Univerzitet u Beogradu Elektrotehnički Fakultet Katedra za elektroenergetske sisteme

SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA

AUTOMATIZACIJA DISTRIBUTIVNIH MREŽA

Profesor: Studenti:

prof. dr. Zoran Radojević Đorđević Ana 3108/2012 Kušić Jelena 3110/2012

Barać Branko 3118/2012 Međo Danilo 3116/2012 Luković Srđan 3156/2012

13. GRADSKE I SEOSKE DISTRIBUTIVNE MREŽE

13.1 UVOD

13.1.1 Opšte shvatanje

Električna struja je društveno najpopularniji,najpogodniji i najkorisniji oblik energije. Sve veća potrošnja električne energije u svetu najbolje prikazuje porast životnog standarda.

13.1.2 Disribucija energije

Elektrodistributivni sistem ( EDS ) je skup međusobno povezanih elektroenergetskih mreža čija je funkcija da unutar pripadne teritorije omoguće distribuciju električne energije od napojnih tačaka sistema (transformatorske stanice na granici prenos/distribucija) do praga pojedinačnih ili grupnih potrošača.EDS-i mogu da sadrže i elektrane, tzv. sopstvene elektrane, locirane u blizini potrošačkog područja (konzuma). Takođe, i potrošači pripadaju jedinstvenom elektroenergetskom sistemu (EES), odnosno EDS-u. Stoga se EDS može definisati i na sledeći način: Elektrodistributivni sistem je skup međusobno povezanih elektroenergetskih objekata: elektrana, razvodnih postrojenja, transformatorskih stanica i elektroenergetskih vodova, izgrađenih na teritoriji na kojoj su locirani potrošači i u njenoj bližoj okolini sa ciljem obezbeđenja potrebne električne energije za sve tehnološke procese kod potrošača.Distributivni sistem obuhvata:

Delove distributivnog sistema na naponskom nivu između 33kV i 220 kV kojima se isporučuje energija trafostanicama.

Distibutivne trafostanice koje prilagođavaju energiju nižim naponskim nivoima za lokalnu distribuciju čime se poboljšavaju uslovi regulisanja napona primara.

Primarno strujno kolo radi sa naponima od 11kV do 33kV i preko njega je omogućen prenos energije u određenim oblastima.

Distributivni transformatori se instaliraju na stubove ili na tlo u blizini potrošača, omogućavaju transfrmaciju napona primara na napon sekundara obično 240/415 V.

Sekundarno strujno kolo kojim se na određenom naponskom nivou prenosi električna energija od distributivnih transformatora, prema gradovima itd.

Servisna linija koja doprema energiju od sekundarnih strujnih kola do potrošača pri čemu je dozvoljeni odnos naponskih nivoa 415/240 uz moguću grešku od 6%.

13.1.3 Osnovne distributivne mreže:

U okviru EES-a, a takođe i u okviru EDS-a figurišu mreže različitih karakteristika. Podelu mreža možemo izvršiti prema različitim kriterijumima, odnosno karakteristikama:

Po naponskom nivou kome pripadaju, Prema funkciji u jedinstvenom procesu proizvodnje, prenosa, distribucije i

potrošnje električne energije, Prema topološkoj izvedbi, odnosno konfiguraciji, Prema konstruktivnoj izvedbi osnovnih elemenata i dr.

1. Po naponu, razlikujemo: - mreže veoma visokog napona (mreže VVN-a: npr. 400 kV, 750 kV, 1150 kV), - mreže visokog napona (mreže VN-a: npr. 110 kV, 220 kV), - mreže srednjeg napona (mreže SN-a: npr. 10 kV, 20 kV,...) i - mreže niskog napona (mreže NN-a: 0.4 kV).2. Prema funkciji, razlikujemo: - prenosne mreže, - napojne mreže, - distributivne mreže i - potrošačke mreže.

Prenosne mreže imaju funkciju prenosa električne energije velikih snaga na velike udaljenosti. One unutar pripadnih EES-a povezuju elektrane sa udaljenim potrošačkim područjima, međusobno povezuju elektrane, kao i potrošačka područja, a takođe ostvaruju i vezu sa susednim EES-ima. Prenosne mreže se realizuju u klasi visokih i veoma visokih napona: npr. naponi: 110 kV, 220 kV i 400 kV kod nas, a u velikim sistemima i naponi npr. 750 kV i 1150 kV. Prenosne snage ovih mreže su reda snaga moćnih generatorskih grupa i vršnih snaga velikih konzuma, reda: stotine, više stotina MW, pa i hiljada MW. Prenosne mreže prenose električnu energiju na velike udaljenosti, reda udaljenosti izvora od potrošačkih područja – gradova, međusobne udaljenosti izvora i međusobne udaljenosti gradova, i to ne samo unutar pripadnog EES-a, odnosno države, već i u okviru susjednih EES-a, odnosno država. To su rastojanja reda više stotina km i više hiljada km. Prenosne mreže se “završavaju” elektroenergetskim postrojenjima lociranim blizu potrošačkih područja. To su tzv. glavne TS (G TS, npr. 400/110 kV), koje predstavljaju napojne tačke EDS-a, odnosno “izvore napajanja” EDS-a (IN).

Napojne mreže su mreže najviših naponskih nivoa u okviru EDS-a. Njihova funkcija je prenos, odnosno raspodela električne energije od krajnjih tačaka prenosa (glavne TS, npr. GTS 400/110 kV) do pojedinih delova konzuma odnosno jezgara potrošnje unutar

konzuma, gde se lociraju tzv. napojne TS (N TS, npr. 110/10 kV) kao krajnje tačke napojnih mreža. Napojne mreže se realizuju u klasi visokih napona. Karakteristični naponski nivo ovih mreža u našim uslovima je 110 kV, a u EDS-ima velikuh gradova (metropola) napojne mreže se realizuju i u klasi veoma visokih napona (npr.: 400 kV – EDS Berlina, 750 kV – EDS Pariza) Karakteristične snage prenosa napojnih mreža su: više desetina MW, kao i više stotina MW.Karakteristične dužine vodova su reda više km i više desetina km, u skladu sa karakteristikama i veličinom područja konzuma i njegove okoline.

Distributivne mreže su mreže EDS-a čija je funkcija da unutar potrošačkih područja razvode i distribuiraju električne energije do samih potrošača, odnosno njihovih uređaja za registrovanje potrošnje. To su mreže srednjeg napona (mreže SN-a, npr. mreže 10 kV) i mreže niskog napona (mreže NN-a, odnosno mreže 0.4 kV). U EDS-ima na nivou srednjeg napona mogu postojati mreže jednog srednjeg napona, npr. 10 kV. To su tzv. EDS-i direktne transformacije. Ukoliko u okviru EDS-a na nivou srednjeg napona postoje mreže dva srednja napona, npr. mreže napona 10 kV i mreže napona 35 kV sa međutransformacijom 35/10 kV, to su EDS-i sa međutransformacijom. Distributivne mreže SN-a distribuiraju snage reda više MW do više desetina MW. Napojne tačke distributivnih mreža SN-a su napojne TS, npr. N TS 100/10 kV sa TR-ima naznačenih snaga (u našoj praksi): 20 MVA, 40 MVA, 63 MVA . Krajnje tačke distributivnih mreža SN-a su distributivne TS, npr. 10/0.4 kV sa TR-ima naznačenih snaga (u našoj praksi): 160 kVA, 250 kVA, 400 kVA, 630 kVA, 1000 kVA,1600 kVA. Snage TR-a u međutransformaciji 35/10 kV su, npr: 4 MVA, 8MVA, 12.5 MVA, 16 MVA. Distributivne mreže srednjeg napona prenose snagu reda više stotina kW i više MW pa i do više desetina MW. Veće vrednosti su karakteristične za mreže višeg srednjeg napona.

Distributivne mreže NN-a su mreže napona 0.4 kV, koje polaze od distriutivnih TS 10/0.4 kV i preko NN vodova distribuiraju električnu energiju do samih potrošača, odnosno do razvodnih ormara (RO) sa uređajima za registrovanje potrošnje električne energije. Odatle dalje idu potrošačke mreže(instalacije) do pojedinačnih potrošača električne energije. Distributivne mreže niskog napona prenose snagu od više desetina do više stotina kW.

