Elektrane 10 Opca i Vlastita Potrosnja

Opća i vlastita potrošnja elektrana

Prof.dr.sc. Sejid Tešnjak Prof.dr.sc. Davor Grgić Prof dr sc Igor Kuzle Prof.dr.sc.

fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Definicija vlastite potrošnje   

Skup svih uređaja koji osiguravaju normalni pogon elektrane l kt n naziva n i sse vlastita l stit p potrošnja. t šnj Opću potrošnju čine svi ostali uređaji koji nemaju izravan utjecaj na tehnološki proces u elektrani. elektrani Očuvanje kontinuiteta u opskrbi vlastite potrošnje električnom energijom neophodno je za: – – – –



siguran rad prilikom normalnih pogonskih uvjeta, u slučaju kratkotrajnih prijelaznih stanja, stanja prilikom pokretanja i normalnog zaustavljanja, posebice je p j važno u slučaju j zaustavljanja j j p prilikom p poremećaja j i kvarova.

S rastućim jediničnim snagama blokova prisutan je i rast st jediničnih j diničnih sn snaga elektromotornih l kt m t nih p pogona n vlastite l stit potrošnje, a time i zahtjevi vezani za način napajanja.


Općenito o vlastitoj potrošnji elektrane 

 

Osnovni problem je postizanje sigurnog napajanja u raznim pogonskim k situacijama, uz što š manje iznose struja kratkog spoja i pad napona prilikom pokretanja k t j velikih likih asinkronih i k ih motora. t Rješenje se postiže pravilnim izborom transformatora vlastite potrošnje i razine napona. Termoelektrane ložene ugljenom gj imaju j daleko najsloženiji sustav vlastite potrošnje (izuzev postrojenja vlastite potrošnje za nuklearne elektrane):


Vlasita potrošnja termoelektrana 

Termoelektrane ložene ugljenom imaju sljedeća postrojenja i mehanizme m m vlastite potrošnje: p j – – – – – –

–

mehanizmi za dopremu i uskladištenje goriva (istovarne dizalice, transporteri, itd.); mehanizmi za mljevenje ugljena i pripremu ugljene prašine (drobilice, (drobilice mlinovi za ugljen, itd.); mehanizmi parnog generatora (dodavači za ugalj, ventilatori svježeg zraka, k ventilatori ntil t i dimnih plin plinova, n napojne p jn pump pumpe, mazutne m utn pump pumpe itd itd.). ) mehanizmi turboagregata (kondenzatne i cirkulacijske pumpe, pumpe za hlađenje vodika, pumpe za ulje, itd.); postrojenje za termičku pripremu vode ( pumpe za postrojenja za zagrijavanje, pumpe za povratni kondenzat, itd.); pomoćni ur pomoćn uređaji aj g glavnog a nog pogonskog pogons og o objekta j ta ((drenažne r nažn i požarne požarn pumpe, pump , liftovi, mosne dizalice, ventili na parnim i vodenim linijama, uređaji za punjenje akumulatorskih baterija, rezervne budilice, itd.); postrojenje pomoćnih objekata elektrane (kemijska priprema vode, vode radionica, mazutna stanica, kompresorska postrojenja, itd.).


Električna oprema vlastite potrošnje 

U električnu opremu vlastite potrošnje elektrane l ktr n sp spadaju: d ju: – – – –

– – – –

transformatori vlastite (i opće) potrošnje svih naponskih skih razina, i sklopna postrojenja srednjeg i niskog napona, električni l k ič i motori, i metalom oklopljeni vodovi i kabeli za povezivanje i j pojedinih j di ih dij dijelova l vlastite l tit potrošnje, ventili za upravljanje, upravljanje postrojenje istosmjernog napajanja agregati ti za pričuvno ič napajanje j j i električna rasvjeta. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Bitna ili pomoćna trošila (1) 

Zavisno o njihovoj funkciji, pojedina trošila vl stit p vlastite potrošnje tr šnj m mogu u biti bitn bitna ili p pomoćna. m ćn –

Bitna trošila su ona čije i kratkotrajno zaustavljanje st lj j iizaziva i ssniženje iž j proizvodnje i d j električne energije ili dovodi do zaustavljanja osnovnih agregata elektrane, elektrane a u posebnim slučajevima može izazvati oštećenje osnovne i pomoćne opreme. p p U bitna trošila spadaju: p j      

napojne pumpe, kondenzatne i cirkulacijske pumpe, ventilatori sviježeg zraka i dimnih plinova, dodavači ugljene prašine, mazutne pumpe, pumpe električni pogoni ventila, itd.


