toliko različit, da se razvoj ove grane može razmatrati sasvim odvojeno.) Od svih alternativnih izvora električne energije zapravo male hidroelektrane igraju u evropskim zemlјama najveću ulogu. Sveukupni hidroenergetski potencijal za male hidroelekrane u svijetu iznosi oko 180 GW.

Vodoprivrednom osnovom Crne Gore iz 2001. god. izračunat je ukupan teoretski hidroenergetski potencijal u iznosu od 9 846 GWh, s tim da je dio ovog potencijala već u eksploataciji u postrtojenjima HE Perućica i HE Piva. Raspodjela ovog potencijala prema glavnim vodotocima data je u sledećoj tabeli.

Tabela1.1. Teoretski hidropotencijal Crne Gore na glavnim vodotocima

2. ANALIZA PROJEKTANTSKIH REŠENјA I IZBOR

OPTIMALNOG Planiranje projekata malih hidroelektrana zahtijeva sprovođenje velikog

broja tehničkih, ekonomskih i ekoloških analiza na različitim stepenima obrade u cilјu određivanja da li je neka lokacija tehnički iskoristiva, ekološki prihvatlјiva i ekonomski isplativa za realizaciju jednog takvog projekta.

Pri projektovanju hidroelektrane treba sagledati sve glavne karakteristike jedne hidroelektrane, pa na osnovu zahtjeva praviti plan i projekat te hidroelektrane.

Osnovne karakteristike jedne hidroelektrane definisane su sledećim pokazatelјima:

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 135 - Instalisana snaga je aritmetička suma ukupnih snaga generatora, - Instalisani protok Qi, maksimalni proticaj koji hidroelektrana može da

koristi u normalnom pogonu, imajući u vidu propusnu sposobnost turbina i čitave dovodne i odvodne derivacije.

Povećanjem konzuma elektroenergetskog sistema, uz istovremeno smanjivanje udjela hidroelektrane u ukupnoj prizvodnji (a taj proces je zakonit), i značajno se povećava veličina optimalne instalisanosti budućih hidroelektrana.

Tendencija povećanja optimalne instalisanosti inicira potrebu predviđanja faznog građenja sa postepenim povećanjem instalisanosti.

Instalisanost svake hidroelektrane razmatra se optimizacijom svih mjerodavnih faktora.

- Faktor snage je odnos kojim se definiše uloga elektrane u generisanju aktivne i reaktivne energije.

- Maksimalna snaga elektrane je najveća snaga koju ta hidroelektrana može da postigne u najpovolјnijim uslovima. Razlikuje se maksimalna bruto (na priklјučcima generatora) i maksimalna neto snaga, na pragu elektrane.

- Raspoloživa snaga je najveća snaga koju hidroelektrana može da razvije u nekom konkretnom vremenskom presjeku, polazeći od realnog stanja pogonske spremnosti (remont, defekti itd.) i stanja dotoka i akumulacije.

- Garantovana snaga hidroelektrane je snaga koju hidroelektrana uvijek može da proizvede, sa obezbjeđenošću oko 90 - 95%. Kod protočnih hidroelektrana zavisi od protoka u periodima malih voda, dok kod akumulacionih hidroelektrana zavisi od pada i protoka koji mogu da se realizuju pri najnižim radnim kotama u akumulaciji.

- Maksimalni i minimalni bruto pad su ekstremni padovi pri kojima elektrana može da radi. Srednji pad se najčešće definiše trajanjem 50% na liniji trajanja bruto pada.

- Moguća srednja godišnja proizvodnja je aritmetička sredina mogućih godišnjih proizvodnji elektrane pod pretpostavkom da nema ograničenja mogućnosti plasmana energije.

- Realizovana proizvodnja je proizvodnja koja je obično nešto niža od moguće, zbog ograničenja u plasmanu energije, kao i zbog gubitaka usled ispada pogona i pojedinih dijelova hidroelektrane. Za planiranje rada elektroenergetskog sistema sačinjavaju se analize vjerovatnoće moguće proizvodnje.

- Moguća proizvodnja varijabilne i konstantne energije pokazuje mogućnost hidroelektrane da energiju akumuliše i plasira je u vršni dio dijagrama dnevnog opterećenja.

U cilјu sagledavanja uslova pod kojim je moguća gradnja hidroelektrane, preporučuje se primjena metodološkog pristupa, čiji je rezultat definisanje realno ostvarenog potencijala za hidroelektrane.

Uvažavajući prethodno navedeno, vidlјivo je da se planiranje izgradnje malih hidroelektrana mora suočiti sa nekim dodatnim problemima u odnosnu za izgradnju velikih hidroelektrana.

Učešće javnosti doprinosi povećanju stepena informisanosti o posledicama djelovanja koje izazivaju aktivnosti energetskog sektora na životnu sredinu.

136 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Uklјučivanjem javnosti u odlučivanje često se traži izrada detalјnih procjena uticaja energetskog sektora na okolinu. Takve analize mogu otkriti neefikasnosti u proizvodnji, prenosu, distribuciji ili potrošnji energije. Upravo to djelovanje, koje dovodi do racionalnog upravlјanja energijom, može biti od posebne važnosti u složenim privrednim uslovima koji vladaju u energetskom sektoru.

Građani i ostali zainteresovani bi tim putem bili obavještavani o sprovođenju energetskih programa, stanju energetskog sektora u njihovom području i svim značajnijim pitanjima u vezi izgradnje malih hidroelektrana. U radu učestvuju: • predstavnici državnih tijela i ustanova zaduženih za ovu problematiku, • preduzeća koja obavlјaju javnu djelatnost EPCG, • stručna, naučna javnost i sredstva javnog informisanja, • stručnjaci nevladinih organizacija, • stručnjaci iz preduzeća koji se bave zaštitom okoline.

U trenutnim uslovima najisplativije je vršiti adaptaciju (nadogradnju) postojećih objekata (brana, mlinova itd.), što je opisano u primjeru „Otilovići“. U ovakvim slučajevima nema: građevinskih (najzahtjevnih) radova na izgradnji brane, nema rešavanja imovinsko pravnih odnosa, uticaj na životnu sredinu je minimalan, kao i izgadnje prilaznih puteva do same lokacije. Za ovakve projekte bi trebalo omogućiti maksimalne povolјnosti lokalnim (domaćim) investitorima, dok bi za izgradnju novih MHE (kao na primjer MHE Bjelojevići) trebalo omogućiti povolјnosti i za strane investicije (koje bi posle dogovorenog perioda prešle u domaće vlasništvo).

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 137 3. ZAKLJUČAK Povećano korišćenje energije iz obnovlјivih izvora sve je izraženiji trend u

cijelom svijetu. Zemlјe u kojima postoji potencijal obnovlјivih izvora energije ulažu velike napore kako bi se povećao njihov udio u zadovolјenju ukupnih potreba za energijom. Imajući u vidu relativno malu iskorišćenost hidroenergetskog potencijala Crne Gore, naročito za male hidroelektrane, uočena je potreba uspostavlјanja organizovanog sistema brige o malim hidroelektranama. Jedan od prvih koraka ka tom cilјu je priprema strategije razvoja malih hidroelektrana kojom treba da se utvrde sve nesuglasice vezane za realizaciju projekata malih hidroelektrana. U ovom radu analizirano je postojeće stanje i podrške, kao i okruženje za razvoj projekata malih hidroelektrana. Prepoznate su prepreke za povećanu izgradnju malih hidroelektrana, i predložene mjere za njihovo prevazilaženje.

Praksa evropskih zemalјa ukazuje na to da je za objedinjavanje svih procesa, vezanih za male hidroelektrane najbolјe rešenje osnovati centralno tijelo za koordinaciju razvoja projekata MHE, pa je s toga dat predlog za osnivanje CjmHE centralne jedinice za male hidroelektrane koja bi ubrzala razvoj projekata prvenstveno time što bi investitori lakše prikupili potrebnu dokumentaciju i to sve na jednom mjestu.

Na početku ipak stoji država. Ona određuje, a trebala bi i da podstiče svojom strategijom ambijent za razvoj ove grane. Tu je njena koncepcija prostornog plana, regulativni uslovi, strategija energetike i razvoja, davanje koncesija samo pod jasno definisanim uslovom poštovanja ekoloških principa, regulisano tržište električne energije. Uz optimalni balans ovih faktora nastaje ekonomski isplativa djelatnost koja može bitno opredijeliti dalјi razvoj čitavog prostora zemlјe.

4. LITERATURA [1] Milenko B. Ćurić, Aleksandar R. Čukarić, Elektrane, ETF Beograd,

1998. god. [2] Introduction to micro hydro and small hydro 2012. god [3] www.epcg.co.me [4] www.epcg.co.me

ANALIZA ENERGETSKE EFIKASNOSTI INTELIGENTNIH INSTALACIJA U OBJEKTIMA

Dragan Brajović1 , Marko Tepša2, Marko Milić3

REZIME Nadzor i automatsko upravljanje tehničkih sistema u zgradama je od krucijalne važnosti kako bi se u eksploataciji postigli projektovani uslovi. Brz razvoj elektronike, računarske tehnike i informacione tehnologije dovodi do spajanja individualnih sistema u totalno integrisane celine. Zbog svojih prednosti, KNX kao jedini otvoreni svetski standard za upravljanje u kućama i zgradama se nametnuo kao vodeća tehnologija na evropskom tlu. KNX standard omogućuje značajne uštede energije. Kako bi to dokazali Univerzitet u Bremenu u Nemačkoj je opremio ispitne prostorije KNX sistemom za upravljanje grejanjem i rasvetom. Izmereni su podaci analizirani i uspoređeni sa “normalnom” prostorijom. Studija dokazuje da se korištenjem KNX-a potrebe za energijom sistema grejanja i rasvete mogu smanjiti do 50 %. Ovakvi čvrsti argument trebali bi uveriti i poslednje skeptike o prednostima KNX sistema upravljanja zgradom.

Ključne reči: KNX, standard, tehnologija, senzori, aktuatori, medijumi, efikasnost.

ANALYSIS OF ENERGY EFFICIENCY OF INTELLIGENT INSTALLATIONS IN BUILDINGS

ABSTRACT Monitoring and automatic control of technical systems in buildings is of crucial

importance for achieving the projected conditions of exploitation. Rapid development of electronics, computer technology and information technology leads to the merging of individual systems in a totally integrated whole. Considering its advantages, KNX as the only worldwide open standard for managing homes and buildings has emerged as the leading technology in European region . KNX standard provides significant energy savings. In order to prove that the University of Bremen in Germany has furnished test rooms KNX system for managing heating and lighting. Measured data were analyzed and compared with the "normal" room. The study proves that the use of KNX energy demands for heating systems and lighting can be reduced to 50%. Such strong argument should convince even the most suspicious ones about the benefits of KNX building management system.

Key words: KNX, standard, technology, sensors, actuators, mediums, efficiency.