Potrošačke mreže Podsistem potršnje obuhvata potrošačke mreže sa potrošačima električne energije. Potrošačke mreže napajaju neposredno električne aparate malih snaga (od dela kW do više kW), npr. električne aparate u domaćinstvima, ili nešto većih snaga (reda desetina i stotina kW), kakav je slučaj sa potrošačkim mrežama u okviru

industrijskih preduzeća. Potrošačke mreže treba da osiguraju visok stepen zaštite, jer su u direktnom "kontaktu" sa korisnicima. Primenom niskog napona mogu se uskladiti kako ovi tako i ostali zahtevi u pogledu izolacije, pouzdanosti napajanja i dr. U okviru potrošačkih mreža su karakteristična tri dijapazona napona: 20 V do 50 V za tzv. bezopasne instalacije (igračke, instalacije u vlažnim prostorijama); napon 20/380 V, odnosno 230/400 V su naponi karakteristični za instalacije u domaćinstvima i tzv. ostaloj potrošnji i dijapazon 500 V do 1000 V karakterističan za industrijske mreže. Industrijske potrošačke mreže se mogu realizovati i u klasi srednjeg napona (3 kV, 6 kV, 10 kV), zavisno od vrste i snage uređaja koje napajaju.

3. Prema topologiji mreže se mogu svrstati u dve osnovne grupe: - radijalne mreže i - petljaste mreže. Osnovni kriterijum podele mreža na ove dve grupe su mogući smerovi protoka električne energije po deonicam vodova, odnosno putevi napajanja potrošačkih čvorova posmatrane mreže.Radijalne mreže karakteriše samo jedan smer protoka električne energije po deonicama vodova mreže i jednostrano napajanje potrošačkih čvorova. Realizuju se u različitim varijantama: radijalno napajanje u tački, čisto radijalno napajanje, radijalno napajanje sa ograncima (slika 1) i dr. Petljaste konfiguracije karakteriše mogućnost protoka električne energije po dionicama vodova u oba smera, a što se obezbijeđuje međusobnim povezivanjem deonica vodova i vezivanjem napojnih deonica na jedan ili više izvora napajanja (slika 2).

5. Prema konstruktivnoj izvedbi osnovnih elemenata, a to su elektroenergetski vodovi, mreže se dele na: - nadzemne ili vazdušne mreže. - kablovske ili podzemne mreže

Nadzemne mreže se primjenjuju u prenosu, u okviru napojnih mreža EDS-a, kao i na distributivnom nivou u seoskim i prigredskim područjima. Cene kablovskog prenosa na najvišim naponima znatno su više (reda deset puta) od onih nadzemnim putem. Zato se napojne mreže EDS najčešće realizuju kao vazdužne, Radi boljeg korišćenja koridora u urbanim sredinama, u svetu se prvenstveno grade višesistemski vodovi sa većim brojem provodnika u snopu i različitih naponskih nivoa. Tako su npr. u Nemačkoj već odavno u eksploataciji višesistemski vodovi napona 2x400 kV i 4x110 kV. Sa porastom opterećenja konzuma treba ići na povećanje, odnosno primenu većih preseka faznih provodnika. Tako je kod vodova 110 kV, prelaskom sa preseka 240/40 mm2 na presek 490/65 mm2 , za istu širinu koridora, moguće povećati specifično opterećenje (opterećenje po dužnom metru voda [MW/m]) za oko 47%. Istovremeno, ako se koriste dva provodnika u snopu, moguće je povećati specifično opterećenje za oko 30%. Napojne mreže se izvode kao kablovske u slučaju prostornih ograničenja, urbanističkih zahteva, negativnog uticaja nadzemnih vodova na okolinu, povećanih zahteva za pouzdanošću napajanja. Najčešće se realizuju u obliku tzv. "dubokog uvoda", gdje se snažnim dvostrukim kablovskim vodovima visokog napona ide do smaih gradskih centara, odnosno centara potrošnje.

Distributivne mreže gradskih EDS su u osnovi kablovske, kao i industrijske distributivne mreže. Kao vazdušne realizuju se distributivne mreže koje napajaju udaljenija prigradska i seoska područja.

13.2 Gradske distributivne mreže

13.2.1 Ciljevi

Gradski EDS je skup međusobno povezanih elektroenergetskih objekata i uređaja: sopstvenih elektrana, napojnih i distributinih vodova, transformatorskih stanica i potrošača, izgrađenih i lociranih na teritoriji grada i bližoj okolini sa ciljem obezbeđenja potrebne električne energije za sve tehnološke procese u: domaćinstvima, komunalno-društvenim i drugim pratećim objektima, transportu i dr., kao i u malim industrijskim objektima smeštenim na pripadnoj gradskoj teritoriji.

Svi potrošači na teritoriji grada čine konzum gradskog EDS. Osnovni potrošači električne energije gradskih EDS su domaćinstva i tzv. prateća potrošnja (objekti trgovine, sitne industrije i zanatskih delatnosti, administracije i društvenih delatnosti, komunalne infrastrukture, rasveta, dečiji vrtići, škole, fakulteti, objekti kulturne delatnosti, zdravstveni objekti i dr.).

Preko gradskih EDS se napajaju i prigradska područja, a često i udaljenija seoska naselja. Tada izdvajanje seoskih EDS kao posebne "kategorije" nema potrebnu težinu. Adekvatnije, to su seoske distributivne mreže u sklopu jedinstvenog gradskog EDS. Preko gradskih EDS električna energija se raspodeljuje i manjim industrijskim pogonima i ti potrošači se sa aspekta EDS sistema tretiraju kao tzv. direktni potrošači, a sama distribucija električne energije unutar pogona proučava se u sklopu konkretne industrijske distributivne mreže kao elementa gradskog EDS.

Zahtevi potrošača odnose se na potrebu za adekvatnim i pouzdanim snadbevanjem električnom energijom po prihvatljivoj ceni. Predvideti koliko je opterećenje mreže jeste težak zadatak, a faktori koji ga dodatno otežavaju su sve veći porast korišćenja električne energije u industriji, komercijali, u domaćinstvu usled sve većih potreba za komfornijim načinom života, kao i upotreba štedljivih uređaja.

Poznavanje opterećenja je osnovni problem pri proceni investicija usled porasta gradova i potreba trafostanica tako da se celokupna raspodela opterećenja može

proceniti uzimajući u obzir socio-ekonomsko i političko podneblje na osnovu ranijih kriva opterećenja. Ipak porast opterećenja je retko ujednačen širom grada, pa se vrši i prvenstveno analiza na manjim područjima, a potom i srednjeročno strateško planiranje. Za detaljno kratko i srednjeročno planiranje kao i za optimizaciju sistema neophodno je poznavati oblast u kojoj se radi, kao i poznavati kompjuterske programe za evidentiranje maksimalnih zahteva potrošača koji će omogućiti tačan prenos podataka.

Glavne investicione troškove u velikoj meri određuje ponuda i bezbednosni standard usvojeni od strane kompanije za koju se radi. Prenosni sistem, obezbeđivanje i jačanje sredstava između glavne tačke snadbevanja i potrošačkih terminala odnose se na razvoj distributivnog sistema.

13.2.2 Razmatranje električnih faktora gradskih distributivnih sistema

Karakteristični faktori

Sa aspekta proučavanja gradskih EDS-a, gradovi se dele na: male gradove: do oko 30000 stanovnika gradove srednje veličine: od 30000 do 200000 stanovnik velike gradove sa preko 200000 stanovnika

Posebnu grupu čine metropole sa (više)milionskim brojem stanovnika. Osnovne osobenosti gradskih EDS-a su:

Visoke vrednosti površinske gustine opterećenja Primena kablovskih mreža na distributivnim nivoima Na napojnom nivou je prisutna primena nadzemnih vodova visokog napona, a za

velike gradove – i vodova veoma visokog napona, a takođe i primena kablovskih vodova visokog napona, pa i veoma visokog napona

Primena konfiguracija koje obezbeđuji visok nivo pouzdanosti (višestruko napajanje, dvostrano napajanje, prstenaste konfiguracije, radijalne konfiguracije sa uključenjem rezerve,…).

U velikom broju gradova u svetu koji imaju površinu oko 100 km2 broj zgrada, a time i električno opterećenje, rastu neverovatnom brzinom. Često su takvi gradovi izdeljeni na dva ili na više delova rekama i rečnim tokovima što predstavlja problem projektatima pri određivanju trase za postavljanje kablova.