Bitna ili pomoćna trošila (2) 

Pomoćni mehanizmi (trošila) su oni čije kratkotrajno zaustavljanje izaziva smanjenje p izv dnj električne proizvodnje l kt ičn energije: n ij : – –



mehanizmi za dopremu ugljena, otprema šljake i pepela, pepela itd. itd

Uvažavajući mogućnost potpunog nestanka napona u elektrani pri havarijama, havarijama neki od bitnih mehanizama vlastite potrošnje ponekad se p j p parnim pogonom p g pomoću p oduzimanja j p pare opremaju iz turbine. To su najčešće napojne pumpe parnog generatora.


Pogon trošila vlasstite potrošnje 

 



Za pogon trošila vlastite potrošnje prvenstveno se p imj njuju asinkroni primjenjuju sink ni motori m t isk kratkospojenim tk sp j nim rotorom. U usporedbi s drugim motorima oni su pouzdaniji ekonomičniji, pouzdaniji, ekonomičniji jeftiniji i jednostavniji jednostavniji. Za njih nisu potrebni posebni uredaji za upuštanje. Navedene prednosti potpuno kompenziraju neke njihove nedostatke (visoki iznosi poteznih struja, otežani uvjeti otežan uvjet regulacije regulac je brzine). brz ne). Osim asinkronih motora, u termoelektranama se j motori za rezervne uljne j koriste i istosmjerni pumpe i neka druga važna nužna trošila koji se napajaju istosmjernim naponom.


Motori (1)  



Ukupan broj motora za blokove snage 200 MW i 300 MW iznosi preko 300. 300 Motori se napajaju preko sklopnih postrojenja srednjeg i niskog napona. Kako se u termoelektranama primjenjuju motorii nazivnih i ih snaga ispod i d 1 kW pa do d nekoliko k lik MW, MW to se za napajanje velikih motora (nazivne snage iznad 180 kW) koristi srednji j napon p (najčešće ( j 6 ili 10 kV). ) Za napajanje niskonaponskih motora najčešće se koristi 0,4 kV kako zbog korištenja standardnih izvedbi motora tako i zbog olakšanog zadovoljenja zahtjeva zaštite od indirektnog dodira.


Motori (2) NAZIV POGONSKOG MEHANIZMA

Snaga bloka (MW) 413

|

520 |

666 |

827

Jedinična snaga pogon. pogon elektromotora (kW) napojne pumpe pumpe rashladne hl d vode d (cirkulacijske) ( k l k ) kondenzatne pumpe pomoćne niskotlačne pumpe usisni i i ventilatori til t i tlačni ventilatori kompresori za opće potrebe

7000 1250 600 300 — 5500 100

turbo 2500 1000 600 7000 8000 400

5000 2000 1500 1000 6000 3500 600

10000 1500 1280 1500 5000 6000 600

Uočava se da snage elektromotora ne rastu linearno sa snagama blokova, što se može protumačiti konstrukcijskim rješenjima i posebnostima što osobito vrijedi za generatore pare. posebnostima, pare


Povećanje pouzdanosti napajanja Pouzdanost napajanja postrojenja povećava se na sljedeće načine:   

   





vlastita p potrošnja j napaja p j se najmanje j j iz dva izvora; sabirnice vlastite potrošnje dijele se na nekoliko dijelova-sekcija i na srednjem i na niskom naponu, a svaka sekcija se napaja preko posebnog izvora napajanja; primjenjuje se brza relejna zaštita za zaštitu od djelovanja struje kratkog spoja čime se osigurava smanjenje trajanja sniženja napona na sabirnicama vlastite potrošnje prilikom kratkog spoja; uzbuda generatora je takve izvedbe da osigurava visoku razinu napona prilikom kratkog spoja i brzo uspostavljanje napona nakon isključenja kratkog spoja; obvezno se koristi automatika brzog prekapčanja rezervnog napajanja za bitna trošila; za posebno vitalna trošila primjenjuje se rezervno napajanje pomoću istosmjernog napona; broj sekcija vlastite potrošnje jednak je broju blokova, a kod većih jedinica (300 MW) koriste se dvije sekcije po bloku uz primjenu transformatora vlastite potrošnje s odvojenim sekundarnim namotima; najčešće ć se koristi jedan rezervni (mrežni) transformator za dva bloka i na sekcije rezervnog transformatora vlastite potrošnje se priključuju manje važna trošila - opća potrošnja elektrane; rezervni (mrežni) transformator za napajanje vlastite potrošnje priključuje se na sabirnice na koje nije priključen generator (u postrojenje visokog napona) radi povećanja sigurnosti napajanja.