1. UVOD Klimatske promene i ograničeni energetski resursi pretvaraju energetsku

efikasnost u ključni društveni izazov. Pošto zgrade učestvuju sa 40 % u ukupnoj

1 VŠTSS Čačak 2 RB Kolubara d.o.o Lazarevac 3 Tara d.o.o, Trebinje

140 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. potrošnji energije, zgrade predstavljaju značajan potencijal za uštedu energije. KNX je idealan za zadovoljavanje sve strožih zahteva na nivoa potrošnje energije u zgradama. KNX omogućuje do 50 % uštede energije. Energetski efikasne zgrade više nisu retkost, a pojam “inteligentne zgrade” polako dobija egzotični prizvuk. Ove činenice iz temelja menjaju sve ambiciozniju arhitekturu i postavljaju novi smer u borbi protiv klimatskih promena. U stvarnosti ušteda energije u građevinskom sektoru je postala trend, a polako postaje svakodnevnica kako za arhitekte tako i za graditelje. Sistemi grejanja, klimatizacije, rasvete i venecijanera mogu se prilagoditi vremenskim uslovima i mogu biti upravljani sa zajedničkog mesta. Time se ostvaruje minimalna potrošnja energije. S obzirom da se svi električni sistemi i instalacije mogu fleksibilno međusobno umrežavati i upravljati ekranima osetljivim na dodir ili putem telefonske mreže ili interneta, mogućnosti projektovanja i ugodnosti su skoro neograničene – od efikasnog upravljanja zgradom, inteligentnog upravljanja sistemom sigurnosti do naprednog upravljanja rasvetom, bukom i kvalitetom vazduha. Sve je to moguće jednostavno ostvariti. Stvaranje izražajne i uzbudljive arhitekture koja je istovremeno ekološka i proftiabilna sada zavisi samo o kreativnosti projektanta. Analizirati KNX/EIB instalacije, znači pokazati široj javnosti koliko zapravo znače ove instalacije i za uštedu energije, ali i za povećavanje udobnosti i komfora.

Rezidencijalni i poslovni objekti potroše preko 40% od ukupne energije koja se potroši u Evropi. Drugi deo energije potroši se na transport i potrebe industrije (slika 1). Sa ciljem da se ispune ključni zahtevi regulativa o zaštiti životne sredine smanjujući pritom troškove energije čija je cena stalno u porastu, od presudnog je značaja da zgrade i sistemi regulisanja u njima budu projektovani tako da budu što efikasniji.

Slika 1: Potrošnja energije

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 141 2. ANALIZA ENERGETSKE EFIKASNOSTI KNX/EIB INSTALACIJA KNX standard omogućuje značajne uštede energije. Kada neko razmišlja o

projektovanju elektrotehničkih sistema u zgradi, zapravo razmišlja o KNX-u. To uključuje mogućnost upravljanja roletnama i venecijanerima, sistemom rasvete, audio sistemom, sistemom grejanja, sistemom klimatizacije i ostalim sistemima u zgradi. Činjenica da sve ove mogućnosti istovremeno omogučuju i do 50% uštede energije još nije pouzdano dokazana. Postojeće studije dokazuju da primena KNX tehnologije može značajno smanjiti troškove energije. Odavno je poznata činjenica da se primenom “bus” sistema ostvaruje povećana udobnost u korištenju zgrade. Poptuno automatizovana kuća često se spominje u kontekstu upravljanja sistema koji su povezani sa potrošnjom energije kao npr. rasveta, grejanje ventilacija a prilagođavaju se zahtevima korisnika. Studije prikazane na naučnoj konferenciji KNX-a u Beču 2006 godine otkrile su dodatne potencijale upravljanja sistemima zgrade. Kako bi to dokazali, Univerzitet u Trentu u Italiji i Univerzitet u Bremenu u Nemačkoj opremile su svoje zgrade i prostorije KNX sistemom za upravljanje grejanjem i rasvetom. Izmereni su podaci analizirani i uspoređeni sa “normalnom” prostorijom. Upotrebićemo studiju Univerziteta u Bremenu za detaljniju analizu KNX-a. Prikazani rezultati preuzeti su iz prezentacije prof.dr. Manfreda Mavenkampa-a, voditelja projekta i dekana Fakulteta elektrotehnike i računarstva Univerziteta u Bremenu.

Oko 33 % ukupne potrošnje energije rezidencijalnih i poslovnih objekata koristi se za grejanje. Smanjenje tako visoke potrošnje energije ispod određenog nivoa moguće je samo uz korištenje inteligentnog sistema upravljanja kao što je KNX. U zgradama sa višom specifičnom potrošnjom energije velike uštede u potrošnji energije moguće je postići npr. boljom spoljašnjom izolacijom zgrade. Obzirom na specifičnu potrošnju energije, zgrade rađene po standardu pasivne kuće imaju najmanju specifičnu potrošnju. Studija Univerziteta u Bremenu rađena je na modernoj zgradi izgrađenoj 2002. godine u kojoj je smešten Zavod za Informatičke tehnologije (ZIMZ). Specifična potrošnja zgrade je 60 – 75 kWh/m2a.

Grupa prof. dr Mevenkapma odabrala je dve identične prostorije za potrebe studije. Jedna prostorija broj 123 opremljena je standardnim termostatima (slika 2), dok je druga prostorija 122 opremljena KNX upravljanjem. U prostoriji opremljenoj KNX-om instalirani su prozorski kontakti, termostatski ventili, sistem za upravljanje temperaturom, kalorimetri sa M-Bus interfejsom povezanim preko M-Bus-KNX gejtveja. Obe sobe su opremljene sa 3 komada temperaturnih senzora PT-1000 (Simens N128). Jedan je bio postavljen na zid na strani prozora blizu poda između radijatora , drugi je postavljen u plafonu u sredini svake sobe. Treći senzor je postavljen kod ulaznih vrata u prostoriji 123, a u prostoriji 122 je postavljen sobni kontroler temperature i konačno jedan senzor je stavljen na pregradni zid između 122 i 123. Ovaj senzor će dati informacije o transferu toplote između dve sobe. Sistem za kontinualno merenje podataka baziran na softveru ELVIS (ITGmbH), 2 četvorokanalna intervejsa SIMENS 128 koji služi za merenje temperature na 3 pozicije u posmatranim prostorijama kao i merači toplotne energije. Merenje i prikupljanje podataka radi se na PC-serveru koji je povezan na

142 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. KNX/EIB mrežu preko serijskog interfejsa, dok softver ELVIS omogućava vizuelizaciju i kontrolu, kao i generisanje izveštaja.

Slika 3: Prostorije u kojima se vrši merenja temperature i potrošnje energije

Merenja su vršena u periodu od 01. 03. 2002. godine do 01. 12. 2005.

godine (slika 3). Treba napomenuti da su prostorije ušle u punu upotrebu polovinom 2004. godine. Rezultati analize vrlo su pozitivni i pokazuju da se upotrebom KNX upravljanja može postići do 50% uštede energije u upoređenju sa prostorijom sa klasičnom instalacijom.

Kritičari koji tvrde da je KNX sistem spor u reakciji te da ne može osigurati istu udobnost u korištenju kao standardni sistem nisu u pravu.


Slika 4: Merenja potrošnje u prostoriji 122 i 123

Deo eksperimenta bila je i analiza prosečne i trenutne temperature

prostorije. KNX prostorija imala je 0.3°C višu prosečnu temperaturu iako je potreba za toplotnom energijom bila upola manja od prostorije sa standardnom instalacijom. Dinamika krivulja grejanja dveju prostorija nije pokazala velike razlike, što znači da su krivulje sa i bez KNX skoro identične u odnosu na temperaturu i vreme. Da bi se povećala efikasnost, sistem grejanja se upravljao u skladu sa rasporedom korišćenja prostorije. Dakle, u periodima kada prostorija nije bila u upotrebi izbegnuta je nepotrebna potrošnja energije. Ali to nije sve: do 50 % uštede moguće je ostvariti na sistemu upravljanja rasvetom.

Godišnja potrošnja energije sistema rasvete u istoj zgradi iznosi 500MWh/a i veća je od godišnje potrošnje energije sistema grejanja koja iznosi 435 – 485 MWh/a. Dodatne uštede na troškovima energije Univerziteta u Bremenu ostvarene su KNX sistemom upravljanja rasvetom. Sledeće su varijable uticale na sistem: prisutnost studenata u prostoriji, nivo dnevnog svetla, blještanje i potreba za osiguravanjem potrebnog nivoa osvetljenosti radne površine na radnim stolovima. Prostorije koje su korišćene za testiranje (Slika 5) sistema grejanja dodatno su opremljene sa detektorima prisutnosti, dva luxmetra (za upravljanje sa dve grupe rasvetnih tela) kao i regulatorima rasvete (dimmer). Dva su luxmetra bila potrebna zbog različitih svojstava dela prostorije bliže prozorima od dela prostorije dalje od prozora. U poređenju sa standardnom prostorijom (ručno paljenje i gašenje rasvete) omogućeno je do 50 % uštede energije. Važno je napomenuti da je zbog potrebe napajanja senzora stalno prisutan određen nizak nivo potrošnje energije.


Slika 5:. Prostorije za testiranje sistema grejanja i kontrole rasvete

Efekat uštede električne energije u stambenim zgradama često se

precenjuje, jer električna energija za osvetljenje ima samo mali udeo u ukupnoj potrošnji primarne energije domaćin-stava. Međutim, u poslovnim i obrazovnim zgradama to učešće može biti znatno veće. Automatska kontrola osvetljenja uzimajući u obzir prisustvo ljudi, nivou dnevne svetlosti i potrebno osvetljenje na radnim stolovima se očekuje da daju značajniju uštedu u električnoj energiji u poređenju sa standardnim ručnim prebacivanjem svetla.

U ovom slučaju, sijalice koje su se koristile su fluorescentne (dimmable) sijalice raspoređene u tri grupe, prva duž prednjeg zida (tabla), drugi duž prozora i treća duž zida naspram prozora. Očigledno najviša potražnja za osvetljenjem je na području ove treće grupe, dok je znatno češće potrebno veštačko osvetljenje u blizini prozora, tj. druge grupe. KNX dimming aktuatori postavljeni su za svaku grupu svetiljki u sobi 122, i merači električne energije sa KNX interfejsom za obe prostorije. Obe prostorije su uključene u program merenja, tako da poređenje potrošnje električne energije u obe prostorije može da se uradi istovremeno. Feedforward i feedback su strategije za kontrolu osvetljenja koje su ispitivane. Feedforward strategija ustvari meri jačinu dnevne svetlosti (nivo osvetljenosti izvan objekta) i vrši podešavanja nivoa osvetljenosti svake sijalice. Koncept feedback strategije se zasniva na korišćenju luxmetra, senzora koji treba da pruži informacije o nivou osvetljenosti unutrašnjosti i kontroliše rad aktuatora tako da propusti unapred utvrđene nivoe osvetljenja u prostoriji (Tabela 1).

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 145 Tabela 1: Vrednosti za nivo osvetljenosti Em, nivo direktnog blještanja UGR i minimalan

vrednost indeksa reprodukcije boje Ra u zavisnosti od radnog zadatka

Vrsta unutrašnjosti, zadatak ili aktivnost Em [ lux] UGR Ra

Pisanje, čitanje, kucanje 500 19 80

Tehničko crtanje 750 16 80

Projektovanje pomoću kompjutera 500 19 80

Sala za konferencije i sastanke 500 19 80

Dve vrste svetlosnih senzora su korišćeni u ovoj studiji. KNX senzor

osvetljenja (Siemens, GE 252) i svetlosni senzor integrisan u detektoru prisustva (Busch- Jäger). Oba uređaja dolaze sa aplikacionim programima za kontrolu aktuatora.

Za korišćenje detektora prisustva kao kontrolni uređaj je važan deo automatska kontrola osvetljenja u svakom slučaju (npr. da se spreči rasveta praznih prostorija). Međutim i postavljanje senzora je od ključnog značaja za dobre performanse.Konfiguracija sa dva senzora, jedan blizu prozora, a jedna blizu suprotnog zida ispostavilo da daje dobre rezultate sa pogleda očuvanja minimalnog nivoa osvetljeosti od 500 luksa na radnim stolovima.

Слика 6: Pоtrоšnja električne energije posmatranih grupa svetiljki

Posle 4 meseca potrošnja energije kontrolisane grupe sijalica (Slika 6) je

samo oko 50% u odnosu na prostoriju 123 u kojoj nije kontrolisano osvetljenje. Investicioni troškovi će biti amortizovana od štednje nakon više od godinu dana.

Kod odabira komponenti važno je napomenuti upotrebu kombinovanog detektora prisutnosti i luksmetra što je u početku izgledalo kao najbolji odabir.