Gradovi se veoma brzo razvijaju, tako da je na periferiji grada gustina opterećenja reda 5 MVA/km2 do najviše 60 MVA/km2 , pa i više u samom centru grada. Ukupna potrošnja u roku od 15 godina biće i do oko 1250 MVA/km2.

Zona napajanja je neophodna za svaku pojedinačnu trafostanicu i to mnogo više na periferiji grada i srednje naseljenim gradovima nego u gusto naseljenom centru grada, ali je potrebno više trafostanica u centralnom delu grada nego na periferiji. Na

primer ako imamo tipičnu trafostanicu sa instaliranim kapacitetom od 2x60 MVA i napunjen do maksimuma od 114 MVA, 5 trafostanica bi bilo neophodno na periferiji, 4 u srednje naseljenim gradovima i oko 5-6 za centar grada.

(a) Razvoj sistema i sigurnost snadbevanja. Na izbor koncepcije perspektivnog EDS, značajan uticaj ima i pitanje pouzdanosti (stepena sigurnosti) napajanja potrošača električnom energijom. Već na samom početku planiranja EDS moraju se doneti odluke:

Da li treba obezbijediti rezervu u slučaju kvara, i ako treba, da li za jednostruki ili dvostruki kvar na pojedinim naponskim nivoima?

Kolika su dozvoljena trajanja prekida isporuke električne energije pojedinim kategorijama potrošača ?

Naši propisi ne regulišu ovo pitanje, a ni inostrana praksa tu nije jedinstvena. Ima pokušaja da se problemi pouzdanosti napajanja reše analiziranjem šteta usled očekivanog prekida u isporuci električne energije. Taj put je pogodan za EDS-e, odnosno distributivne mreže koje napajaju velike (direktne) potrošače, kao što su industrijski EDS, odnosno industrijske distributivne mreže u okviru gradskih EDS-a. Pri tome je široko prihvaćeno gledište da industrijski i drugi potrošači koji nisu od šireg društvenog interesa, treba sami da snose troškove povećane pouzdanosti napajanja.

Usvajanje (specificiranje) stepena pouzdanosti preko vrednovanja šteta zbog prekida u isporuci električne energije u EDS-ima, odnosno u mrežama koje u osnovi napajaju široku potrošnju (domaćinstva i prateća potrošnja) nije najprikladnija metodologija. Tu je veliki problem sama nemogućnost vrednovanja šteta, jer one ovde pre svega imaju "socijalni" odnosno "moralni" karakter i u najvećoj meri se ne mogu kvantitativno izraziti.

Kod gradskih EDS-a se kao princip pouzdanosti prema kome se koncipira sistem najčešće usvaja princip "jednostrukog kvara" (princip "n-1"). Prema ovom principu uokviru EDS-a treba obezbediti nesmetano napajanje za slučaj jednostrukog kvara na istom tehničkom modulu istog naponskog nivoa. Primetimo da je time obezbeđena rezerva za slučaj dvostrukog (višestrukog) simultanog kvara na dva (više) naponska nivoa, a i na više tehničkih modula istog naponskog nivoa.

Što se tiče dozvoljenog trajanja prekida isporuke električne energije, najčešće se postupa u skladu sa pravilom "što veća ispala snaga to kraće vreme prekida". Tu se, npr. na nivou G TS VVN/VN i nivou napojne mreže VN dozvoljavaju prekidi sekundnog trajanja, na nivou transformacije VN/SN reda minuta, dok je na SN nivou dozvoljeno da prekid traje reda sata. Najčešće rešenja gradskih EDS respektuju "kombinovani princip": princip "jednostrukog kvara" i princip "što veća ispala snaga, to kraće vreme prekida".

Instalirani tipovi proizvodnih postrojenja, naponski nivoi i drugi parametri sistema direktno su povezani sa istorijskim razvojem glavnih delatnosti u centrima mnogih zemalja kao i sa tehnološkim napretkom u inženjerstvu. Retko postoji mogućnost da se zaboravi ono što već postoji i da se započne nešto novo, jer kapitalne investicije moraju biti pažljivo izbalansirane na osnovu očekivanih prihoda od instalacije novih, ili izmene već postojećih sredstava. Sigurnost snadbevanja po razumnoj ceni je važan aspekt za snadbevanje velikih gradova. Pažljivim projektovanjem sistema snadbevanja koji može biti ostvaren kao sporedni proizvod celokupnog projektovanja može se postići da troškovi budu jako mali.

U gradskim EDS se primenjuju i sistemi povećanog stepena pouzdanosti. Tako se posebno izdvajaju potrošači koji zahtijevaju povećanu sigurnost napajanja, npr. ispravljačke stanice za gradsku električnu vuču, vodovod, velike bolnice i sl. To su obično potrošači na srednjem naponu povećane sigurnosti, gde se ima po pravilu napajanje iz dva "izvora" sa eventualnom lokalnom automatikom za prebacivanje sa jednog na drugo napajanje za slučaj kvara. Tabela 13.1. Preporučene klase snadbevanja I bezbednosni nivoi u U.K.

Klasa snadbe-vanja

Opseg grupne

potrošnje

Minimalan broj

raspoloži-vih strujnih

kola za snadbe-

vanje

Zahtevi za okupljanjem grupe

Planirano vreme za razmatranje zahteva grupePrimarna

strujna kola

Sekunda-rna strujna kola

1a

1b

1c

2a

2b

Sve do 1

Od 1 do 8

Od 8 do 24

Od 24 do 80

Od 80 do 300

1

1

1

2

2

Nula

Nula

Nula

Grupni zahtevi

Grupni zahtevi

-

-

-

Nula

Nula

Vreme za remont pri-mrnog strujnog kola.

Dva sata

15 min. za sekundarno strujno kolo

Vreme za remont jednog kola

Vreme za remont za jedno kolo koje zahteva cela grupa, ali 1/3 grupe radi dva sata

3 Preko 300 3 Grupni zahtevi

Svi potrošači i 75% zahteva grupe

Vreme za remont jednog kola

Većina zemalja radi u okviru nacionalnog dogovora kojim se utvrđuju standardi za bezbedno snadbevanje različitih vrsta potrošača. Tabela 13.1 predstavlja tabelu preporuka za U.K. Ovi standardi obezbeđuju čvrstu osnovu za snadbevanje modernih gradova, promišljenim i poboljšanim projektovanjem može se obezbediti umereno snadbevanje i preko osnovnog sistema.

(b) Kategorije potrošača. U U.K. potrošače električne energije najvećim delom čini domaća industrija koja koristi oko 37% ukupne isporučene energije. U Indiji potrošnja električne energije u industriji je 37%, u komercijali-13%, u poljoprivredi-26%, u domaćinstvu-24%. Usled brzog širenja distributivnog sistema dešava se često da maksimalna potražnja za električnom energijom bude u nekom delu dana. Celokupnim korišćenjem sredstava i ekonomskog sistema mogu se kontrolisati određene kategorije opterećenja kao što su grejanje i hlađenje. Njihovom kontrolom kriva opterećenja bi se poboljšala tj. smanjila bi se verovatnoća da dođe do preopterećenja. Centralna kontrola takvih opterećenja i povezanih tarifa ostvaruje se pomoću SCADA sistema.

(c) Standardizacija. U velikim gradovima koji imaju visoku stopu rasta električnog opterećenja neophodno je da postoji opšti strateški plan kako bi se brzo, po što povoljnijoj ceni i u cilju poboljšanja celokupnog plana predvidele zalihe električne energije potrebne za pojedine oblasti i potrošače. Iz više razloga, svaki pojedinačni element strujnog kola treba da je određen do najmanjeg detalja kako bi element mogao da obavlja u potpunosti svoju funkciju, čime se smanjuju neophodni troškovi i tehnički resursi. Standardizovani pristup čini primena automatizacije na sistem praktično po ekonomskoj ceni i bez potrebe za izmenama od strane visokokvalifikovanih stručnjaka.

(d) Automatizacija. Da bi se postigao konstantno visok nivo sigurnosti snadbevanja i da bi se smanjila potreba da zaposleni omogućavaju obnovu zaliha maksimalno treba koristiti sisteme automatizacije i vršiti kontrolu pomoću računara. Povezanost trafostanica i mreže tačaka optičkim kablovima koji se postavljaju u kolo sa veoma visokim i visokim naponom, daje mogućnost da se uz minimalan broj zaposlenih iz kontrolnog centra vrši kontrola celog sistema grada. Rezervni kontrolni centar bez osoblja može biti obezbeđen za korišćenje u slučaju katastrofalnog kvara u kontrolnom centru. Ovakav pristup je široko prihvaćen u celini i u U.K., kao i na zapadu.