Shema napajanja vlastite potrošnje 





Vlastita potrošnja suvremenih termoenergetskih blokova napaja se u normalnom pogonu redovito s otcjepa veze između generatora i blok transformatora, preko dvonamotnog ili tronamotnog transtormatora. transtormatora U prošlosti se vlastita potrošnja manjih blokova napajala preko prigušnice za smanjenje struje kratkog spoja, ili preko serijskog spoja prigušnice i regulacijskog autotransformatora. N upotrebu Na b regulacijske l ij k transformatore f prešlo šl se u zbog toga što su naponi generatora veći od nazivnih napona vlastite potrošnje potrošnje, pa postoji potreba za transformacijom.


Napajanje vlastite potrošnje velikih blokova 





Kod blokova velikih snaga koristi se za napajanje vlastite l stit potrošnje p t šnj n najčešće jč šć tronamotni t n m tni ttransformator. nsf m t Tronamotni transformatori za ovu svrhu grade se s jednakom snagom oba sekundarna namota i s istim relativnim naponom kratkog spoja prema primarnom namotu. Trošila vlastite potrošnje bloka podjeljeni su u dvije podjednake p j sekcije j koje j su p priključene j na sekundarne namote tronamotnog transformatora. Upotrebom ovog transformatora postiže se smanjenje struje j kratkog k k spoja, j jer j je j ona određena d đ snagom sekundara, a ne primara, kao i veća pogonska sigurnost u odnosu na spoj s dvonamotnim transformatorom. transformatorom


Različiti načini napajanja vlastite potrošnje bloka 











Opća potrošnja napaja se posebnim transformatorom koji je spojen na prikladnu susjednu mrežu ili izravno na prijenosnu mrežu koju napaja generator (što je rjeđi j đi slučaj). sl č j) Druga uloga ovog transformatora je napajanje vlastite potrošnje termoenergetskog bloka za vrijeme njegovog pokretanja. Zbog toga se naziva f za p pokretanje, j , a mreža na koju j jje p priključen j mreža za pokretanje. p j transformator Ovaj transformator preuzima i ulogu napajanja vlastite potrošnje bloka u slučaju kvara transformatora vlastite potrošnje bloka. Snaga transformatora za pokretanje obično je jednaka ili veća od snage transformatora vlastite potrošnje bloka a izveden je najčešće kao dvonamotni, bloka, dvonamotni ali može biti i tronamotni. tronamotni Transformator za pokretanje (ili mrežni transformator) ponekad je priključen na dostupnu mrežu srednjeg napona (30 ili 35 kV) koja je neizravno vezana s VN prijenosnom mrežom napona. Time se postiže veća sigurnost pogona u odnosu na izravan priključak transformatora za pokretanje na prijenosnu mrežu, jer u slučaju kvara u VN mreži ulogu napajanja vlastite potrošnje bloka preuzima transformator za pokretanje, p j , ukoliko u je j p priključen ju na drugu ugu m mrežu. žu. Drugi razlog priključivanja transformatora za pokretanje na mrežu srednjeg napona je mnogo lakša izvedba transformatora dovoljno male snage, za napone 30 ili 35 kV, nego za 110, 220, a pogotovo za 400 kV. Naime, transformatore visokog napona nije moguće ekonomično izvesti za relativno male snage, snage o kojima je ovdje riječ.


Načini napajanja vlastite potrošnje (1) A - vlastita potrošnja bloka, B - opća vlastita potrošnja, PM - visokonaponska prijenosna mreža, MP - mreža za pokretanje, pokretanje BT - blok transformator, TP - transformator za pokretanje pokretanje, TPB - transformator vlastite potrošnje bloka, G - generator, generator GP - generatorski prekidač, PP - prekidač za pokretanje, BP - prekidač transformatora vlastite potrošnje bloka.  Transformatori vlastite potrošnje su dvonamotni (najčešće u slučaju blokova nazivne snage do 100 MW) .