146 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Međutim izmerene vrednosti intenziteta rasvete nisu imale istu tačnost kao merenja luksmetra bez detektora pristnosti zbog uticaja spoljašnjeg svetla ili drugih rasvetnih tela. Zbog toga se projektni tim odlučio za korišćenje nešto skupljih luksmetara koji su ugrađeni u prostoriju (dva komada kao što je pre napomenuto). Takođe, projektni je tim uočio nedostatak smernica za izvođenje sistema upravljanja rasvetom uz pomoć spoljašnjeg svetla. Zaključno može se reći da KNX sistem upravljanja zgradom značajno povećava udobnost pri korišćenju objekta te ima važnu ulogu u smanjivanju troškova eneregije.

3. ZAKLJUČAK Studija dokazuje da se korištenjem KNX-a potrebe za energijom sistema

grejanja i rasvete mogu smanjiti do 50 %. Ovakvi čvrsti argument trebali bi uveriti i poslednje skeptike o prednostima KNX sistema upravljanja zgradom. Ako se uzmu u obzir rastuće cene energije, relativno mala investicija u sistem upravljanja zgradom vrlo je razumna odluka. Pogotovo ako se uzmu u obzir povrati od nekoliko godina, a sistem istovremeno omogućuje buduće proširenje i funkcije koje povečavaju udobnost.

4. LITERATURA [1] Igor Kolak, Mikrokontrolerski sistemi u inteligentnim zgradama,

Elektrotehnički fakultet, Banja Luka, 2011 [2] KXN standard, Dostupno na adresi:

http://www.knx.org/rs/knx/sta-je-knx/ [3] Hlađenje, grejanje, ventilacija,kontrola klime, Dostupno na adresi:

http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/fb287ee15c6e04efc125773d0032565a/$file/elektronicky_prospekt_02.pdf

[4] Momir B. Kostić, Teorija i praksa projektovanja električnih instalacija, drugo prošireno izadnje, Akademska misao Beograd, 2005.godina

[5] Evropski standardi za energetsku efikasnost zgrada - EN 15232, Dostupno na adresi: http://www.grejanje.com/strana.php?pID=75

[6] Mayer, M.: "Energetische Optimierung durch Einzelraumregelung mit KNX/EIB in Bildungseinrichtungen", Diploma Thesis, Hochschule Bremen, 2005

[7] M. Mevenkamp, M. Mayer: “Energy efficiency in educational buildings using KNX/EIB”, KONNEX Scientific Conference, Pisa, 09/2005

[8] Grafička dokumentacija, dostupno na adresi: http://www.tenlogic.rs/kucna-automatika-podrska

[9] A. Stefanović, Kućna automatika za stambeni objekat, TenLogic, Čačak, 2011. godina

DIFERENCIJALNA ZAŠTITA TRANSFORMATORA

Vodoplav Novica1, Dragan Brajović1

REZIME

Ovaj rad predstavlja opis problema vezanih za diferencijalnu zaštitu transformatora kao i zaštitne funkcije mikroprocesorskih releja za zaštitu transformatora.Objašnjeni su princip rada diferencijalne zaštite i mogućnosti njenog izvodjenja i primene sa svi parametrima koji moraju biti usklađeni da bi zaštita najbolje reagovala.

Ključne reči: Тransformator, diferencijalna zaštita, međutransformatori, mikroprocesorski releji.

DIFFERENTIAL TRANSFORMER PROTECTION

ABSTRACT This paper describes the problem related to differential transformer protection,

and protective functions of microprocessor relays used for transformer protection. It explaines the principle of differential protection and the possibility of its execution and implementation and all the parameters must be adjusted in order to protect the transformer. Key words: Transformer, differential protection, transformer feeder protection, microprocessor relays.

1. UVOD Zadatak zašti te u elektroenergetskom sistemu (ЕЕS) je veliki jer se od

njenog pravilnog izbora i podešavanja očekuje pouzdan rad koji će obezbediti sigurno i brzo isključenje kod kvara. Za razliku od ostale elektroenergetske opreme, relejna zaštita je duže vreme neaktivna (pasivna), ali kod nastalog poremećaja u ЕЕS-u, treba da brzo i pouzdano isključi štićeni objekat. Da bi ispunila ovaj zahtev, relejna zaštita mora precizno da izmeri i uporedi zadatu veličinu i prema izvršenom vremenskom podešavanju deluje na isključenje prekidača. Relejnoj zaštiti energetskog transformatora (ЕТ-а), daje se poseban značaj kao veoma važnom i po ceni značajnom elementu ЕЕS-а. Pošto troškovi vezani za popravku transformatora mogu biti veoma visoki, neophodno je da zaštita reaguje što pre čime bi se minimilizovala šteta. Zbog toga se pred uređaje za zaštitu transformatora postavljaju visoki zahtevi koji podrazumevaju pouzdanost (reagovanje na sve kvarove), sigurnost (da nema lažnih odnosno pogrešnih reagovanja) i veliku brzinu, odnosno kratko vreme otklanjanja kvara. Izolacija ЕТ-a je izložena električnim naprezanjima koja nastaju kod pojave atmosferskih i

1 VŠTSS Čačak

148 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. pogonskih prenapona u mreži. Kod pojave kvarova u mreži, dolazi do značajnih povećanja struja ET, pa je to još veći razlog za brzo isključenje iz ЕЕS-а. Relejna zaštita uvek aktivira prekidače. Najkraće vreme isključenja kvara je sopstveno vreme reagovanja prekidača. Kod brzih prekidača ono je oko 0,06 s, odnosno oko tri periode. Zato relejna zaštita ne može da zaštiti od pojava koje su brže od prekidača a takve pojave su atmosferski i pogonski prenaponi i velike dinamičke sile izazvane udarnim strujama.

2. KVAROVI KOD TRANSFORMATORA Razvoj modernih elektroenergetskih sistema odrazio se u napretku

projektovanja transformatora. Ovo je rezultiralo razlike u veličinama transformatora snaga od nekoliko kVA do nekoliko stotina MVA, koji se koriste za različite namene. Razmatranje relejnih kombinacija za zaštitu transformatora varira u zavisnosti od namene i značaja transformatora. Radi smanjenja termičkog naprezanja i elektrodinamičkih sila, preporučljivo je koristiti relejnu kombinaciju koja ima minimalno vreme isključenja za slučaj da se kvar desi u samom transformatoru. Mali distributivni transformatori mogu se štititi na zadovoljavajući način, u tehničkom i u ekonomskom smislu, korišćenjem osigurača i prekostrujnih releja. Ovo rezultira vremensko kašnjenje reagovanja zaštite, zbog zahteva za koordinacijom u delovanju zaštite. Međutim ovo vremensko zatezanje je neprihvatljivo za zaštitu transformatora velikih snaga koji se koriste u distribuciji i prenosu, zbog pogona/stabilnosti sistema i troškova popravki/vremena trajanja van pogona.

Kvarovi transformatora se generalno klasifikuju u pet kategorija: kvarovi namotaja i priključaka, kvarovi jezgra transformatora, kvarovi kotla i pomoćnih uređaja, kvarovi regulacione sklopke, opasna pogonska stanja, dugotrajni i nepoznati kvarovi.

Slika 2.1. Statistika kvarova kod transformatora

3. DIFERENCIJALNA ZAŠTITA 3.1. Princip rada diferencijalne zaštite


Diferencijalna zaštita primenjuje se na više elemenata elektroenergetskog sistema, kao što su vodovi, sabirnice, generatori i transformatori. Opšta blok šema diferencijalne zaštite data je na slici 3.1.

Slika 3.1. Blok šema diferencijalne zaštite

Ova zaštita treba da štiti od kvarova unutar štićene zone dok za kvarove

van te zone ne sme da reaguje. Štićena zona diferencijalne zaštite određena je položajem strujnih transformatora ST1 i ST2 koji mere struje na oba kraja štićenog elementa. Diferencijalna ili radna struja releja (eng. operating current, differential current) Idif dobija se kao

(3.1.)

gde su i sekundarne struje strujnih transformatora. U idealnom slučaju kada su karakteristike strujnih transformatora ST1 i ST2 jednake prilikom normalnog radnog stanja štićenog elementa ili kvara van štićene zone struje na oba kraja su iste te je diferencijalna struja releja jednaka nuli. Ako se pojavi kvar između strujnih transformatora ST1 i ST2 ove struje su različite i javlja se značajna diferencijalna struja koja izaziva reagovanja releja. U realnim situacijama diferencijalna struja nije jednaka nuli, već i u normalnim radnim režimima postoji neka struja debalansa. Ona se javlja used nesavršenosti strujnih transformatora i nejednakosti njihovih karakteristika, kao i niza drugih faktora. Relej ne sme da reaguje za ovu struju debalansa, pa se postavlja prag osetljivosti, odnosno minimalna struja ispod koje relej ne reaguje (Imin na slici 3.2.).

Struja debalansa raste sa porastom struje kroz strujne transformatore tako da diferencijalna struja brzo nadvisuje ovaj prag. Da bi se izbeglo neželjeno reagovanje u ovom slučaju pristupilo se upotrebi strujnih stabilizovanih diferencijalnih releja. Tradicionalna rešenja strujnih stabilizovanih releja imali su,

ST2 ST1

150 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. pored radnog, i stabilizaciono kolo (namotaj ili most, u zavisnosti od realizacije) i radili su na principu strujne vage: radna struja teži da aktivira a stabilizaciona da blokira relej.

U numeričkim relejima diferencijalna i stabilizaciona struja formiraju se softverski kao određena kombinacija ulaznih struja. Struja stabilizacije (eng. restraining current) obično je data jednim od sledećih izraza:

(3.2.)

(3.3.)

(3.4.)

Relej će reagovati ako je diferencijalna struja veća od određenog procenta

stabilizacione struje tj. ako je

(3.5.) Na ovaj način se dobija procentualna strujna zaštita (eng. percentage

current protection). Karakteristika Idif=f(IS) data je na slici 3.2.

Oblast reagovanja

Oblast blokiranja

nagibom

Karakteristika sa

Idif

Imin

InT Is Slika 3.2. Procentualna karakteristika diferencijalnog releja

Dalje unapređenje diferencijalne zaštite transformatora predstavlja upotreba karakteristike sa dvostrukim nagibom Do nje se došlo u cilju prevazilaženja neželjenog reagovanja usled struja debalansa izazvanih zasićenjem strujnih transformatora koje nastupa prilikom vanjskih kvarova sa velikom strujom kvara.


Pojedinosti vezane za realizaciju konkretne diferencijalne zaštite nametnute su specifičnostima štićenog elementa (npr. voda ili transformatora). U sledećem poglavlju biće obrađene specifičnosti diferencijalne zaštite transformatora.

3.2. Specifičnosti fazne diferencijalne zaštite transformatora Najčešća zaštita energetskih transformatora je fazna diferencijalna

zaštita.Obavezna je za jedinice sa Sn >8 MVA. Za manje jedinice se ređe koristi zbog visoke cene.

Ova zaštita štiti transformator od: • međufaznih kratkih spojeva, • faznih kratkih spojeva (unutar namotaja iste faze, eng. turn-to-turn faults), • jednofaznih kratkih spojeva ako je zvezdište transformatora direktno uzemljeno.

Fazna diferencijalna zaštita je kompleksnija od diferencijalne zaštite vodova i sinhronih generatora zbog nekoliko razloga. Struje sekundara i primara energetskog transformatora nisu jednake. (3.6.)

gde je skalarni prenosni odnos transformatora. Ulazne struje fazne diferencijalne zaštite u normalnim radnim režimima su po modulu jednake samo ako su primarne nominalne struje glavnih strujnih transformatora jednake nominalnim strujama primara i sekundara energetskog transformatora. Pošto su primarne struje strujnih transformatora standardizovane može doći do pojave struje debalansa. Njeno nepovoljno dejstvo eliminiše procentualna karakteristika. Kod transformatora sa podešavanjem na 30% od , a kod regulacionih transformatora, kod kojih je , na 35÷40% od .