(e) Održavanje. Moderan sistem treba da je projektovan tako da zahtevi za održavanjem budu minimalni; postrojenje treba da je svedeno na apsolutni minimum i da bude SF6 ili vakuum tipa, i transformatori bi trebali da budu zapečaćene jedinice. Oprema treba da je dobro instalirana i smeštena u kućište bez prašine. Zaštitna oprema treba da je postavljena na minimalan broj mesta i poželjno je izbegavati pilot žice.

Primarni sistemi

Prema naponskom nivou u okviru EDS-a razlikujemo: Podsistem visokog napona (napojne mreže: vodovi VN sa napojnim TS); Podsistem srednjeg napona (vodovi SN i distributivne TS SN/NN – EDS direktne

transformacije; vodovi VSN, međutransformacija VSN/SN, vodovi SN, distributivne TS SN/NN – EDS sa međutransformacijom)

Podsistem niskog napona (distributivne NN mreže: vodovi NN i potrošačke mreže).

Po kriterijumu teritorijalne lociranosti objekata u okviru gradskih EDS-a :

Podsisteme spoljašnjeg napajanja grada Unutrašnje gradske električne mreže i Potrošačke mreže.

Podsisteme spoljašnjeg napajanja grada čine vodovi prstena VVN, odnosno VN, obično vazdušni, sa odgovarajućim napojnim TS. Locirani su na periferiji grada. U podsistem spoljašnjeg napajanja mogu se uvrstiti i SN vazdušne mreže koje napajaju prigradske potrošače locirane na udaljenijim područjima, kao i napojne mreže seoskih konzuma koje su povezane sa posmatranim gradskim ED sistemima. Unutrašnje gradske električne mreže čine napojne mreže "dubokog uvoda" (kablovi VN sa TS VN/SN u odgovarajućoj - SF6, izvedbi), kao i gradske distributivne mreže SN i NN (koje se u gradskim uslovima dominantno realizuju sa kablovskim vodovima) sa odgovarajućim TS.Osnovno napajanje električnom energijom šireg područja grada, bilo iz lokalne proizvodnje ili udaljenih izvora, vrši se u ograničenom broju tačaka posmatrane oblasti. Povezivanje ovih tačaka sa napajanjem, kao i prenos velikih snaga tamo gde je potrebno može se postići osnivanjem EHV dvostrukog strujnog prstena oko posmatrane oblasti. Klasično rešenje gradske kablovske mreže SN predstavlja konfiguracija sa negde na sredini (električna sredina) otvorenim prstenovima - prstenasta konfiguracija. Prstenasta konfiguracija zadovoljava najčešće korišćeni opšti princip pouzdanosti - tzv. "kombinovani princip" pouzdanosti. Tipični naponski nivoi ovakvog prstena su u opsegu od 220 – 500 kV u zavisnosti od postojanja i pogodnosti odgovarajuće opreme. Tipični

4*400 mm čelikom ojačan aluminijumski provodnik (ACSR) koji se koristi na 500 kV nivou prenosi snagu od oko 3500 MVA.

Sa strateške tačke gledišta, u zavisnosti od zahteva opterećenja, mreža podstanica bi bila postavljena oko prstena kako bi bile zadovoljene potrebe za snagom koja se prenosi na niže naponske nivoe (od 100 – 150 kV) ka centru grada. Tipični prekidači za oba naponska nivoa mogu biti ili vakuumski ili SF6.

Izbor broja EHV/HV transformatora i strujnih kola

Za prenos energije do središta potrošnje uobičajen pristup je puštanje u rad 2 ili 3 transformatora unutar podstanice priključene na EHV. Rezultat je maksimalan stepen iskorišćenja od 65 do 86%. Tamo gde dostupnost zemljišta za podstanice sa ekonomskog aspekta postane problem, HV postrojenja za prenos snage mogu obezbediti da stepen iskorišćenja transformatora i strujnih kola bude u opsegu od 95 – 100 %, što smanjuje broj podstanica za 16 – 50 %. Štaviše, tamo gde je upotreba dalekovoda za EHV strujna kola neprikladna i podzemna strujna kola su neophodna, poseban akcenat je stavljen na postizanje visokog stepena iskorišćenja zbog veoma skupe imovine, kao i troškova koje stvaraju zgrade podstanica i oprema.

Pri planiranju EES-a, prenosnih mreža i EDS-a, gradski konzum (deo konzuma) se posmatra kao celina, a njegovo opterećenje dobija preko globalne prognoze, bazirane najčešće na "preslikavanju" podataka iz prošlosti u budućnost. Pored globalne prognoze, kod planiranja distributivnih mreža EDS-a neophodno je prostorno sagledavanje (prostorna prognoza) opterećenja. Ovo zahteva da se konzum tretira kao skup pojedinačno identifikovanih potrošača (grupa potrošača) prostorno razmeštenih u okviru pojedinih zona grada.

Dakle, podstanice sa 2 ili 3 transformatora su norme za seoske i slabo naseljene oblasti tamo gde su dalekovodna EHV strujna kola dozvoljena. Za gradske centre gde je zemlja za podstanice nedostupna ili skupa i EHV strujna kola moraju biti pod zemljom, od suštinske važnosti je postizanje visokog stepena iskorišćenja pomoću HV postrojenja za prenos snage.

Realizacije sa 1,2,3 i 4 transformatora su u upotrebi u UK, pri čemu svaka od njih ima prednosti i mane:

1) Trafostanice zahtevaju veliki broj položaja ili prostor, jednak broj EHV kablovskih puteva, što može biti problem u uskim gradskim ulicama i velika investicija u HV postrojenja za prenos snage koja se retko koriste.

2) Trafostanice su najbolje rešenje za većinu gradova u kojima se HV postrojenja za prenos mogu realizovati bez velikog dodatnog troška koji može biti odložen dok opterećenje ne pređe određeni kapacitet trafostanice (78 MVA).

3) Trafostanice sa 2 trafoa su bolje tamo gde je gustina opterećenja naročito visoka

(preko 20 MVA/ ) u znatnom delu oblasti, radi redukcije potrebnog prostora za trafostanice u blizini.

4) Trafostanice sa dvostrukom transformacijom 60/30/30 MVA nisu baš praktične zbog složenosti sprovođenja pomenutih zahteva, velikog prostora i problema pri isključenju nivoa u kvaru. Ovakvi kapaciteti bi bili pogodni u ekstremno gusto opterećenim

oblastima, konstantno iznad 100 MVA/ .

Visokonaponski sistem (HV sistem)

Snaga izvučena iz EHV sistema I transformisana na HV nivo (100 – 150 kV) se prenosi opterećenim oblastima preko dva kola. Ova dva kola imaju sposobnost da snadbeju jednu ili dve trafostanice, locirane u, ili blizu centara opterećenja, u kojima se snaga transformiše na NN nivoe (10 – 20 kV) za distribuciju u lokalnim HV/LV mrežama. To omogućava pravljenje selekcije sa ekonomskog aspekta u određivanju veličine kablova koji se koriste u mreži. Tipično je predviđeno da se od mreže do prve trafostanice koristi

kabal veličine 630 dok se između prve I druge trafostanice veličina kabla može

svesti I na 185 .

Veze sa EHV prstena se raspoređuju tako da optimizuju bezbednost sistema pomoću mrežastih uglova i alternativnih veza iz svakog kola. Tipične nove HV instalacije će koristiti vakuum ili SF6 opremu da kontrolišu VN stranu transformatora snage 60 MVA i odlazne distribucije ka lokalnim mrežama. Prednosti opreme koja ne koristi ulje su minimalno održavanje, smanjen potreban prostor i uklanjanje potrebe za protivpožarnu zaštitu u okviru oblasti, što je posebno važno u zakrčenim oblastima gde glavne trafostanice moraju biti locirane u drugim zgradama.