PM 110 220 ili 400 kV 110,

MP

BT

G TP TPB PP BP

A

B fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Načini napajanja vlastite potrošnje (2) A - vlastita potrošnja bloka, p vlastita potrošnja, p j , B - opća PM - visokonaponska prijenosna mreža, MP - mreža za pokretanje, BT - blok transformator, TP - transformator za pokretanje, TPB - transformator vlastite potrošnje bloka, G - generator, generator GP - generatorski prekidač, PP - prekidač za pokretanje, BP - prekidač transformatora vlastite potrošnje bloka.  Blokovi većih snaga - za napajanje potrošnje j bloka uglavnom se vlastite p k i ti ttronamotni koristi t i transformator. t f t  Transformator za pokretanje češće je dvonamotni (ponekad tronamotni, čime se postiže veća pogonska sigurnost napajanja vlastite potrošnje, jer je u radu moguć veći broj kombinacija međusobnog spajanja pojedinih sekcija).

PM

MP

BT

G TP TPB

BP

BP

PP A

B

A PP


Načini napajanja vlastite potrošnje (3) A - vlastita potrošnja bloka, B - opća vlastita potrošnja, potrošnja PM - visokonaponska prijenosna p j mreža,, MP - mreža za pokretanje, BT- blok transformator, TP - transformator za pokretanje, TPB - transformator vlastite potrošnje bloka, G - generator, GP - generatorski prekidač, PP - prekidač za pokretanje, BP - prekidač kid č transformatora t f t vlastite potrošnje bloka.

PM

MP

BT

G TP

TPB

PP

A

A

PP

B

B


Načini napajanja vlastite potrošnje (4) A - vlastita potrošnja bloka, B - opća vlastita potrošnja, PM - visokonaponska i k k prijenosna ij mreža, ž MP - mreža za pokretanje, BT - blok transformator, TP - transformator za pokretanje, TPB - transformator vlastite potrošnje bloka, G - generator, GP - generatorski prekidač, PP - prekidač za pokretanje, BP - prekidač transformatora vlastite potrošnje bloka.  U blokovima snage 300 i više MW ugrađuje se najčešće generatorski prekidač (mogućnost napajanja vlastite potrošnje bloka prilikom pokretanja ili k kvara generatora, t iiz VN prijenosne p ij s mreže, preko blok transformatora i transformatora vlastite potrošnje bloka) bloka).

PM

MP

BT

GP TP TPB

G

PP BP

A

B


Osnovni elementi postrojenja vlastite potrošnje 



Shema vlastite potrošnje elektrane sastoji se od dijela za napajanje p j j iz vanjskih j ili unutarnjih j izvora,, sklopnih p p postrojenja j j srednjeg i niskog napona s pripadajućim razvodima i podrazvodima, te priključcima do pojedinih potrošača. Zavisno od režima rada bloka, bloka napajanje vlastite potrošnje dijeli se na: – –



U normalno napajanje ubrajaju se tri karakteristična pogonska stanja i to: stanja, – – –



normalno, rezervno ili kvarno.

pokretanje bloka iz hladnog stanja, redovni pogon sa zadanim opterećenjem, zaustavljanje bloka po nalogu.

Rezervno napajanje dolazi u obzir u slučajevima kvarnih prilika ili revizija na dijelu postrojenja za normalno napajanje napajanje, kao i kod poremećaja u mreži.


Izvori napajanja vlastite potrošnje (1)  









Dijele se na vanjske i unutarnje. Pod vanjskim izvorima podrazumijeva se VN mreža EES-a, EES-a a unutarnji nezavisni izvori su dizel-agregati i akumulatorske baterije. U normalnim pogonskim prilikama napajanje se izvodi s otcjepa na generatorskom naponu, a preko transformatora vlastite potrošnje bloka koji je priključen na sekcije srednjonaponskog postrojenja vlastite potrošnje. potrošnje Generator, blok transformator i transtormator vlastite potrošnje bloka, kruto su povezani najčešće oklopljenim aluminijskim metalom oklopljenim vodovima jednofazne izvedbe. izvedbe Prilikom pokretanja i obustavljanja bloka koristi se rezervni izvor napajanja iz mreže visokog napona. To može biti ista mreža i visokonaponsko sklopno postrojenje na koje se priključuje generator. U pogledu sigurnosti poželjno je, ako to lokalne prilike omogućuju, da se priključak provede na odvojenu mrežu, odnosno drugu naponsku razinu. razinu Rezervno napajanje obavlja se preko mrežnog transformatora priključenog na sekcije sabirnica SN postrojenja opće potrošnje. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Izvori napajanja vlastite potrošnje (2) 