Kod sprege energetskog transformatora različite od Yy0 struje primara i sekundara nisu u fazi. Pre dovođenja u diferencijalni relej, zbog prethodno navedenih razloga, potrebno je prilagoditi sekundarne struje glavnih strujnih transformatora. Kod analognih izvedbi faznih diferencijalnih zaštita ovo prilagođenje vrše strujni međutransformatori. Neke varijante statičke fazne diferencijalne zaštite transformatora kao ulazni podatak koriste kompleksni prenosni odnos. Na releju postoje preklopnici koji se stavljaju u određeni položaj zavisno od sprege i sprežnog broja energetskog transformatora, te ne zahtevaju upotrebu strujnih međutransformatora. Digitalna fazna diferencijalna zaštita takođe ne zahteva upotrebu strujnih međutransformatora, jer se u odgovarajućim algoritmima uzimaju u obzir kompleksni prenosni odnos energetskog transformatora i prenosni odnosi glavnih strujnih transformatora.

Postoje još neke specifičnosti vezane za zaštitu energetskih transformatora: • struja magnećenja izazvana tranzijentnim pojavama u transformaturu, koja nastaje u slučaju uključenja transformatora, skoka napona nakon otklanjanja kvara u mreži ili nakon uključenja transformatora u paralelnom radu,

152 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. • prepobuđenost transformatora, • zasićenje strujnih transformatora koje nastupa prilikom kvarova van štićene zone sa velikom strujom kvara.

Razlikovanje struja unutrašnjih kvarova od diferencijalnih struja izazvanih strujom magnećenja usled nekog od nabrojanih stanja predstavlja veoma kompleksan problem. Kod primene diferencijalne zaštite transformatora nailazi se na problem raziike struja (po modu i faznom stavu) sa njegovih strana. Dodatnu složenost u ovaj problem unosi i fazni pomeraj sprege transformatora ukoliko je različit od 0 sati. Ako je pomenuti pomeraj razlčit od 0 sati, tada se svaka od simetričnih komponenti struja po drugoj zakonitosti preslikava (ili se u zavisnosti od sprege, nulta komponenta uopšte ne preslikava) sa jedne na drugu stranu transformatora.Neka se razmatra transformator čiji su namoti povezani u trougao i zvezdu čije zvezdišt može biti uzemljeno ili neuzemljeno. Ako je satni broj sprege npr. Kss=5, tada su fazori napon i struja niženaponske strane pomereni za Kss sati u smeru kazaljke sata u odnosu na fazore s višenaponske strane u direktnom režimu. U inverznom režimu taj pomeraj iznosi 12-Kss sati. Ako j sprega transformatora takva da se nulta komponenta napona i struja prenosi kroz transfonmator ,pomeraj može da iznosi ili 0 ili 6 sati bez obzira na satni broj sprege. Kod primene diferencijalne zaštite za zaštitu transformatora nailazi se i na problem da strujni transformatori, koji su neizostavni deo diferencijalne zaštite, imaju prenosni odnos koji je standardizovan i koga, u opštem slučaju, nije moguće izabrati tako da bude isti kao prenosni odnos štićenog transformatora.

Rešenje za gore navedene problem je nađeno u korišćenju međutransformatora u diferencijalnoj zaštiti. Analogna razmatranja važe i u slučaju tronamotajnih transformatora. Glavni strujni transformatori i međutransformatori se dobijaju sprezanjem monofaznih strujnih transformatora. Sekundami namoti glavnih strujnih transformatora su povezani u zvezdu i uzemljeni (zbog sigurnosnih razloga). Zbog takvog izbora sprege i sa sekundame strane u glavnim strujnih transformatorima, u nekim slučajevima, može da se uspostavi tok nulte komponente struje. Zato je neophodno da, u slučajevima kada se sa sekundame srane glavnih strujnih transformatora može uspostaviti tok nulte komponente struje, strana međutransformatora ka glavnim strujnim transformatorima bude povezana u zvezdu i uzemljena kako bi se omogućio nesmetan tok ove komponente struje. Istovremeno, drugi namot međutransformatora mora biti povezan u trougao kako bi se eliminisao tok nulte komponente struje ka releju. Nakon izbora sprege, potrebno je izabrati odgovarajući satni broj sprege i prenosni odnos međutransformatora tako da fazori struja sa obe strane releja u direktnom i inverznom režimu budu isti. Izbor sprege i satnog broja međutransformatora zavisi od sprege i satnog broja Stićenog transformatora. Podaci za ovaj izbor su dati u tabeli 4.1. U ovoj tabeli su date sprege koje se najčeše mogu naći u našem elektroenergetskom sistemu. U prvoj koloni ove tabele su date sprege i satni brojevi sprege štićenog transformatora, dok su u drugoj i trećoj koloni date odgovarajuće sprege i satni bojevi sprega međutransformatora MT1 i MT2, respektivno.

Postoji još jedan problem kod primene diferencijalne zaštite. Pri uključenju transformatora može da dođe do delovanja zaštitom usled velikih struja


magnetizacije. Kod starijih konstrukcija diferencijalnih zaštita ovaj problem se rešava blokadom zaštite u kratkom periodu nakon uključenja.

To rešenje nije u potpunosti zadovoijavajuće, jer nije rešen problem ako nastane i kratak spoj pri uključienju. Takav kratak spoj se elimtniše tek nakon isteka blokade zaštite, što u nekim slučajevima može biti isuviše dugo vreme. Da bi se prevazišao ovaj problem, kod novijih konstrukcija zaštite za detekciju prelaznih procesa pri ukjučenju se koriste harmonici struje magnetizacije. Ako ovi harmonici imaju intenzitet veći od zadatog, blokira se rad zaštite za vreme trajanja procesa uključenja. Ako bi se pri uključenju dogodio kratak spoj, diferencijalna zaštita bi se odmah deblokirala I njom bi se delovalo.

4. IZBOR MEĐUTRANSFORMATORA Obično se za određeni spoj štićenog transformatora upotrebljava isti spoj

međutransformatora. Može se upotrebiti i drugi ravnopravan spoj kod kojeg se dobije isti fazni pomak. Kada se štiti transformator čije je zvezdište uzemjeno direktno ili preko niskonponskog otpora (impedanse), potrebno je sa određenim spojem međutransformatora sprečiti nepotrebno delovanje diferencijalne zaštite kod spoljnih zemljospoja u mreži. To se postiže tako što se između diferencijalnog releja i i one strane štićenog transformatora sa uzemljenim zvezdištem ugradi međutransformator čija je jedna strana spojena u trougao. Time se postiže raspodela jednofazne struje zemljospojeva na sve tri faze u međutransformatorima isto tako kao što se u štićenom energetskom transformatoru u spoju DY jednofazna struja zemljospoja rasporedi na ostale faze.Pri izboru međutransformatora potrebno je voditi računa da kroz diferencijalni relej pri normalnom opterećenju transformatora prolazi nazivna struja diferencijalnog releja(5A ili 1A), jer tada struja delovanja releja odgovara njegovoj podešenoj struji. Pri izboru međutransformatora potrebno je voditi računa da kroz diferencijalni relej pri normalnom opterećenju transformatora prolazi nazivna struja diferencijalnog releja(5A ili 1A), jer tada struja delovanja releja odgovara njegovoj podešenoj struji. Ako to nije postignuto, treba razliku u struji uzeti u obzir kod podešenja struje releja.Neka je sprega i satni broj sprege štićenog transformatora Dy5 (namot štićenog transformatora povezan u trougao se nalazi sa strane gde je glavni strujni cransformator). U tabeli 4.1. se može zapaziti da su u tom slučaju međutransformatori MT1 i MT2 sprege i satnog broja Yy0 i Yd7, respektivno. Razmatranja koja slede u vezi sa ovim primerom posebno se odnose za svaki od simetričnih režima, a započinju sa razmatranjima vezanim za direktni režim. Izborom ovakvog međutransformatora MT1 ne unosi se fazni pomeraj u odnosu na vrednosti koje se mere glavnim strujnim transformatorom. Stoga je fazni stav struje koja sa strane 1 ulazi u diferencijalni relej jednak nuli (nema pomeraja u odnosu na struju koja teče ka štićenom transformatoru). Da bi se odredio fazni stav struje koja sa strane 2 ulazi u diferencijalni relej potrebno je odrediti fazni pomeraj koji se unosi spregom štićenog i međutransformatora MT2. Satni broj sprege štićenog transformatora je Kss=5, pa su fazori struje sa strane glavnog strujnog transformatora GT2 pomereni za 5 sati. Međutransforrnatorom MT2 fazni stav

154 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. struje se pomera dodatno za još 7 sati, u odnosu n glavni strujni transformator GT2, što čini ukupno 12 sati u odnosu na fazni stav struje kod glavnog strujnog transformatora GT1. Prema tome, nema faznog pomeraja između struja koje ulaze u relej u direktnom režimu.

Tabela4.1. Sprege i satni brojevi međutransformatora

Osnovni problem kod projektovanja diferencijalne zaštite transformatora je prilagođenje sekundarnih struja strujnih transformatora, kako po iznosu tako i po faznom stavu, da bi razlika struja bila stvarno jednaka nuli. Pošto su lako moguće greške koje kasnije dovode do nepotrebnog delovanja zaštite, treba se pridržavati sledećih pravila:

1.Treba se strogo pridržavati načela da se kod crtanja šema smatra da su glavni strujni transformatori međutransformatori gledano primarno i sekundarno motani u istom smeru, tj. Da su im stezaljke K-k i L-l uvek na istoj strani.

2.Međutransformatori su po pravilu monofazne jedinice i odgovarajućim spojem čine trofazni međutransformator. Pod prenosnim odnosom trofaznog transformatora normalno se smatra odnos primarne i sekundarne struje u dovodima transformatoru / .

3.Glavni strujni transformatori se u evropskim zamljama spajaju uvek u zvezdu. Zbog toga treba primarni namotaj međutransformatora,priključen na glavne strujne transformatore, biti uvek spojen u zvezdu. Na taj način omogućava se da se zvezdište međutransformatora spoji sa zvezdištem strujnih transformatora. Zajedničko zvezdište uzemljava se na jednom mestu. Za fazno prilagođenje ostaju samo različiti spojevi sekundara međutransformatora.

4. Ukoliko je neutralna tačka štićenog transformatora na posmatranoj strani uzemljena direktno, sekundarni namotaj međutransformatora trebao bi da bude spojen u trougao. Ovo je zbog toga što se kod jednopolnih kratkih spojeva u mreži pojavljuje nulta struja na sekundaru glavnih strujnih transformatora,koje bi mogle dovesti do nepotrebnog delovanja releja u koliko se ne bi spojile u sekundaru međutransformatora spojenog u trougao. Pri tome ne postoji opasnost od zatajenja releja kod jednopolnog kratkog spoja u štićenoj zoni, jer kroz diferencijalni namotaj protiče inverzna i direktna komponenta struje.

Štićeni transformator

MT1 MT2

Yy0 Yd5 Yd5 Yy5 Yd5 Yd11 Yd5 Yd5 Yy0 Yd11 Yd11 Yy0 Dy5 Yy0 Yd7 Dy11 Yy0 Yd1 Dd0 Yy0 Yy0 Dd5 Yy0 Yy6


5. Ukoliko je pripadajući namotaj štićenog transformatora spojen u trougao,sekundarni namotaj međutransformatora moze biti vezan bilo u trougao ili u zvezdu, prema zahtevu za faznim prilagođenjem sekundarnih struja.

6. Grupa spoja međutransformatora treba da je rakva da sekundarne struje međutransformatora koje ulaze u diferencijalni relej imaju isti fazni položaj(za svaku fazu posebno.