Opterećenje EHV/HV trafostanica

Trafostanica snage 2*60 MVA zasnovana na navedenim konceptima treba da bude u stanju da snadbeva najmanje 78 MVA pod uslovom ispada jednog transformatora, koji daje iskorišćenje od 65%. Pomoću odgovarajućih konfiguracija sabirnica i projektovanjem izgleda VN i NN distributivnih mreža povezanih sa trafostanicama moguće je značajno povećati ovaj stepen iskorišćenja. Normalno opterećenje trafostanice 2*60 MVA može biti povećano do 114 MVA, dajući stepen iskorišćenja od 95%. Da bi se pobrinuli za ovo povećanje stepena korisnosti, uspostavljena je mogućnost automatskog prenosa između susednih trafostanica koristeći povezanu mrežu, tako da se teret veći od 78 MVA može preneti na susedne podstanice. U slučaju ispada dvostrukog kola, opterećenje i dalje može biti napajano ako sistem radi na 2/3 ukupnog opterećenja.

Lokacija EHV/HV trafostanica

Manji i srednji gradovi, pa i mnogi veliki gradovi (reda milion i više stanovnika) mogu se obuhvatiti jednim jezgrom, koje u slučaju većih gradova dostiže prečnik od oko 5 km, uz moguću podelu na :• centralnu zonu A • zonu B oko nje, dominantno stambene strukture i pratećih delatnosti. • Izvan toga se proteže razređena gradnja (zona C: prigradsko-seoska naselja) i • šira prostranstva sa zaseocima i vikend naseljima (zona D).

Za zonu A karakteristične su velike vrednosti površinske gustine opterećenja. Nešto niže vriednosti imamo u okviru zona B, pri čemu one mogu biti i jako visoke za slučaj visokih gustina gradnje i stanovanja. Značajno niže površinske gustine opterećenja su u zonama C i D. Tipično napajanje takvih gradova je sa nepotpunim prstenom od jednostrukih ili, još češće dvostrukih nadzemnih vodova (npr. vodovi VVN, konkretno 400 kV vodovi), Mada za punim lokalnim zatvaranjem normalno nema potrebe, kod velikih gradova se mogu imati i prostorna ograničenja npr. zbog prisustva civilnih i vojnih aerodroma i sl. Vodovi VVN prolaze obično negdje između zona C i D. Transformacije na niži napon : GTS VVN/VN, konkretno G TS 400/110 kV, smeštaju se po pravilu na ivici gusto naseljene zone B (slika II.2.a). U dugoročnom planiranju, kakvo bi trebalo da bude i ukupno urbanističko planiranje, treba sagledati u prostornom planu koridore za trase nadzemnih vodova najviših, odnosno visokih napona, kao i lokacije za postrojenja ( transformatorsko – razvodna ) na ivici gusto naseljenih područja. Radi se o tome da cene kablovskog prenosa na

najvišim naponima mogu biti čak i za red veličine ( u smislu desetak puta ) veće od onih nadzemnim putem, tako da samo u nužnom slučaju odsustva prostora dolaze u obzir. Slično je i sa transformatorsko-razvodnim postrojenjima najviših napona. Naime, u nedostatku odgovarajućeg prostora na ivici gusto naseljenog područja, kao i zbogeventualne buke koju proizvode transformatori, ide se na udaljavanje tih postrojenja od gusto naseljenih područja, uz dodatne "teške" nadzemne vodove, (npr. četvorostruke na zajedničkim stubovima sa višestrukim provodnicima) koji završavaju u čistom razvodu (slika II.2.b), kao punktu za otiskivanje vodova (kablovskih) visokog napona u unutar gradsko tkivo. Bolje, ali u datim uslovima znatno skuplje rešenje bilo bi sa primenom zatvorenih postrojenja najviših napona u SF6 tehnici. Vodovi VN od TS VVN/VN odnosno od RP VN idu do samih centara potrošnje i realizuju se u obliku "dubokog uvoda" sa kablovskim vodovima. Ako se mreže VN realizuju u obliku prstena ili poluprstena, vazdušni vodovi VN prolaze negde kroz zonu B. U evropskoj praksi unutar zona A i B nalazi se distributivna mreža, tipično kablovska, sem eventualno u perifernim delovima, koji obično več spadaju u zonu C.

Da bi se izbegli troškovi u vezi sa nabavkom zemljišta za nove trafostanice, postala je uobičajena praksa da se obezbede namenski ugrađene EHV/HV trafostanice, delimično ili potpuno pod zemljom ili u podrumu postojećih objekata.

Savremeni razvoj obe vrste HV prekidača i materijala od kojih je izgrađen trafo tokom godina je omogućio da se prostor potreban za podstanice postepeno smanjuje. Moderna EHV/HV trafostanica obuhvata dva trafoa (60/30/30 MVA, 132/11/11 MVA), povezanih 132 kV rastavljačem otvorenog tipa, koji sa svom pratećom opremom mogu

biti smešteni unutar područja dimenzija 50m*25m*10m (12500 ).

U slučaju da je takva trafostanica smeštena u potpunosti ispod zemlje, ventilatori moraju da dozvole prolaz vazduha do i od transformatora i mogu biti smešteni svaki na 30 m od ulaza i izlaza ventilacionog područja. Alternativno, kada je trafostanica smeštena unutar druge zgrade, razvoj tehnologije omogućava da se toplota od trafostanice koristi za dopunu zahteva za grejanjem u zgradi.

Mali zahtevi za prostorom kod modernih podstanica otvaraju mogućnost obnove postojećih lokacija i povećanja kapaciteta 3-5 puta. Opterećenje postojeće podstanice se privremeno prebacuje na prenosne podstanice koje se nalaze na obližnjem otvorenom zemljištu kao što su parkovi ili parkinzi. Kada se završi rekonstrukcija opterećenje može biti premešteno na sledeću podstanicu gde se mogu planirati slični zahvati.

Sekundarni distributivni sistemi

Distribucija srednjeg napona treba da bude u rasponu od 10-20 kV i da optimizuje troškove po MVA snage. Stvarni izbor zavisi od gustine uzoraka opterećenja. VN kablovi koji napuštaju osnovnu podstanicu su organizovani u grupe od po četiri radijalna fidera, pri čemu svaka grupa ima nominalno maksimalno opterećenje od 18 MVA. Svaka grupa je sklopljena tako da je čvrsta u slučaju gubitka jednog fidera.

Opšti mrežni aranžman je "petlja-do-petlje" I uključuje upotrebu glavnih prekidača u petlji. petljastih podstanica i neke teed trafo stanice. Na primarnoj podstanici, zaštitu na kablu i transformatoru treba obezbediti pomocu mikroprocesorskih releja koji obezbeđuju zastitu od kratkog spoja i zemljospoja za fider.

Uređaj funkcioniše tako što detektuje promenu impendanse. Takav aranžman izuzetno pojednostavljuje rutinsko održavanje. Upotreba ovakvih sistema za pronalaženje kvarova omogucava vrlo brzo otkrivanje kvarova na VN vodovima.

Podstanice

NN sekundarni naponi treba da se prilagode međunarodnim standardima i leže u opsegu 400 V ± 10%. ali stvarni izabran napon, ako je moguće, treba da je već u širokoj upotrebi. Za trofazni 400V NN ekonomska maksimalna udaljenost je oko 400 m. Pod pretpostavkom da grad ima mrežu ulica ovo daje zonu snadbevanja koja ima radijus od 400 * 1,42 = 280m što je oblast oko 0,25 km2 . Iako lokacija podstanica nikada ne može biti idealna, jasno je da je najmanje pet podstanica potrebno po kvadratnom kilometru. Sa minimalnim opterećenjem gustine od 5 MVA/km2 izbor od 800 ili 1000 KVA transformatora je najpogodniji.