Kada je nakon pokretanja obavljena sinkronizacija bloka na mrežu, provodi se brzo prekapčanje p p p j vlastite p potrošnje j bloka iz rezervnog g i izvora na vlastiti l i i iizvor na generatorskom k otcjepu. j P Prekapčanje k č j jje obično automatizirano. Izvor napajanja p j j p preko mrežnog g transformatora osim za pokretanje i obustavu bloka koristi se i kao rezervni izvor u slučaju kvarova na transformatoru vlastite potrošnje bloka ili j p postrojenja j j za normalno napajanje p j j vlastite p potrošnje. j dijelu Oba transformatora za napajanje vlastite potrošnje u pravilu su regulacijska, a izvedeni su ili kao dvonamotni iii tronamotni. Snaga g transformatora ovisi o koncepcijskom p j rješenju j j mrežnog kompletne elektrane na promatranoj lokaciji. Najčešće su u slučaju elektrana s jednim blokom oba transformatora iste snage. Ako o pak pa ima ma više š jjedinica n ca s kojima oj ma sse poslužuje pos užuj zajednički zaj n č rezervni izvor, onda je uobičajeno da mrežni transformator bude dimenzioniran tako da se istovremeno može pokrenuti jedan blok i preko njega p j g da se provodi p rezervno napajanje p j j vlastite potrošnje p j drugog bloka. U slučaju elektrana s više blokova u pravilu se uzimaju po dva rezervna transformatora. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Izvori napajanja vlastite potrošnje (3) 

Unutarnji nezavisni izvori napajanja u TE jesu dizelagregati i akumulatorske baterije. Dizel Dizel-agregat agregat se češće pojavljuje u TE, premda nije obavezan, a služi za napajanje nekih vitalnih potrošača tijekom kvarova. To su: – – – –





uljna pumpa za podmazivanje ležajeva; pumpa za brtvljenje rt j nj osovina na generatora; g n rat ra; uređaj za prekretanje osovine generatora; važniji motorni pogoni armatura i dr.

Akumulatorska Ak l t k b baterija t ij obično bič je j predviđena d iđ za napon 220 V, a koristi se za uređaje upravljanja, zaštite, signalizaciju, neke osjetljive motorne pogone, pomoćnu rasvjetu i dr. Opisani p izvori i načini napajanja p j j u slučaju j klasičnih j di i srednjih jedinica d jih snaga ne zadovoljavaju d lj j sve zahtjeve htj kod vrlo velikih jedinica. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Metalom oklopljeni vodovi (1) 



Metalom oklopljeni vodovi namjenjeni su za prijenos električne l kt ičn energije n ij od d generatora n t d do ttransformatora nsf m t kao i za razvod električne energije u postrojenjima vlastite i opće potrošnje. potrošnje Treba naglasiti da metalom oklopljeni vodovi osiguravaju i j visoku i k pouzdanost d t pogona k kao i sigurnost i t za radno osoblje zbog: – – – –

malog l rizika i ik od d požara; ž rada u svim pogonskim uvjetima; bitnog ograničenja mehaničkih učinaka kratkog spoja; stalnog održavanja dielektrične čvrstoće koja se može postići pomoću efikasnog sustava za brtvljenje i nadtlaka unutar plašta.


Metalom oklopljeni vodovi (2) 

Postoje dva osnovna tipa oklopljenih vodova: –

–

jednofazno oklopljeni vodovi koji mogu biti prirodno ili prisilno hlađeni, nazivnih napona 12 kV i 24 kV te nazivnih struja od 2,5 kA do 30 kA; trofazno oklopljeni pj vodovi s metalnim pregradama p g između faznih vodiča ili bez njih, prirodno hlađeni, nazivnih napona od 7,2 kV do 24 kV i nazivnih struja između 1,0 kA i 6,3 kA.


Izbor razine napona 

Prilikom izbora naponske razine SN i NN postrojenja vlastite l potrošnje š moraju j se uzeti u obzir: 1. 2 2.

3. 4.