Kada je izabrana sprega i satni broj međutransformatora, potrebno je odrediti i njihov prenosni odnos. I kod običnih i kod regulacionih transformatora, izbor prenosnog odnosa međutransformatora se vrši za srednji polozaj regulacione sklopke kojom se menja prenosni odnos. Prenosni odnos međutransformatora se izračunava na osnovu sledećeg izraza:

(4.1.)

gde je:

, i2 - struje primarne, odnosno, sekundarne strane međutransformatora (primama strana je uvek ona strana koja je vezana za glavne strujne transformatore, S - nominalna snaga namota štidenog transformatora sa čije se strane postavlja međutransformator, U - nominalni napon tog namota, p - prenosni odnos glavnih strujnih transformatora uz taj namot,

- koeflcijent spoja sekundara međutransformatora (primar je uvek vezan u

zvezdu); vrednost ksp=l kada su namoti sekundara vezani u zvezdu, a ksp=l/ ,kada su namoti sekundara vezani u trougao (kada su namoti vezani u trougao odnos između fazne i linijske struje je upravo jednak pa se to mora kompenzovati kroz prenosni odnos međutransformatora),

- nominalna struja releja (obično 1A ili 5A). U novijim konstrukcijama diferencijalnih zaštita transformatora naijčešće

se koriste statički, numerički I mikroprocesorski releji. Prednost primene ovih u odnosu na elektromehaničke releje se ogleda u tome što se ne moraju koristiti međutransformatori za ostvarivanje odgovarajućeg faznog pomeraja, nego se to čini korišćenjem odgovarajućih elektronskih kola.

Za praktično podešavanje diferencijalne zaštite treba odabrati i minimalnu proradnu struju, odnosno karakteristiku diferencijalnog releja. Kod transformatora koji nisu regulacioni minimalna proradna struja se obično bira da iznosi oko 20% od nominalne struje releja, dok je kod regulacionih transformatora ta vrednost veća i iznosi od 30% do 40% od nominalne struje releja.

5.ZAKLJUČAK U ovom radu su prikazani problemi i rešenja za izvođenje diferencijalne

zaštite transformatora. Objašnjeni su svi uzroci pojave diferencijalne struje, kao i podešenja releja za najbrže i najtačnije reagovanje pri pojavi nekog od kvarova.

156 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Zaštitne funkcije i konstrukcija releja su napredovali i danas pružaju puno kvalitetniju i sigurniju zaštitu, a pri tom jednostavnije vezivanje i podešavanje. Najveci napredak je ostvaren u izostavljanju međutransformatora, kao fizičkih jedinica, i postizanje ogovarajuće sprege pomoću mikroprocesorskih kola što je omogućeno pojavom mikroprocesorskih releja.

Prednosti mikroprocesorske zaštite u odnosu na klasične releje su mnogobrojne. U današnje vreme mikroprocesorska zaštita se koristi za štićenje svih delova elektroenergetskog sistema. Kvalitetnija je i znatno širih mogućnosti u odnosu na klasičnu, omogućena je primena "inteligentnih" funkcija i postupaka, veći broj funkcija se povezuje u okviru jedne zaštite, omogućava se nadzor štićenog objekta i u slučajevima kada nema kvara, korišćenje grafičkog (ekranskog) prikaza, detaljan zapis svih parametara kvara, daljinski nadzor i upravljanje, stabilnost rada sa podešenim parametrima. Ovakva zaštita služi kao podrška sistemu upravljanja i automatizaciji pogona, omogućava samonadzor i samokontrola ispravnosti, postoji mogućnost prijave kvara releja odmah po nastanku (kod klasičnih releja kvar se može ustanoviti tek pri kontroli ili tek kada relej ne deluje), jednostavnije održavanje i zamena, značajno smanjenje broja ljudi potrebnih za ove poslove, održavanja praktično i nema, već se samo nadziru alarmi o eventualnoj neispravnosti, popravke se ne vrše, već samo zamene, značajno smanjen prostor koji se zahteva za montažu releja.

Objedinjavanjem funkcija releja u mikroprocesorskoj zaštiti gube se žičane veze koje su postojale između klasičnih releja, smanjuje se potreba za kontrolom veza, kao i mogućnost grešaka pri vezivanju i održavanju releja. Sa smanjenjem žičanih veza smanjuje se i verovatnoća eventualnog oštećenja tih veza zbog korozije ili drugih oštećenja. Ovo su razlozi zbog kojih su u poslednjih nekoliko godina numerički uređaji relejne zaštite potpuno istisnuli iz upotrebe elektromehaničke i statičke.

6. LITERATURA [1] Duško Bekut “Relejna zaštita” , FTN Novi Sad 1999..

[2] www.alstom com /grid/mp642/643/645 [3] English Book “Transformer_and_Transformer feeder protection”

[4] Jovan Nahman, Vladica Mijailović “Razvodna postrojenja” Akademska misao Elektrotehnički fakultet Beograd, Beograd 2005

[5] Tehničke preporuke 4, “Specifikacija za sistem mikroprocesorske zaštite i upravljanja u trafostanicama”. [6] A. Guzman, S. Zocholl, G. Benmouyal, H. J. Altuve: Performance Analysis of Traditional and Improved Transformer Differential Protective Relays, GE Power Management, http://www.geindustrial.com/pm

[7] Predavanja iz predmeta Eksploatacija EES, Specijalističke strukovne studije.

TEHNO-EKONOMSKA ANALIZA OPRAVDANOSTI IZGRADNJE REVERZIBILNE HIDROELEKTRANE SA

KONKRETNIM PRIMEROM

Dragan Brajovć1, Slobodan Ćirović 2, Terzić Aleksandar3

REZIME Tehno-ekonomska analiza predstavlja energetsko-ekonomski proračun za

postojeće tehničko rešenje izgrаdnje RHE „Bistricа“ u cilju аnаlize oprаvdаnosti izgrаdnje reverzibilne hidroelektrane „Bistricа“. Izgradnjom reverzibilne hidroelktrane „Bistricа“ postigla bi se veća fleksibilnost u procesu regulacije i upravljanja proizvodnim kapacitetima Elektroprivrede Srbije u uslovimа slobodnog tržištа električne energije.

Ključne reči: Akumulacioni bazen, pumpe-turbine, snaga turbine, termoelektrane, vetro generatori, potisnuta proizvodnja, vršna energija, troškovi pumpanja, angažovana energija, profit, investiciona ulaganja, operativni troškovi, povraćaj investicije, prihod.

TECHNO-ECONOMIC ANALYSIS OF FEASIBILITY OF BUILDING PUMPED HYDROPOWER STORAGE WITH

CONCRETE EXAMPLE

ABSTRAKT Techno-economic analysis represents energy-economic calculation for existing technical solution of building pumped-storage hydropower „Bistrica“, the aim of which is the analysis of feasibility of building pumped-storage hydropower „Bistrica“. If pumped-storage hydropower „Bistrica“ is built, greater flexibility in the control and management of manufacturing capacity of Serbia’s Electric-power industry in free energy market will be acheved. Key words: Storage pool, pump-turbine, power of turbine, termal power plants, wind generators, suppressed production, peak energy, expanses of pumping, engaged energy, profit, investments, operating costs, return of investment, income.

1. UVOD Cilj rаdа je dа se kroz pregled аktuelne situаcije nа regionаlnom tržištu

električne energije, kаo i kroz očekivаni rаzvoj proizvodnih kаpаcitetа (pre svegа se misli nа izgrаdnju nukleаrnih kаpаcitetа u Rumuniji i vetroelektrаnа) i prenosne mreže (izgrаdnjа dalekovoda Pančevo-Rumunija, kаblа Crnа Gorа-Itаlijа,...), kаko u zemlji tаko i u regionu, odredi pozicijа koju bi RHE „Bistricа“ moglа dа zаuzme nа regionаlnom tržištu električne energije. Tаkođe, cilj je i dа se predvidi kаko bi se plаnirаni rаdovi odrаzili nа cenu električne energije u regionu, kаo i dа se

1,3 Visoka škola tehničkih studija Čačak 2 Bates d.o.o Podgorica, Bulevar Svetog Petra Cetinjskog br.62

158 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. prikаže koje se mogućnosti zа sticаnje profitа postižu izgrаdnjom RHE „Bistricа“.Akcenat u radu stavljen je na prihodnu stranu, dok će za procenu investicionih ulaganja biti iskorišćeni već postojeći aktuelizovani proračuni koji su urađeni u okviru studije [1] „Analiza opravdanosti RHE Bistrica“ koje je za potrebe EPS-a izradio „Energoprojekt hidroinženjering“. Očekivаn rezultаt rаdа je ocenа isplаtivosti investicije, tj. određivanje vremenа potrebnog zа povrаtаk uložene investicije. Jedan od ciljeva rada je dа doprinese realizaciji ideje o grаdnji RHE „Bistricа“, kаo i dа ukаže nа prednosti njene grаdnje u odnosu nа neke druge proizvodne kаpаcitete čijа se grаdnjа tаkođe razmatra.

2. OSNOVNI ASPEKTI REVERZIBILNIH HIDROELEKTRANA Osnovni princip reverzibilne hidroelektrane (RHE) je skladištenje

električne energije koja je na raspolaganju u periodima slabije potrošnje u obliku hidraulične potencijalne energije pumpanjem vode iz rezervoara na maloj visini (donje akumulacije) u rezervoar koji je na većoj visini (gornja akumulacija), dok je tokom perioda vršnog opterećenja ovu potencijalnu energiju moguće ponovo pretvoriti u električnu energiju radom mašine u generatorskom režimu. Reverzibilne hidroelektrane uvode se u pumpni režim rada kada u elektroenergetskom sistemu ima viška električne energije. Takva situacija uglavnom nastaje tokom noći u elektroenergetskom sistemu sa dosta termo i nuklearnih elektrana koje bi zbog smanjene potražnje za električnom energijom trebalo isključiti do prvih jutarnjih časova. To se ne isplati jer su troškovi ponovnog pokretanja pomenutih elektrane veliki. Sa druge strane, termo i nuklearne elektrane (čija je uloga da pokrivaju bazni deo dijagrama opterećenja) ne mogu da smanje svoje snage ispod tehničkih minimuma, koji su dosta visoki (uglavnom je Pmin>0.7Pnom). Stoga je najbolje rešenje da se u toku noći reverzibilne hidroelektrane uvedu u pumpni režim rada i tako apsorbuju višak snage u elektroenergetskom sistemu (rade kao potrošači električne energije). U vreme dnevnih (odnosno večernjih) maksimuma potrošnje električne energije reverzibilne hidroelektrane rade kao izvori električne energije tako što voda iz gornje akumulacije pokreće turbine i dotiče u donju akumulaciju, i na taj način učestvuju u pokrivanju vrha dnevnog dijagrama potrošnje (varijabilnog dela dijagrama opterećenja).


Slika 1: Šematski prikaz reverzibilne hidroelektrane

3. REVERZIBILNA HIDROELEKTRANA “BISTRICA”

3.1. Projektovane tehničke karakteristike RHE “Bistrica“ • Kota max. nivoa u akumulaciji «Klak» 816,0m • Kota max. radnog uspora akumulacije «Klak 816,0m • Kota min. uspora akumulacije «Klak» 780.0m • Dužina dovodnog tunela Ø 7,4; Ø 6,0 m i Ø6,8 m 6442.0m • Dužina nadzemnog dela cevovoda 2 Ø 4,8m 1000.0m • Dužina podzemnog dela cevovoda 2 Ø 4,0 m 390,0m • Broj agregata 4 • Pmax na osovini u turbinskom radu 170MW • Pmax na osovini u pumpnom radu 170MW • Broj obrtaja 428o/min • Napon motora generat 18kV • Broj transformatora 4 • Nazivna snaga transformatora 180MVA

3.2. Karakteristike akumulacionog bazena U cilju stvaranja gornje akumulacije sistema RHE „Bistrica“ i povećanja

postojeće akumulacije „Radoinja“ u dolini reke Uvac, na oko 5km nizvodno od brane „Radoinja“, na prostoru mesta Klak, predviđa se izgradnja brane „Klak“.