NN Sistemi

Zadatak jednog NN sistema je da snadbeva rastuću potrosnju u oba slucaja po najmanjim inicijalnim i rastućim troškovima. Sistem za grad mora da bude sposoban da nastavi razvoj bez ponovljenih iskopavanja i postavljanja novih delova u istim oblastima. Dobro osmišljen sistem će takođe obezbediti meru sigurnosti snabdevanja; tj. da se

obezbedi rezervno snadbevanje dok se neki transformator održava ili zamenjuje nakon kvara. Da bi kapacitet distribucionog transformatora bio odgovarajuci i snabdevao sve jedinice u ulici (osim onih dovoljno velikih da imaju sopstveni transformator), treba postaviti glavni "krug" od najmanje 400A/300KVA jačine niz najmanje jednu prihodnu jedinicu u svakoj vecoj ulici. Distribuciju treba prvo pokrenuti direktno između podstanica. 240 mm2 aluminijum umreženi polietilen (Al KSLPE) ili talasni kombinovani neutralan i zemlja (CNE) kabl postavljen direktno u zemlju, na dubini od 450-600mm bi bio odličan izbor jer je jeftino, ali ima problem sa zagrevanjem iako se pristupanje I polaganje vrši u prometnoj gradskoj oblasti. Takav kabl je široko primenjivan u distribuciji Velike Britanije, posebno u Londonu. Može se videti da, kada je distributivna mreza završena, generalno je nepotrebno dodavati nove NN kablove iako opterecenje raste. Snadbevanje za pojedinačne objekte treba obezbediti pomocu kablova od umreženog polietilena ili polivinil-hlorida (PVC) odgovarajuće veličine 240/185/95/35 mm2. Razvođenje će biti neophodno tamo gde je u početku samo jedan kabl instaliran u ulici. Za područja gradova koji imaju potrošače koji se nalaze u mnoštvu uskih uličica kopanje I postavljanje kablova je neizvodljivo, pa se uvođenje vazdušnih provodnika priključenih na pogodnim mestima direktno na objekte se preporučuje. Sistem se u svom osnovnom obliku sastoji od dva ili četiri provodnika izolovana pomocu umreženog polietilena postavljenih u jednu spiralu tako da formiraju snop provodnika, koji mogu biti veličine između 25 i 95 mm2. Dodatna mala jezgra mogu da se dodaju u glavni paket za korišćenje kao ulična osvetljenja prekidača žice ili drugih kontrolnih funkcija.

Postoje mnoge prednosti koje proističu iz izbora ovog sistema u poređenju sa konvencionalnim otvorenim instalacijama i to uključuje povećanu bezbednost, lakoću rada, brže instalacije i poboljšanu pouzdanost snabdijevanja, niže ukupne troškove i estetski je više prihvatljiva.

Modernizacija distributivnog sistema

Pojavom reklozera koji se postavljaju na stub Sectionalizer, prekidač kondenzatora i bustera napona omogućena je modernizacija izlaska sistema, koristeći:

Auto reclosers

U distribuciji električne energije, recloser ili autorecloser je prekidač opremljen mehanizmom koji može automatski da zatvori prekidač nakon što je otvoren zbog kvara. Reklozeri se koriste na nadzemnim distributivnim sistemima za detekciju i prekidanje trenutnih grešaka. Pošto mnoge kratke spojeve na dalekovodima uspešno otklanja, recloser poboljšava usluge kontinuiteta tj. automatskog vraćanja snage na liniju.

U cilju sprečavanja štete, svaka stanica duž mreže je zaštićena prekidačem ili osiguračem koji će isključiti napajanje u slučaju kratkog spoja. To predstavlja veliki problem kod prolaznih kvarova. Na primer, grana koja je otpala sa stabla tokom oluje i dospela na vod može izazvati kratak spoj koji bi mogao da izazove štetu. Međutim, kvar će brzo biti otklonjen sam od sebe kad grana padne na zemlju. Ako su prekidaci jedina zastita sistema, veliki delovi mreže bi bili nepotrebno iskljuceni dok ekipa zaduzena za otklanjanje kvarova ne utvrdi da je kvar otklonjen i ne resetuje prekidace.

Reklozeri rešavaju ovaj problem tako sto podele mrežu u manje delove. Na primer,

gradska mreža može biti opremljena reklozerima u svakoj tački na mreži. Reklozeri, zbog njihovog položaja u mreži, rade sa mnogo manje energije nego prekidači na sporednim stanicama, i stoga može da se podesi da rade na mnogo nižim energetskim nivoima. To znači da će jedan događaj na mreži odseći samo deo koji je u dometu jednom recloseru, mnogo pre nego što snadbevajuća stanica uoči problem. Normalno, prekidači se mogu koristiti I za ovu ulogu, ali zato sto nisu geografski raspoređeni širom mreže, nego su centralizovani na sporednim stanicama, resetovanje prekidača može potrajati dosta vremena. Iz tog razloga, reklozeri se koristi za automatsko ponovno ukljucenje posle kratkog intervala. Postoji velika verovatnoća da će greska nestati kada se struja vrati. Ako je greška i dalje prisutna, recloser se otvara ponovo.

Sistem kontrole za recloser omogućava odabrani broj pokušaja da se obnovi snadbevanje nakon podesivih vremenskih kašnjenjenja. Na primer, recloser može imati 2 ili 3 "brzih" operacija reclose sa nekoliko sekundi odlaganja, a zatim duži zastoj i jedan reclose, a ako poslednji pokušaj ne uspe, recloser će se zakljucati i zahtevati ljudsku intervenciju za resetovanje. Ako je greška stalna (oborena žica, granje leži na žici, itd) autorecloser će iscrpeti svoje prethodno programirane pokušaje da ponovo pusti napon na liniju i ostaće stalno isključen dok se ručno ne naredi ponovni pokušaj ukljucenja. Oko 80-90% od kvarova na nadzemnim vodovima su prolazni i mogu se izlečiti (autoreclosing). Rezultat je povećana dostupnost snabdevanja. Autoreclosers se proizvode u jednofaznim i trofaznim verzijama, i koristiti ili ulje, vakuum, ili SF6 prekidače.

Stambeni korisnici u područjima pogođenim preopterećenim linijama nadzemnih vodova mogu povremeno videti efekte jednog autorecloser-a u akciji. Ako greška utiče na sopstveno distributivno kolo kupca, kupci mogu videti jednu ili nekoliko kratkih reakcija, pracenih normalnim stanjem mreze (kad autorecloser uspeva da povrati napon posle prolaznog kvara), ili potpunog prestanka napajanja (kad autorecloser iscrpljuje svoje pokušaje). Ako je greška na susednoj stazi, korisnik može videti i nekoliko kratkih "padova" u naponu kao teške greške u aktuelnim tokovima susednog kola i prekine ga jednom ili više puta. Tipična manifestacija će biti pad ili intermitentni black-out, domaćeg osvetljenja tokom oluje. Autorecloser akcija može dovesti u elektronskim uređajima do gubitka vremenske postavke, gubljenja podataka u memoriji, zaustavljanja, restartovanja, ili štete zbog prekida napajanja.

Vlasnici takvih uređaja mogu da se zaštite elektronskim uređajima od posledica.

Sectionalizers

Reklozeri može sarađivati sa zaštitnim uređajem koji se naziva sectionalizers, koje predstavljaju rastavljači ili isečci opremljeni mehanizmom okidanja izazvanim pomocu tajmera. Sectionalizer ne prekida struje kvara ili radne struje. On posmatra greške struje i kolo prekida pomoću autorecloser-a. Ako se autorecloser ciklusi i greška i dalje javljaju, sectionalizer izoluje neispravan deo kola.

Automatski pojačavac napona

Automatski pojačavač napona je u suštini autotransformator sa šantom i serijom namotaja koji omogucavaju promenu prenosnog odnosa. Automatski pojačavač napona može povećati i do +10 % u koraku od 2,5 %. AVBs takođe može da obezbedi varijaciju napon za 10 % u koracima od po 32 % svake 0.625 .

Buck–boost transformator je tip autotransformatora koji se koristi za prilagođavanje napona na naizmeničnu struju opreme. On se koristi na nekoliko mesta, kao što su neprekidno napajanje (UPS) jedinica za računare, solarijumi. Priključenje električne opreme na drugi napon umesto dizajniranog napona može da dovede do lošeg rada, kratkog radnog veka, ili eventualno do mogućeg pregrevanja, pa čak i oštećenja.

Informacione tehnološke inicijative pri distribuciji električne energije

Sredstvo za analizu potrošnje (CAT). Knjiga konsolidacionih modula (BCM) Krug performanse upravljanja i sistem izveštavanja (CPMRS) Monitoring i sistem za praćenje (MATS) Informacioni sistem transformisanja (TIMS) Mikro kontroleri merenje, obračun i naplata (MBC) GIS-a (Geografski informacioni sistem) i GPS (Geografsko pozicioniranje

sistema) Distributivna automatizacija

(a) Sredstvo za analizu potrošnje (CAT). Sredstva za analizu potrošnje (CAT) fokusirana su ka prioritetnim potrošačima I stvaranju informacija koje se odnose na sve poslovne aspekte. Cilj ovog alata je da analizira informacije o klijentima I da identifikuje trendove / anomalije u merenjima, da vrši obračun i naplatu za svakog kupca i pruži detaljne informacije, kao i da omogući dalje korake.