Nazivni naponi na osnovu vrijedećih propisa. Dozvoljeni padovi napona pri puštanju u rad motora velikih snaga i dozvoljene struje kratkog spoja. spoja Raspon snaga motora u ovisnosti o visini napona. napona Cijena motora, kabela i elektroopreme u ovisnosti o naponu. naponu


Nazivni naponi Standardne vrijednosti nazivnih napona Država

Srednji napon (kV)

Niski napon (V)

Njemačka

3; 5; 6; 10

380; 500; 660

Francuska

5; 5.5; 6.6

380

Rusija

6

380

SAD

4.16; 4.8; 6.9; 13.8

415; 480

6; 10

220/380; 500;

Hrvatska PUBLIKACIJ A IEC 38/1967

660; 240/415; 600;

Postoje prijedlozi da se u Hrvatskoj uvedu naponi 600 V i 660 V zbog mogućnosti daljnje izgradnje termoelektrana snaga 500 i 600 MW. Naime uvođenjem napona 10 kV javlja se nepokriveno područje u standardnom redu nazivnih snaga motora 180 do 350 kW. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Dozvoljeni padovi napona (1) Dozvoljeni padovi napona za rad motora velikih snaga u izravnoj su zavisnosti od d konstrukcije k k motora, ili l točnije č rečeno č od d odnosa d maksimalnog i nazivnog momenta ( Mmax/Mn), a računaju se prema izrazu:   Mn U  1  IEC preporuke 20%Un  100  0.9  M max   Za motore s odnosom maksimalnog i nazivnog momenta Mmax/Mn=2,1 (a koji se dosta često koriste), dozvoljeni pad napona iznosi ΔU=27,3%. Napon pri kojem motori još uvijek ne ispadaju iz pogona zbog prevelikog pada napona je:

 U  U  U n  1   100   fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Dozvoljeni padovi napona (2) Sam pad napona izražen u postocima nazivnog napona Un kod puštanja u pogon promatranog motora zavisi od udjela mreže u snazi kratkog spoja (Sk) i polazne snage motora (Sm) i određen je približnim izrazom:

Sm U  100% Sk  Sm

Ip

Pm Sm   I n   cos 

Ip/In - omjer potezne (uklopne) i nazivne struje motora; Pm - snaga motora na osovini (MW);



- stupanj korisnosti k motora; cos φ- faktor snage motora.

Faktor snage trofaznih asinkronih motora nazivne snage veće od 1 MW iznosi oko 0,88, a stupanj korisnosti oko 0,95.


Izbor snage motora u ovisnosti o razini napona U

Pri zadanim snagama kratkog spoja j moguć ć jje pad napona održati u dozvoljenim granicama pravilnim il i izborom snage i napona motora.

350 kW

175 kW

6 kV

175 kW

5 kV

660 V

500 V 380 V

10 kV

9.5 MW

7.3 MW 4.7 MW

500 kW

320 kW 180 kW

Pm 1

2

4

6 8 10

2

4

2

6 8 10

2

4

3

6 8 10

2

4

4

6 8 10

(kW)


Cijena motora, kabela i elektroopreme 





 

Između 10 kV i 6 kV motora ne postoji bitnija razlika u konstrukciji. Razlika u cijeni je prvenstveno zbog pojačane izolacije. Zavisno o tehničkim značajkama razlikuju se i cijene. cijene Kao informativna veličina može se uzeti da su elektromotori za napon 10 kV skuplji za cca 20% od elektromotora za napon 6 kV, a i stupanj djelovanja im je nešto niži. Zato za napon 10 kV u obzir dolaze motori čija je snaga veća od 630 kW. U slučaju niskog napona i tu postoji opravdanost uvodenja više napona. Nazivni napon 380 V najčešće se koristi za motore snage do 180 kW, a nazivni napon p 500 V za elektromotore do 320 kW. Za motore snaga g izmedu 300 kW k i 630 kW k koriste k se ponekad k d naponi 660 V, 690 V ili l 3 kV k (odnosno 4,16 kV). Visoki iznosi struja kratkog spoja zahtijevaju presjeke kabela od 185 mm2 odnosno d s 240 mm2. Zb Zbog k krutosti t sti ttakvih k ih kabela k b l otežano t ž jje njihovo jih polaganje, a posebno izvedba priključaka na motorima. To je jedan od razloga ograničenja veličina struja kratkog spoja. Dakle, prelaskom na viši napon dobije se mogućnost prijenosa veće nazivne snage uz isti nazivni presjek kabela. Razlika u cijeni sklopnih blokova 6 kV i 10 kV smanjuje se s povećanjem snage g kratkog g spoja p j i pri p 500 MVA praktički p je j zanemariva. Viši napon je povoljniji pri većim snagama kratkog spoja, jer se zbog znatno manje prekidne i uklopne moći (struje) prekidača mogu koristiti jeftiniji prekidači. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Izbor snage transformatora vlastite potrošnje (1) 