Da bi se ostvarila predviđena kota akumulacije potrebno je na profilu „Klak“ izgraditi branu visine oko 90m iznad korita. Odabrano mesto brane nalazi se u kanjonskom delu Uvca. Širina brane u kruni je 10m, visina u koritu reke iznosi oko 90m, a dužina u kruni oko 240m, što ukazuje na činjenicu da gradnja brane ne iziskuje velike troškove.

160 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Akumulacioni bazen se prostire od brane „Klak“, pa sve do postojeće

Radoinjske brane. Basen se nalazi uglavnom u duboko usečenoj dolini Uvca. Od ukupno 324ha zemljišta, koliko se potapa akumulacijom „Klak“, 124ha su njive i livade, 180ha šumarice i pašnjaci, a 20ha rečno korito i neplodno zemljište.

Korisna zapremina akumulacije od kote 780m do kote 813m, iznosi približno 80x106m3, i služiće za izravnanje voda u dnevnom i nedeljnom ciklusu rada postojeće hidroelektrane „Bistrica” i novoprojektovane RHE „Bistrica”.

3.3. Elektrotehnička koncepcija RHE “Bistrica“ Predviđena su četiri motor-generatora, svaki snage od po 180MVA,

cos=0,95 u generatorskom režimu rada, koji se priključuju na trofazne blok transformatore snage od po 180MVA, prenosnog odnosa 420/18kV.

Pokretanje agregata za pumpni režim rada predviđeno je na dva načina: statičkim pretvaračem napajanim iz sistema 35 kV (HE i TS „Potpeć“) snage od oko 12.5MVA i sistemom „back to back“ međusobno.U RHE „Bistricа“ usvojena su četiri agregata sa pumpnim turbinama. Pumpe - turbine su Francisovog tipa. Presek reverzibilne turbine Francisovog Ispred svake pumpne turbine (posmatrano u turbinskom pogonu) postaviće se po jedan kuglasti zatvarač prečnika 1,95m.

4. REVERZIBILNA HIDROELEKTRANA “BISTRICA”

4.1. Uticaj na optimizaciju rata termoelektrana Najveći deo energije potrebne za pumpanje vode u akumulaciju „Klak“

obezbedio bi se iz termoelektrana. Razlog za to leži u činjenici da tokom većeg dela godine postoji problem „prolaska“ kroz noćni minimum, tako da se tokom noći značajan deo termo blokova potiskuje na tehnički minimum. To je prilično nepopularan potez s obzirom na to da je poznato da termoelektrane imaju najveći stepen iskorišćenja kada rade na nominalnom opterećenju. Osim toga, rad na tehničkom minimumu, kao i česte promene snage kod starijih blokova prouzrokuju nestabilan rad što za posledicu ima njihove češče ispade, kao i veće troškove održavanja. Zbog toga je poželjno da se umesto obaranja blokova na tehnički minimum, ta energija iskoristi za rad reverzibilnih hidroelektrana u pumpnom režimu. U Tabeli 1. dat je prikaz potisnute proizvodnje električne energije usled obaranja termoelektrana na tehnički minimum a koja bi se mogla iskoristiti za pumpanje vode.

Tabela 1: Potisnuta proizvodnja u GWh usled obaranja termoelektrana na tehnički minimum

Godina 2006 2007 2008 2009 2010 Prosek

Total 2460,115 820,715 736,185 1447,235 1604,445 1413,739

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 161 4.2. Uticaj RHE „Bistrica“ na rad drinsko-limskih

hidroelektrana S obzirom na činjenicu da bi Potpećko jezero istovremeno predstavljalo

donju akumulaciju RHE „Bistrica“ i gornju akumulaciju HE „Potpeć“, angažovanjem RHE „Bistrica“ u pumpnom režimu za vreme preliva na HE „Potpeć“ u dobroj meri se mogu umanjiti prelivi na HE „Potpeć“, kao i na drinskim hidroelektranama „Višegrad“ (koja je u vlasništvu Elektroprivrede Republike Srpske), „Bajina Bašta“ i „Zvornik“, koje u većini slučajeva prelivaju jednovremeno. Potreban uslov za to je da u akumulaciji „Klak“ ima dovoljno prostora za pumpanje vode, kao i da u sistemu ima dovoljno energije za pumpanje ili da je ekonomski opravdana kupovina električne energije za pumpanje na tržištu električne energije. Vrednosti prelivene energije u GWh na HE „Potpeć“ čiji bi preliv bilo moguće izbeći postojanjem RHE „Bistrica Tabeli 2.

Tabela 2: Rezultati analize smanjenja preliva na HE „Potpeć“ u GWh

Godina 2007 2008 2009 2010 Prosek

Total 0,56 5,41 10,80 18,46 8,81

5. FINANSISKI POKAZATELI IZGRADNJE RHE “BISTICA” U cilju ilustracije osnovnih finansijskih pokazatelja RHE “Bistrica“

izvršena je delimična finansijska analiza sa ciljem da se ilustruje odnos prihoda i troškova objekta na osnovu aktuelnih cena energije i snage i osnovnih (najvažnijih) efekata koji se postižu angažovanjem u sistemu EPS-a.

5.1. Investiciona ulaganja u RHE „Bistrica“ Za procenu investicionih ulaganja koja su prikazana u tabeli 2 iskorišćena

je aktuelizovana studija „Energoprojekt hidroinženjeringa“.

Tabela 2: Procena investicionih ulaganja u RHE „Bistrica“

Investicija Reni broj Vrsta radova € % 1. GRAĐEVINSKI RADOVI 196,381,641.0 35,53

1.1 Pripremni radovi 30,405,800.0 5,50 1.2 Glavni građevinski radovi 148,122,964.0 26,80

1.2.1 Zaštita od akumulacije Potpeć 3,186,300.0 0,58 1.2.2 Brana Klak 28,603,852.0 5,17 1.2.3 Dovodno-odvodni tunel sa vodostanom 62,272,723.0 11,27 1.2.4 PS Bistrica, ulazno izlazna građevina i RP 28,125,579.0 5,09 1.2.5 Stalni pristupni putevi 20,876,800.0 3,78 1.2.6 Ostali radovi 5,057,710.0 0,91 1.3 Nepredviđeni radovi 1,852,877.0 3,23

162 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 2. OPREMA 302,123,987.0 54,66

2.1 Hidromehanička oprema 64,186,792.0 11,61 2.2 Mašinska oprema 80,011,892.0 14,47 2.3 Elektro oprema 118,125,303.0 21,37 2.4 Dalekovod 35kV i 400kV 3,980,000.0 7,20 3. OSNIVAČKA ULAGANJA 48,797,799.0 8,83

3.1 Otkup i odštete 10,732,400.0 1,94 3.2 Izmeštanje puteva, spoljni vodovod i ostalo 1,328,000.0 0,24 3.3 Studije i istrage 5,891,449.0 1,07 3.4 Projektovanje 10,423,310.0 1,89 3.5 Stalni nadzor i troškovi investicije 20,422,640.0 3,69

UKUPNO INVESTICIJE 547,303,427.0 99,01 TRAJNA OBRTNA SREDSTVA 5,473,034.0 0,99 SVEGA INVESTICIJA 552,776,461.0 100,00

5.2. Proračun prihoda RHE „Bistrica“ Proračun strukture prihoda RHE “Bistrica“ sačinjen je na osnovu

mogućnosti za prodaju EP („Euro peak“) energije svakog radnog dana od 08 do 20h na tržištima jugoistočne i centralne Evrope, kao i na osnovu mogućnosti za davanje sistemskih usluga operatoru prenosnog sistema u Srbiji, kao i operatorima iz regiona.

Proračun prihoda od prodaje EP energije sačinjen je sa cenom ove energije od 70€/MWh, što predstavlja aritmetičku sredinu cene ove energije pre početka svetske ekonomske krize (2008. godina) kada je njena cena radnim danom iznosila preko 80€/MWh, i cene ove energije u periodu nakon početka svetske ekonomske krize (od 2009. do 2011. godine), kada je njena cena radnim danom iznosila nešto ispod 60€/MWh na tržištima jugoistočne i centralne Evrope.

Tabela 3: Struktura godišnjih prihoda po kategorijama

Kategorija prihoda Rezerva 1 Rezerva 2 Prodaja EP Ukupno

Cena zakupa snage [€/MW] 43,000.0 15,000.0 Cena energije [€/MWh] 185 120 70 79,7

Angažovana snaga [MW] 300 120 280 700 Angažovana energija [MWh] 50,000.0 70,000.0 829,000.0 949,000.0

Prihod [€] 22,150,000.0 10,200,000.0 58,030,000.0 90,380,000.0

5.3. Period povraćaja investicije Za ocenu efektivnosti investicije upotrebljena je metoda perioda povraćaja

investicije koja je i pored toga što spada u statičke metode (i kao takva ne uvažava eksplicitno vremensku vrednost novca) jedna od najčešće korišćenih metoda. Period povraćaja se meri brojem godina u kojim inicijalni kapitalni izdatak treba da se otplati iz neto godišnjeg novčanog toka, u ekonomskom veku trajanja projekta za koji je taj izdatak učinjen.

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 163 Tabela 4: Period povraćaja investicije

Inicijalni kapitalni izdatak [€] 552,776,461.0 Fiksni operativni godišnji troškovi [€] 12,300,000.0

Varijabilni operativni godišnji troškovi [€] 37,085,830.0

Ukupni godišnji troškovi [€] 49,385,830.0 Ukupni godišnji prihodi [€] 90,380,000.0

Godišnji iznos neto novčanog toka [€] 40,994,170.0 Vreme povraćaja u godinama 13,48

6. ZAKLJUČAK Prethodna energetsko-ekonomska analiza nedvosmisleno je pokazala:

• da postoji potreba za pokrivanjem vršnog dela dijagrama opterećenja sistema,

• da postoji mogućnost pumpanja na račun potisnute termo proizvodnje u periodima malih opterećenja sistema (noću), čime se postiže efikasniji rad termoelektrana,

• da se izgradnjom RHE „Bistrica“ postiže bolje vrednovanje energije iz akumulacija „Uvac“ i „Kokin Brod“,

• da se izgradnjom RHE „Bistrica“ u značajnoj meri smanjuju prelivi na HE „Potpeć“, kao i na drinskim hidroelektranama,

• da postoji mogućnost kupovine energije za potrebe pumpanja po povoljnim cenama na tržištima jugoistočne i centralne Evrope,

• da je u slučaju izgradnje perspektivnih vetroelektrana u južnom Banatu neophodna izgradnja reverzibilne hidroelektrane zbog potrebe da se proizvodnja vetroelektrana balansira, kao i zbog optimalne hidro-termo-vetro koordinacije,

• da postoji mogućnost pružanja sistemskih usluga (rezerva, balansna snaga i sl.) operatoru prenosnog sistema u Srbiji, kao i operatorima iz regiona,

• da postoji mogućnost plasmana proizvodnje vršne energije na tržištima jugoistočne i centralne Evrope, i

• da je period povraćaja investicije izuzetno kratak.

Imajući u vidu prethodno nabrojano, kao i to da su metodom perioda povraćaja investicije obuhvaćeni samo primarni efekti (objekat je posmatran kao zaseban), dok su sekundarni efekti koji se postižu optimizacijom rada proizvodnih kapaciteta EPS-a zanemareni, jasno je da ovaj projekat ima izuzetnu perspektivu. U skladu sa tim, potrebno je nastaviti sa aktuelizacijom projektne dokumentacije i sagledavanju nove investicione vrednosti RHE „Bistrica“.