Prednosti CAT-a :

pomaže u analizi merenja, obračuna i naplati podataka Generiše prioritete i fokusira izveštaj za akciju inicijacije Pomaže da se smanji vreme odziva za generisanje izveštaja Deluje kao efikasno sredstvo za praćenje, pomaganje, upravljanje u vršenju

kontrole

(B) Knjiski konsolidacioni modul (BCM). Cilj BCM je da se smanji potrebno vreme, i za manuelnu intervenciju ukljucenu u konsolidaciju racuna iz gornjeg kruga nivoa. Modul koristi da bi se to postiglo kombinaciju jednog racunovodstvenog paketa jednako dobro kao i Microsoft Excel.Prednosti BCM su sledece:-BCM je pomogao da se smanji vreme potrebno za obradu za konsolidaciju sa skoro 60 dana, na oko 15 dana.-Analizira upravljanje ucinka budzeta i odrzava kontrolu nad budzetom.

(C) Krug Upravljanja Ucinkom i Izvestavacki Sistem (CPMRS). Krug upravljanja učinkom i izvestavacki sistem su projektovani kao izvršni informacioni sistem da bi pomogli top menadžmentu da prati ucinak u svakom krugu. Sistem omogucava upravljanja procesom učinka sa merenjem i izvestavanjem performansi koje kompanije mogu da pregledaju, daje povratne informacije ka kancelarijama zainteresovanih, kao i akcioni plan.Prednosti CPMRS su:- Rukovanje statistikom- Nadzor distributivne mreze itd.

(D) Monitoring i pracenje sistema (MATS).MATS je osmišljen kao sredstvo da se pomogne procesu praćenja napretka svih slucajeva nepravilnosti, poput krađe, zloupotreba, back-billing itd.Prednosti MATS su:- Veca transparentnost i odgovornost.- Osigurava pridržavanje rokova.- Osigurava tokove automatizovanih dokumenata.- Prioritizacija inspekcije i pracenje optimizacije koriscenja resursa.

(E) Transformatorski informacioni menadzment sistem (TIMS). Cilj TIMS je da obezbedi efikasno praćenje distribucije transformatora, kao i povezane strukturne analize njihovog zivotnog ciklusa.Prednosti TIMS su:

- Lokacija sa maksimalnim neuspehom transformatora.- Identifikacija transformatora i strukture koje pokazuju česte kvarove.- Vreme potrebno za popravku transformatora na svakoj lokaciji popravke.

(F) Mikro kontroleri. Mikro kontroleri su obezbeđeni u svakoj 33 kV podcentrali kako bi se postiglo sledeće:- Obezbeđivanje potrebnog broja časova napajanja, uključujući sprovđenje restrikcije i kontrole mera kada je ona na snazi.- Automatsko isključenje napajanja, ako opterećenje prelazi podešenu vrednost tokom određenih sati da bi se izbeglo preopterecenje opreme.- Praćenje uniformne raspodele opterećenja, kao po rasporedu.- čitanje svih događaja i podataka parametara je obezbedjeno za generisanje izvestaja podataka, sati snabdevanja i kompletnih podataka neophodnih za stvaranje pregleda opterecenja.

(G) Merenje, Obracun i Kolekcija (MBO)

- Zajednicki naplatni sistem (CBS). Zajednicki softver za oba HT i LT obracuna, naplata prihoda, novi kupac, promena vlasništva servisa, prestanak servisa, itd, je razvijen tako da se cela MBC funkcija vrši na zajednickoj platformi.- Mesto za obracun (SBC). Mesto obračuna vrši se kroz ručne racunare koji su brzi, svestrani, inteligentni, pristupačni, prenosivi, i programabilni.- Daljinsko merenje. Merila na izabranoj visokoj vrednosti usluga se daljinski čitaju i prati se potrošački obrazac. Neovlašćena brojila ili neispravna se odmah otkrivaju. Slučajevi sitne krađe takođe se prepoznaju kao merila sa neovlašćenim dokaznim podacima.

13.2.10 GIS i GPS

Geografski informacioni sistem (GIS)

GIS je racunarski zasnovan alat koji se koristi da integrise podatke u sistem mreze. GIS predstavlja organizovano prikupljanje hardverske tehnike, softvera, geografskih podataka i osoblja koji mogu da efikasno snimaju, cuvaju, ažuriraju, manipulisu, analiziraju i prikazuju sve oblike geografski referentnih informacija.

Kada je GIS integrisan sa - real time SCADA-om on pomaže u efikasnom rukovanju ispitivanih potrošača, greške menadžmenta, preventivnog održavanja, optimizacije mreže, energetske revizije, poboljšanja prihoda, preciznijih rezultata protoka energije i analize kratkog spoja, itd.

Globalni pozicioni sistem (GPS)

CPS je satelitski navigacioni sistem. Sateliti su orijentisani na takav način da je iz bilo kog mesta na Zemlji, u svakom trenutku, informacija dostupna za navigacione svrhe.

GPS istraživanje je urađeno kako bi se odredila geografska širina i dužina mrežnih objekata kao sto su trafostanice, transformatori, HT i LT stubovi itd. i obezbedio prenos podataka direktno za GIS –ov sistem za analizu.Primena GIS-a i CPS:- Mrežna analiza, optimizacija i planiranje- Menadžment napajanja- Proracun energije i zaštita prihoda- Studije prenosa- Problemi upravljanja pozivima- Automatsko ocitavanje brojila

13.3 RURALNI DISTRIBUTIVNI SISTEM

Oko 35% ukupne snage proizvedene u Indiji trosi više od 70% seoskog stanovnistva te zemlje. Sve veći napor se ulaže ka podizanju ove potrosnje do 50% od ukupne proizvodnje, koja moze da posluzi kao dobar indeks ruralnog prosperiteta Indije.

13.3.1 Ciljevi

Poboljšanje ekonomskog statusa seoskog stanovnistva povecanjem produktivnosti ljudskog i zivotinjskog rada.

Unapređenje seoskog okruzenja tako da bude ravnopravno po komforu i udobnosti kao i urbane sredine. Zato je elektrifikacija važan faktor u sprečavanju prelaska ruralnog stanovnistva u urbane sredine, gde su veće plate i ima mnogo više pogodnosti na raspolaganju.

Pouzdano snabdevanje ruralnih oblasti će smanjiti broj siromasnih oblasti u gradovima.

13.3.2 Pouzdanost

Pouzdanost i kvalitet snabdevanja se ne odnose samo na broj kompletnih ispada sistema koje on moze pretrpeti, već se takodje odnose i na svako odstupanje od određene granice napona, frekvencije, oblika talasa, trenutnog kapaciteta, treperenja napona i sistemske impedanse sve do tacke korišćenja .Svaka od njih moze da utice na industrijskog ili komercijalnog potrošača, ali ono što je najvažnije za seoskog potrošača su devijacije napona i isključenja. Međutim, neki industrijski potrošači koji se povremeno snabdevaju iz ruralnih sistema snabdevanja mogu iskusiti i ozbiljne opasnosti od prekida rada.

13.3.3 Greške i zaštita u ruralnom distributivnom sistemu

- Munja: Munja izaziva izolacioni proboj, faze prema zemlji ili faza prema fazi, praćenIspadom osiguraca ili nepravilnim radom osigurača, a ponekad može izazvati i stubne ili unakrsne požare.On takđe moze izazvati i kvarove u distributivnom transformatoru i povremeno, direktan udar moze unistiti stubove i provodnike. Napon viši od napona zastite je važan za projektovanje instalacija, pa je montiranje štapnih izolatora ili odvodnika prenapona na HT strani transformatorskog stuba pozeljno.

- Zivotinjski i ptičiji zivot: To su uglavnom uzroci smetnji na transformatorskim stubovima gde su rastojanja faza ka fazi i faza prema zemlji manja nego na normalnim linijskim stubovima. Zaštita od ptica na trafo-stubovima je izolovanje korišćenjem polietilenske cevi ili izolacione kape, gde su zazori manji, pa mogu da spreče većinu ovih problema.

Ostale opcije su sledece:1. Povećanje međufaznog zazora ili korisćenje 'V' ili 'U’ tipa ukrštanja za vodove u blizini vode, kao sto su vodene bare, reke i kanali.2. Montiranje odgovarajućih PVC rukava na ostecenom delu provodnika.