 





Određivanje snage i relativnog napona kratkog spoja transformatora vlastite potrošnje od najvećeg je značaja pri projektiranju elektroenergetskog dijela postrojenja vlastite potrošnje. Snaga motora priključenih iklj č ih na transformator f iznosi i i obično bič 80 d do 100 % nazivne snage transformatora vlastite potrošnje. Snaga vlastite potrošnje termoenergetskih blokova loženih ugljenom iznosi 6 do 8 % instalirane snage (TE na tekuća goriva 6%, NE s lakovodnim reaktorima 4—6%), pa snage vlastite potrošnje a time i snage kratkog spoja potrošnje, spoja, postižu velike vrijednosti. vrijednosti Zadržavanjem snage odnosno struje kratkog spoja ispod neke određene vrijednosti, j nastoji j se utjecati j na izbor jjeftinijih j prekidača i ostalih dijelova sklopnog postrojenja vlastite potrošnje. Te se vrijednosti kreću za prekidnu struju kratkog spoja, spoja pri nazivnom naponu 6 kV odnosno 10 kV od 25 do 40 kA, a za uklopnu struju do 100 kA, a zadovoljavaju ih vakuumski i SF6 prekidači. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Izbor snage transformatora vlastite potrošnje (1)   



Ograničenje struje kratkog spoja postiže se uporabom tronamotnih transformatora. f m . Proračun padova napona, određivanje opsega minimalnih i maksimalnih vrijednosti napona. U skladu kl d s rezultatima, lt ti naponskim ki prilikama ilik u mreži ži i opsegu regulacije napona generatora potrebno je odrediti prijenosne omjere j i opseg p g regulacije g j napona p transformatora kao i grupe g p spojeva p j svih transformatora. U skladu sa zahtjevima istovremenog opterećenja pojedinih trošila, određuje se maksimaina istovremena snaga vlastite potrošnje, potrošnje na temelju čega se izabire snaga i broja komada sljedećih transformatora: – – – –

blok l k transtormator; mrežni transformator za puštanje elektrane u pogon i rezervu; transformator vlastite potrošnje prijenosnog omjera Ugen. gen /Uvl.potr. vl potr transformatori vlastite potrošnje prijenosnog omjera Uvl.potr./0,4 kV:


Razmještaj pomoćne opreme vlastite potrošnje u TE (1) 

Pojam pomoćne opreme vlastite potrošnje termoelektrane obuhvaća: – – – –







transformator vlastite potrošnje, sklopna postrojenja srednjeg i niskog napona, postrojenje istosmjernog stosmjernog napona te uređaje za zaštitu, signalizaciju, upravljanje i regulaciju uređaja vlastite potrošnje.

Razmještaj pomoćne opreme vlastite potrošnje treba prije svega razmatrati sa stanovišta ulaganja u građevinske radove, jer cijena građevinskog dijela iznosi 10 – 20% ukupne cijene termoelektrane. Cijena električne opreme iznosi oko 7% ukupne cijene, cijene a od toga oko 10% otpada na cijenu kabela, a optimiranjem razmještaja pomoćne opreme postiže se ušteda na cijeni građevinskih radova i ukupnoj duljini upravljačko upravljačko-signalnih signalnih i energetskih kabela. kabela Zaštita, regulacija i upravljanje potrošačima vlastite potrošnje provodi se iz toplinske komande. Osim toga iz toplinske komande upravlja se radom generatora pare i turbine. turbine Toplinska komanda postavlja se za svaki blok posebno, ili za svaka dva bloka, a nalazi se iznad ili pored sklopnog postrojenja vlastite potrošnje. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku

Razmještaj pomoćne opreme vlastite potrošnje u TE (2) 

 