164 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 7. LITERATURA [1.] Energoprojekt hidroinženjering: Analiza isplativosti RHE Bistrica, Beograd, 2011; [2.] M. S. Ćalović, A. T. Sarić i P.Č. Stefanov: Eksploatacija elektroenergetskih sistema u uslovima slobodnog tržišta: Tehnički fakultet Čačak, Beograd, 2005; [3.] Ž. Đurišić i ostali: Analiza karakteristika vetra u Južnom Banatu i uslovi integracije vetroelektrana u EES Srbije, Elektroprivreda broj 3, Beograd, 2011. [4.] http://www.hydroworld.com/industry-news/pumped-storage-hydro.html

PROJEKTOVANJE OSVETLJENJA SPORTSKIH TERENA

Dragan Brajović1 , Vladan Mutapović1 , Dragan Lučić2

REZIME Rad prikazuje probleme na koje treba obratiti pažnju prilikom projektovanja

osvetljenja sportskih objekata otvorenog i zatvorenog tipa. Prikazan je i Ulusse programski paket koji se odlikuje kako fleksibilnošću, tako i brzinom pristupa. Namenjen je projektovanju javnog osvetljenja i nudi korisniku sva moguća rešenja pomoću kojih se postižu zadati svetlotehnički zahtevi.

Ključne reči: stadion, osvetljenje, proračun, problem.

LIGHTING DESIGN OF SPORTS FACILITIES

ABSTRACT The paper addresses the problem of designing the lighting of open and closed

sports facilities. It demonstrates the Ulusse software package, which characterizes flexibility and speed of access. It is intended for the design of the street lighting and it offers its user all possible choices by which given Illumination requirements can be achieved.

Key words: stadium, lighting, estimate, problem.

1. UVOD Neosporno je da je uživanje u praćenju nekog sportskog događaja najveće

ako se on odvija pri dnevnoj svetlosti i lepom vremenu. Na žalost, savremeno radono vreme je dovelo do toga da se većina sportskih takmičenja organizuje u večernjim satima. Tako je veštačko osvetljenje postalo nezaobilazna faza u izgradnji novih ili rekonstrukciji postojećih sportskih objekata. Da bi se ostvarilo kvalitetno osvetljenje određenog sportskog objekta, potrebno je dobro proučiti i precizno definisati osnovne zahteve koje je potrebno ispuniti da bi se postigli dobra vidljivost i potreban vidni komfor. Za osvetljenje ćemo reći da je postiglo cilj ako omogućava jasno raspoznavanje svih detalja takmičenja, bez obzira da li se događaj prati sa samog terena, gledališta ili preko TV ekrana.

Sa uvidom na prethodno navedene probleme stvoren je programski alat Ulysse kompanije Minel Schreder. Program je profesionalni alat za projektovanje javnog osvetljenja, koji nudi fleksibino radno okruženje u fazama projektovanja daje prikz proračuna i konpletnu grafičku dokumentaciju.

1 VŠTSS Čačak 2 Tara d.o.o., Trebinje

166 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 2. DEFINICIJE KARKTERISTIČNIH DIMENZIJA TERENA Veoma je važno pravilno definisati dimenzije sportskih terena i granice u

okviru kojih se odvijaju sportske aktivnosti. Takođe je neophodno odrediti proračunsko polje tačaka u kojima se vrši izračunavanje, odnsno merno polje tačaka u kojima se vrši merenje relativnih fotometrijskih veličina.

2.1 Stvarna i ukupna površina za takmičenje - Stvarna površina terena (principal area – PA)

Za svaku sportsku disciplinu definisane su dimenzije glavnog terena karakteristične za tu vrstu sporta. Za pojedinačne sportive (fudbal i vaterpolo npr.) u okviru tako obeleženog terena odigrava se ceo sportski događaj.

- Ukupna površina za takmičenje (total area –TA) Neki sportovi (na primer tenis, stoni tenis i odbojka) odvijaju se značajno izvan zvanično obeleženog glavnog terena. U tim slučajevima definiše se ukupna površina za takmičenje (TA), koja uključuje i službeno obeleženi teren (PA). Sa gledišta potreba za osvetljenjem, ovde se tretira kompetna površina TA.

2.2 Proračinsko i merno polje tačaka Dimenzije proračunskog (mernog) polja zavise od površine terena za

takmičenje,geometrije instalacije osvetljenja, raspodele svetlosnog intenziteta primenjenih svetiljki i zahtevane preciznosti prorčuna,odnosno merenja. Iako se ova zavisnost ne može jednostavno izraziti, u praksi se maksimalna dimenzija (p) okca mreže proračunskog polja (koje je po pravilu pravougaonog oblika) određuje pomoću formule: P=0,2x5logd (1)

u kojoj je sa d označena dužina stvarne površine terena (PA) Broj tačaka po dužini dmenziji proračunskog polja određen je neparnim

celim brojem (2n+1) koji je najbliži odnosu d/p (kao na slici 1). Time je određeno stvarno rastojanje između susednih tačaka po dužuj dimenziji proačunskog polja (označeno sa c na slici1). C=L(2n+1) (2) (sa L je označen dužina ukupne površne za takmičenje – TA)

Na osnovu njega se onda određuje neparan broj (2m+1) koji je najbliži odnosu b/c (sa b je označena kraća dimenzija PA). On predstavlja broj tačaka po kraćoj dimenziji proračunskog polja.Na ovaj način je postignuto da dimenzije okca mreže proračunskog polja budu približno jednake, odnosno: a = W/ (2m+1) ≈ c (3) (sa W je označena širina ukupne površine za takmičenje – TA)

Proračunsko polje se definiše da bi se što tačnije proverila ispunjenost zadatih fotometrijskih perfomansi pomoću kojih se prikazuje kvalitet osvetljenosti terena. Merno polje može da bude indentično proračunskim, ali to obično dovodi do prekomernog broja mernih tačaka. Obrazovanje proračunskog polja sa neparnim brojem i po duzini i po šitini terena omogućava redukovanje broja tačaka mernog

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013 167 polja, uzimanjem u obzir svake druge proračunske tačke. Napomenimo da je broj mernih tačaka stvar dogovora investitora i izvođača instalacije osvetljenja. Napomenimo takođe da razlika srednjih vrednosti izmerenih i izračunatih vrednosti ne bi trebalo da bude veća od 10%.

Slka 1. Primer proračunskog i mernog polja tačaka

a-širina okca, b-širina stvarne površine terena(PA), c-dužina okca,d-dužina stvarne površine terena (PA), Wp- širina proračunskog polja,Lp –dužina proračunskog polja, W-širina ukupne površine za takmičenje (TA), •- proračunska tačka,

-merna tačka. 3. FAKTORI KVALITETA OSVETLJENJA SPORTSKIH OBJEKATA Osnovni faktori vrednovanja instalacije osvetljenja jednog sportskog

objekta su: - Horizontalna osvetljenost - Vertikalna osvetljenost - Ravnomernost osvetljenosti - Ograničenje blještanja - Modelovanje senke - Boja svetlosti i reprodukcija boje 3.1 Horizontalna osvetljenost Pošto je teren najveći deo polja posmatrnja kako takmičara, tako i

gledalaca, osvetljenost horizontalne ravni u nivu površine tla (horizontalna osvetljenost) služi kao pokazatelj nivoa ljudskog oka. Zbog toga, a i zato što osvetljen sportski teren služi kao vizuelna pozadina, važno je da se na njemu ostvari odgovarajući nivo horizontalne osvetljenosti.

3.2 Vertikalna osvetljenost Bitan uslov za prepoznavanje predmeta i takmičara, kao i za praćenje

kretanja sportskih rekvizita na terenu, je da dovoljna količina svetlosti dospeva do vertikalnih ravni koje su nomalne na pravce posmatranja. Provera ispunjenosti ovog zahteva vrši se pomoću vrednosti vertikalnih osvetljenosti u ovim ravnima. Iz ovog jasno proizilazi da je za takmičare i sudije važna vertikalna osvetljenost

168 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. ostvarena u svim pravcima,dok je za gledaoce broj ovih pravaca značajno manji. Praksa je pokazala da se vertikale osvetljenosti potrebne gledaocima i takmičarima mogu smatrati ostvarenim, ako su ispunjeni zahtevi za horizontalnom osvetljenošću.

3.3 Ravnomernost osvetlenosti Odgovarajući stepen osvetljenosti i u horizontalnim i u vertikalnim

ravnima sigurno sprečava moguće probleme takmičara i gledalaca vezane za adaptaciju. Takođe nema potrebe da se TV kamere stalno podešavaju za razne smerove posmatranja. U slučaju nedovoljne ravnomernosti osvetljenosti postoji opasnost snimanja da se takmičar ili rekvizit na pojedinim mestima terena ne uočavaju dovoljno jasno. Ravnomernost osvetljenosti se prikazuje ili preko odnosa minimalne i maksimalne vrednosti osvetljenosti tačaka proračunskog polja.

U1 = Emin/Emax (4) ili preko odnosa minimalne i srednje osvetljenosti tačaka proračunskog polja:

U2 = Emin /Esr (5)

3.4 Blještanje Uz nivo osvetljenosti, ograničenje blještanja predstavlja najvažniji faktor kvaliteta instalacije osvetljenja bilo kog sportskog objekta. Blještanje je po pravilu neprijatnija pojava od nedovoljnog nivoa osvetljenosti. Javlja se kao posledica pojave izvora svetlosti značajno veće sjajnosti od prosečne sjajnosti vidnog polja, na koju je oko bilo adaptirano. U sportskim objektima ova neprijatna pojava dovodi do smanjenja vidnog komfora i to kako takmičara i sudija, tako i gledalaca oko terena i na tribinama.

Blještanje je naročito kritično kod onih sportova kod kojih se praćenjem lopte pogled usmerava skoro do gornjeg vertikalnog položaja. U takvim slučajevima ono ne može u potpunosti da se izbegne. 3.5 Modelovanje i senke

Modelovanje se definiše kao sposobnost svetlosti da istakne trodimenzionalnu formu i strukturu nekog objekta. Dobro modelovanje podrazumeva isticanje strukturnih delova prostora, aktera i rekvizita, sa ciljem da se ostvare prijatni i dopadljivi utisci o onome sto se dešava na osvetljenom terenu i oko njega. Svetlost ne sme da bude previše usmerena, jer bi proizvela tamne senke sa oštrim granicama (tvrde i neprirodne senke), niti suviše difuzna, jer tada otežava raspoznavanje pojedinih elemenata objekta, odnosno događaja u njemu. Za dobro modelovanje, odnosno ograničenje dužina i gustine senki koje stvaraju takmičari, u slučaju asimetričnog rasporeda reflektora preporučuje se da se od 60% ukupno instaliranog fluksa usmeri sa strane na kojoj se nalazi glavna kamera, a 40 % (i više) sa suprotne strane. Time se sa aspekta modelovanja i pojave senki obezbeđuju uslovi i za kvalitetno TV snimanje.

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013 169

3.6 Boja svetlosti i reprodukcija boje Svetlost izvora svetlosti i boje u prostoru predstavljaju značajne elemente

svakog ambijenta. Kako boja svetlosti, tako i reprodukcija boje zavisi od spektralne raspodele energije izabranog izvora svetlosti. Informacija o boji svetlosti određenog izvora može se dobiti preko (pridružene) temperature boje, koja se kreće u opsegu od 2000 K do 6000 K. Sposobnost izvora svetlosti da verno reprodukuje boje izražava se sa indeksom reprodukcije boje (Ra). Teorijski maksimalna vrednost ovog indeksa je 100, koja je dodeljena dnevnoj svetlosti i crnom telu.