U električnoj komandi nalaze se aparati za upravljanje, mjerenje, regulaciju g j i zaštitu električnog g dijela j termoelektrane m (bez ( vlastite potrošnje). Električna komanda najčešće je smještena uz vanjski ili unutarnji zid strojarnice, tako da je duljina kabela za upravljanje i signalizaciju od generatora, generatora blok transformatora i visokonaponskih vodova do električne komande najkraća moguća. Transformator vlastite potrošnje nalazi se između strojarnice i bl k transformatora, blok t f t ili pored d bl blok k ttransformatora. f t Smještaj sklopnog postrojenja vlastite potrošnje najčešće je centralni smještaj smještaj, između postrojenja generatora pare i strojarnice. Drugi način smještaja sklopnog postrojenja vlastite potrošnje je i ispred d strojarnice t j i u posebnoj b jd dodatnoj d t j prostoriji. t iji Zb Zbog ttoga jje glavna pogonska zgrada uža i kraće su veze između generatora pare i turbine, pa su manja ulaganja u gradevinske i strojarske radove.


Sustav brzog prekapčanja napajanja vlastite potrošnje (1) 

 



S generatorskih oklopljenih vodova uzima se otcjep za napajanje vlastite potrošnje koji je preko transformatora spojen s postrojenjem vlastite l potrošnje. š Ovakav način napajanja vlastite potrošnje ima maksimalnu sigurnost, jer je izravno ovisan o naponu generatora. generatora Osim ovog glavnog napajanja, postrojenje vlastite potrošnje mora imati i najmanje jedno rezervno napajanje (pokretanje i zaustavljanje t lj j bl bloka, k nužna ž rezerva u slučaju l č j svih ih h havarijskih ij kih stanja t j bloka). Prekapčanje se izvodi na dva načina načina: – –



bez prekida u napajanju, s prekidom u napajanju.

Prekapčanje P k č bez b prekida k d u napajanju može ž se obaviti b pod d uvjetom d da su oba napajanja sinkrona. Prekapčanje se obavlja pomoću uređaja za kontrolu sinkronizma. Prednost ovakvog g načina prelaska p s jednog j g na drugo napajanje je prvenstveno u tome što motori i transformatori ne trpe nikakve dinamičke udarce. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku










Nedostatak je što se prekapčanje bez prekida u napajanju ne može obaviti brzo kod havarijskih isključenja napajanja postrojenja zbog djelovanja relejne zaštite (npr. (npr ispad bloka) bloka). Prekapčanje s prekidom u napajanju obično se provodi ukoliko do prekida dođe uslijed nepredviđenog isključenja glavnog napajanja. To s obično se bičn d događa đ prilokom p il k m zaustavljanja st lj nj bl bloka k uslijed slij d dj djelovanja l nj zaštite. Prilikom isključenja glavnog napajanja na sabirnicama postrojenja vlastite l tit potrošnje t š j ostaju t j priključena iklj č trošila, t šil uglavnom l motori t ii transformatori. Uslijed j djelovanja j j momenata zamašnih masa, motori nastavljaju j j s vrtnjom te djeluju d l k kao generatori i održavaju d ž na taj način č napon na sabirnicama postrojenja vlastite potrošnje (zaostali napon). Apsolutni p iznos i frekvencija f j zaostalog g napona p opadaju p j zavisno o broju j i snazi motora, te o veličini kočnih momenata na njihovim pogonskim osovinama (zaostali napon brže opada ako je generator bio maksimalno p ) To p proizlazi iz toga g što za maksimalni teret bloka većina opterećen). pomoćnih ć h pogona mora biti također k đ maksimalno k l opterećena ć ((napojne pumpe, ventilatori, mlinovi, itd.). Zbog toga će i kočni momenti na njihovim osovinama biti veći. fakultet elektrotehnike i ra~unsrstva zavod za visoki napon i energetiku


Prekapčanje s prekidom u napajanju može se obaviti na dva načina: – –



sporo sporo, brzo.

Sporo prekapčanje ili prekapčanje s dugim vremenom je prekapčanje u trenutku t tk k kad d zaostali t li napon d dostigne ti vrijednost ij d t Uz < 0.3 0 3 x Un. Kad K d je ispunjen taj uvjet, razlika napona ΔU ne može ni u kojem slučaju postići veću vrijednost p j od l.3 x Un. To jje napon p kod kojega j g jje moguće g uključenje motora većine proizvodača, a da ne dođe do njihova oštećenja.


Elektrane 10 Opca i Vlastita Potrosnja

Recommend Documents