4. RASPORED STUBOVA I REFLEKTORA Prilikom određivanja rasporeda stubova, odnosno reflektora, pored

pokušaja da se zadovolje svi fotometrijski kriterijumi, treba uložiti poseban napor da se elementi instalacije osvetljenja sportskog objekta sto bolje uklope u postojeće arhitektonsko okruženje. Pravovremena saradnja arhitekte i projektanta osvetljenja učiniće da pojava neophodnih dodatnih elemenata (stubova, reflektora, mačijih staza, kablovskih regala…) bitno ne naruši estetski doživljaj objekta. Pod pojmom stadion uglavnom se podrazumeva fudbalsko igralište sa ili bez atletske staze. U skladu sa svojim arhitonskim specifikacijama, stadion može biti pokriven, delimično pokriven ili što je najčešće potpuno otvoren. Ova podela nosi sa sobom i bitne razlike koje se tiču projektovanja njegove instalacije osvetljenja. U slučaju potpuno otvorenih stadiona, problem osvetljenja se po pravilu rešava postavljanjem četiri visoka stuba iz četiri ugla (kornera) igrališta (dijagonalni raspored stubova). Većina stadiona, koja je određena veličinom tribina i atletske staze, određuje visinu stubova, odnosno mesto montaže reflektora. Prema grafičkom prikazu na slici br. 3 potrebna visina stuba zavisi od udaljenosti temelja stuba od centra igrališta. Merodavan je ugao koji sa igralištem obrazuje prava koja spaja centar terena i srednju tačku najnižeg reda reflektora na stubu. Da bi blještanja kome su izloženi igrači i gledaoci bilo u okvirima dozvoljenog,ovaj ugao mora da iznosi bar 25o.

Slika 3 Određivanje visine stuba

Položaj stubova kod dijagonalnog rasporeda određen je uglovim prikazanim na silci br. 4. Stub se može postaviti samo u šrafirano polje, jer je tada beštanje kome je izložen golman u granicama prihvatljivog, a obezbeđuje se i

170 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. zadovoljavajuća vertikalna osvetljenost za potrebe pomoćne kamere, koja se nalazi iza gola.

Slika 4: Dijgonalni raspored stubova (tačke AiB redom prdstavljaju sredinu gol i aut linije)

Nedostatak dijagonalnog rasporeda stubova je u otežanom ostvarivanju potrebne vertikalne osvetljenosti, a posebno u srednjoj zoni svake od aut linija. Uz to visoki stubovi su po pravilu veoma skupi i daju relativno neprihvatljiv odnos između vertikalne i horizontalne osvetljenosti. S druge strane, prednost rešenja sa visokim stubovima raspoređenim u četiri ugla su kraće senke i značajno manje blještanje.

Čest je slučaj u praksi da je stadion samo delimično pokriven, pokriveni deo najčešće čine delovi tribna pokriveni nadstrešnicom. Preporučuje se da se nadstrešnice iskoriste za postavljanje dodatnih reflektora i instalacije osvetljenja. Za to postoje dva osnovna razloga :

Prvi ja da izgradnja nadstrešnice stvara uslove za pojavu senki (i polusenki) koji kreira svetlost reflektora na visokim stubovima u uglovima terena (kao sto je prikazano na slici br.5. Na delu grališta te senke ometaju projektovane efekte osvetljenja sa visokih stubova. Postavljanjem reflektora na konstrukciju nadstrešnice, moguće je senke ″ispeglati″ i postići potrebnu ravnomernost osvetljenosti.

Slika 5 Grafički rikaz pojave senki od nastrešnice.

Drugo, postavljanjem dodatnih reflektora na elemente nadstrešnice postižu

se veće vrednosti vertikalne osvetljenosti na svim delovima terena, čime se

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013 171 eliminiše osnovna mana instalacije osvetljenja pomoću četiri stuba. Na ovaj način se lakše obezbeđuju i uslovi za TV snimanja i prenose.

Kod stadiona sa pokrivenim tribinama, koristi se bočni raspored reflektora. Oni se kontinualno ili u grupama raspoređuju u elemente krovne konstrukcije, paralelno dužim ivicama terena (kao na slici 6).

Na slici br. 5 su posebno naglašena mesta predstavljena nešrafiranim površinama, koje ne treba koristiti za postavljanje reflektora (prvenstveno zbog eliminacije prekomernog blještanja u okviru golmanskog prostora).

Bočni raspored reflektora je pogodan, jer omogućava lakše ostvarivanje potrebne vertikalne osvetljenosti, uz visok stepen njene ravnomernosti.

Slika 6. Bočni raspored reflektora

Instalacija osvetljenja stadiona sa pokrivenim tribinama treba da se tako

projektuje i izvede, da onemogući stvaranje bilo kakvih vizuelnih prepreka, i to kako gledaocima, tako i TV kamerama. Sa slike br. 7 može se videti minimalna visina postavljanja reflektora u elemente krova trbina treba da iznosi 12m.

Treba voditi računa i o upadnim uglovima svetlosnog snopa reflektora u odnosu na podnožnu osu terena ( ) i bližu ivicu igrališta (β). Preporučene vrednosti parametara sa slike br. 7 omogućavaju ostvarivanje potrebnih fotometrijskih performansi(ἀ=min 20opreporučuje se 25o, β = minimum 45o maksimum 75o).

Slika 7 parametri postavljanja reflektora u elemente krovne konstrukcije

172 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. 5. ULYSSE-PROGRAMSKI PAKET Ulysse je programski paket za personalne računare koji se odlikuje kako

fleksibilnošću pristupa (jednostavnim zadavanjemi izmenama ulaznih parametara) tako i brzinom i sveobuhvatnim proračunima, neophodnim prilokom projektovanja javnog osvetljenja. Paket se sastoji od četiri modula:

1. Solution Finder CIE Batch 2. Quick Light CIE 3. Super Light 4. Catalog of Luminaires

Treba naglasiti da pored nezavisnog korišćenja svakog od ovih modula, postoji i mogućnost njiovog povezivanja.

Ovaj programski paket treba da ponudi korisniku sva moguća rešenja pomoću kojih se postižu zadati svetlotehnički zahtevi. Ulazni parametri se mogu unositi u željenm opsezima, s tim da povećanje širine opsega povećava broj rešenja. Drugi modul je namenjen proračunu osvetljenja kolovoza kada su poznate vrednosti svih neophodnih ulaznih parametara. Pruža izuzetan pregled grafičkih i računarskih rezultata proračuna. Treći modul je predviđen za proračun osvetljenja javnih prostora kod kojih se javljaju nepravilni oblici rasporedi svetiljki. Primeri ovakvih javnih prostorasu parkovi, parkinzi, raskrsnice, luke, sportski tereni...

Programski paket sadrži i katalog sa kolor fotografijama i osnovnim tehničkim podacima o svim svetiljkama koje su unete u posebnu bazu podataka programa.

Kao rezultat korišćenja ovog programskog paketa dobijamo: tablični prikaz proračuna, kao i grafički pregled crteža pa čak i 3D prikaz i prikaz u biji.

6. ZAKLJUČAK S obzirom da se većina sportskih događaja dešava u večernjim satima

dovela je do toga da se projektovanju veštačkog osvetljenja mora prići sa posebnom pažnjom. Osnovna svrha sistema osvetljenja sportskog objekta je kvalitetno i sigurno odvijanje sportskog događaja. Opšte rečeno sportska rasveta mora u noćnim i u uslovima slabe vdljivosti omogućiti sportistima nesmetano bavljenje sportom, te prisutnm i televizijskim gledaocima nesmetano praćenje sportskog događaja. Prilikom izrade fotometrijskog projekta treba uzeti u obzir: kako parametre vezane za karakteristične dimenzie terena tako i vrstu sportskog događaja koji će se na njemu odvijati. Ukoliko je projektom predviđeno da se vrši televizijski prenos sportskog događaja posebnu pažnju moramo posvetiti faktorima kvaliteta osvetljenosti, a naročito pojavama kao sto su: blještanje i modelovanje senki koje loše utiču na kvalitet snimka. Prilikom određivanja rasporeda stubova, odnosno reflektora, pored pokušaja da se zadovolje svi fotometrijski kriterijumi, treba uložiti poseban napor da se elementi instalacije osvetljenja sportskog objekta sto bolje uklope u postojeće arhitektonsko okruženje. Instalacija osvetljnja stadiona sa pokrivenim tribinama treba da se tako projektuje i izvede, da onemogući stvaranje bilo kakvih vizuelnih prepreka i to kako gledaocima tako i Tv kamerama. Nekada se fotometrijski proračun računao primeniom računskih metoda, međutim danas sa sve većom primenom računara razvijeni su programski softverski paketi

Tehnika i praksa, Broj 9, 2013 173 koji omogućavaju mnogo brže računanje i istovremeni grafički prikaz. U ovom radu primenjen je programski paket Ulysse-proizvod “Minel Schreder” Beograd. Prikazan je samo deo programa koji se naziva Super Light modul i namenjen je projektovanju javnog osvetljenja površina kod kojih imamo nepravilan raspored svetiljki. Primeri ovakvih javni prostora su: parkovi, raskrsnice, parkinzi, sportski tereni. 7. LITERATURA

[1] Aleksandar Stošić: Projektovanje i izvođenje električnih instalacija, Građevinska knjiga Beograd 2000.

[2] Gojko Dotlić: Elektrotehnika kroz standarde, zakone, pravilnike, odluke i tehničke preporuke, Smetis, Beograd, 2004.

[3] Momir B.Kostić: Vodič kroz svet tehnike osvetljenja, Minel-Schreder, Beograd, 2000.

[4] Momir B.Kostić: Teorija i praksa projektovanja električnih instalacija, Akademska misao, Beograd, 2005.

[5] D.Brajović: Projektovanje električnih instalacija i osvetljenja, VŠTSS, Čačak, 2011.

[5] Europski standardi EN12193: Sportis lighting, 1999. [6] Pblikacija CIE N67: Fotometrijske specifikacije i metodologija merenja

instalacija osvetljenja za sportske objekte. 1994.

Tahnika i praksa, Broj 9, 2013. 175 INDEKS AUTORA Milan Martinovi} [email protected] Dalibor Markovi} [email protected] Milo{ \or|evi} [email protected] Ivo Vlastelica [email protected] Marko @ivkovi} [email protected] Nata{a Gojgi} [email protected] Petar Nik{i} [email protected] Ana \okovi} [email protected] Bogdan Domanovi} [email protected] Biljana Tomovi} [email protected] Slavica Milo{evi} [email protected] Sandra Sikimi} [email protected] Radisav \uki} [email protected] Jelena Jovanovi} [email protected] Valentina Simi} [email protected] Bojana Petrovi} [email protected] Du{ka Vujo{evi} [email protected] Milica Jovovi} [email protected] Dragan D. Milanovi} [email protected] Miljana Kova~evi} [email protected] Gor~ilo Balti} [email protected] Dijana Kalovi} [email protected] Doj~ilo Sretenovi} [email protected] Jovan Spasojevi} [email protected] Sini{a Lili} [email protected] Nenad Koprivica [email protected] Bo`imir Mi{kovi} [email protected] Radmila Pa{i} [email protected] Branko Markovi} [email protected] Danijel Lacmanovi} [email protected] Marko tatovi} [email protected] Gordana Markovi} [email protected] Milan Dobri~i} [email protected] Sne`ana Jovanovi} [email protected] Gojko Puri} [email protected] Dragan Brajovi} [email protected] Aleksandar Ili} [email protected] Andrija Kova~evi} [email protected] Dejan Stamenkovi} [email protected] Mladen Novakovi} [email protected] Mili} Mili}evi} [email protected] Marko Tep{a [email protected] Marko Mili} [email protected] Novica Vodoplav [email protected] Slobodan ]irovi} [email protected]

176 Tehnika i praksa, Broj 9, 2013. Aleksandar Terzi} [email protected] Vladan Mutapovi} [email protected] Dragan Lu~i} [email protected]

Documents

Tehnika i praksa