- Mehanicke greske:

One se mogu javiti usled:

1. Neispravnosti provodnika.2. Seče drveća ili granja tokom olujnih dana. Unakrsni stubovi mogu da oslabe iz istih razloga.- Covek pravi greske:Vandalizam, kao sto je kamenovanje, pucanje izolatora, bacanje lanaca / žice na provodnike itd, pozar u slučaju drvene strukture mogu izazvati probleme.

Zaštita

Sekcionazer: Ovi uređaji u odgovarajućim lokacijama funkcionalno poboljšavaju pouzdanost usluga izolovanjem kvara na delu kola i smanjenjem vremena lociranja kvara. To su vrste auto-reklozera, prekidača i rastavljača snage.

Rad trafoa: učestalost havarija na ruralnom fideru se javlja zbog dugih nadzemnih vodova i njihove ranjivosti na prirodne opasnosti. Na glavnoj ili mrežnoj podstanici u ruralnim područjima koje imaju dva ili više transformatora transformatori ne smeju da rade paralelno da bi se smanjio nivo greske. To će uticati na smanjenje naprezanja prekidača, kablova, vodova itd, i poboljšati životni vek kointunalnog snabdevanja.

Mrežna zaštita: Ruralna mreža, kao dugačka i razuđena ima potrebe za odgovarajućom zaštitom. Pravilno lociranje kvara i pravilno sekcionizanje za brzo otklanjanje kvarova treba da bude obezbeđeno da bi se održao kontinuitet snabdevanja. U većini elektrodistribucija primarna zaštita ruralnih distributivnih transformatora je obezbeđena sa izolovanim prekidačama u HT osiguračima. Sekundarna zaštita je obezbeđena sa LT osiguračem cut-out.

Unapređenje postojećeg distributivnog sistema

Svaki projekat za poboljšanje sistema treba da pokrije makar podprenosne i distributivne zahteve u datom prostoru i samim tim obuhvati relevantne nivoe napona, kao što su 132, 66 i 11 kV.

Loš faktor snage, visoki gubici u distribuciji i loši naponi u ruralnim sistemima su uglavnom zbog sledećih faktora:

1. Dugi i preopterećeni 11kV i podprenosni vodovi.

2. Loš faktor snage poljoprivredne pumpe za navodnjavanje na potrošačkim instalacijama.

3. Odsustvo šant kompenzacije u sistemima podprenosa i distributivnog sistema.

4. Udaljenost distributivnog transformatora od centara opterećenja.

Korektivne mere

1. Rutiranje glavnog voda fidera po najkraćem putu.

2. Ako ponovno rutiranje nije moguće, onda fideru treba napraviti bifurkacije u odgovarajućim tačkama u cilju prenošenja opterećenja na najmanje opterećenje fidere.

3. šant kompenzacije na 11kV fideru.

4. Kad god su distributivni transformatori preopterećeni i očekuje se dodatno opterećenje, izlazni transformator može biti zamenjen transformatorom višeg naponskog nivoa. Alternativno se može obezbediti novi transformatorski centar da prihvati višak tereta.

5. Kada trafo u HT podstanici dostigne puno opterećenje, povećanje kapaciteta trafoa može se vršiti bilo instaliranjem dodatnih transformatora ili promenom izlaznog transformatora sa većom jedinicom.

6. Dodavanjem novih 11 kV LT fidera i distributivnih transformatora.

7. Faktor snage u trenutku najvišeg opterećenja može se znatno poboljšati instaliranjem LT kondenzatora na potrošačima i na distributivnom transformatoru.

Jednožični zemljo povratni sistem (Single-wire earth return SWER)

Za udaljena ruralna područja sa oskudnim stanovništvom SWER sistem se pokazao ekonomičnim. Ovde se zemlja koristi kao povratni provodnik a jedna žica kao fazni provodnik. Ovaj sistem zahteva uzemljenje uzemljivačkog štapa duboko u zemlju na svakoj potrošačkoj lokaciji u cilju uspostavljanja dovoljno niske impedanse zemljovoda. Sistem je razvijen na Novom Zelandu 1925.

Snaga se isporučuje na SWER liniji od strane izolacionog transformatora snage do 300kVA. Ovaj transformator izoluje mrežu od zemlje i menja mrežni napon (tipično 22 ili 33kv linijski) do SWER napona (tipično 12,7 ili 19,1kv fazno). SWER sistem je jedan provodnik koji može protezati na desetine ili čak stotine kilometara, sa brojnim distributivnim transformatorima duž njene dužine. Od NN strane svakog transformata struja teče ka potrošačima i ulazi u zemlju i nalazi put do početnog transformatora u liniji i tako zatvara krug. U područjima sa visokim otporom tla, otpor zemljišta rasipa energiju. Drugi problem je kad otpor bude dovoljno visok da nedovoljna struja teče u zemlju izazivajući da uzemljeni štap bude na višem naponu. Samo aktivirajući prekidač se obično aktivira zbog razlike u naponu između provodnika i neutralnog voda(zemlje).

Dakle u suvim zemljištima visoke otpornosti smanjenje razlika u naponu između voda i zemlje može sprečiti reagovanje prekidača. U pustinjama sa veoma suvom zemljom ili na mestina gde je prisutan večiti led je potrebno zakopati stapove za uzemljenje dovoljno duboko ispod sloja sa visokom otpornošću. Velike SWER jedinice mogu imati i

do 80 trafoa u liniji od 5,10 i 25 kVA. Glavna prednost ovog sistema je njegova niska cena u odnosu na trofazni sistem prenosa. U slabo naseljenim sredinama troškovi za izgradnju SWER sistema mogu bit ii do 50% jeftiniji od odgovarajućih klasičnih monofaznih sistema i do 70% jeftiniji od trofaznog sistema. Troškovi održavanja su oko 50% manji. Swer sistem zahteva samo 2.5 stuba po kilometru u odnosu na klasične koji zahtevaju čak 7. SWER sistemi mogu koristiti jeftine čelično pocinkovane prevodnike, ali im je mana što mogu preneti znatno manje snage. Ekonomičnost se može povećati dodavanjem optičkog vlakna. Sistem je najčešće linearan pa kvar na jednom delu izbacuje sve dalje potrošače sa mreže. Međutim zbog manjeg broja elemenata i broj kvarova je manji. Takođe je broj kvarova usled udara groma manji zbog malog otpora prema zemlji. Zbog dugih vodova sa velikom impedansom SWER sistem ima problem sa padom napona. Ovaj problem se rešava upotrebom regulacionih trafoa kod potrošača. SWER sistem se dobro pokazao u kombinaciji sa malim generatorima u udaljenim lokacijama. Unapređivanje SWER sistema se može vršiti bez dodavanja novih stubova. Moze se zameniti provodnik sa onim sa manjim otporom ili dodati novi sa pomerenom fazom od 180 stepeni. Stubovi su dizajnirani da izdrže novo opterećenje. Takodje se mogu dodavati novi trafoi ili zameniti sa onim na višem naponu.

Ruralna elektrifikacija sa SWER sistemom je jeftin metod produženja električne mreže na ruralna područja. SWER će smanjiti troškove elektrifikacije ruralnih zajednica u razvijenim i zemljama u razvoju. Ruralna elektrifikacija koristeći SWER će direktno i indirektno pomoći povećanju profita preduzeća.

U SWER sistemima, postoji samo jedna žica umesto:

(a) Dve žice koje se koriste u Evropi za jednofaznu distribuciju ili,

(b) tri žice koje se koriste u Evropi za trofaznu distribuciju ili;

(c) Jedna fazna žica i jedan neutralni provodnik koji se koriste u Severno Američnom monofaznom distributivnom sistemu.

Dakle prednosti SWER sistema su:

1. 30-40% ekonomičniji u odnosu na konvencionalni trofazni sistem ako su povoljni uslovi.

2. Bolja regulacija napona što je i glavni problem sa dugim konvencionalnim fiderom.

3. Poboljšani faktor snage u odnosu na konvencionalni sistem 0,95 za SWER, a za konvenconalni sistem od 0,7 do 0,75.

4. Prekidi na SWER sistemima su relativno ređi nego na konvencionalnom sistemima zbog manjeg broja komponenti po raspona.

Glavna ograničenja u usvajanju sistema su:

1. Maksimalna dozvoljena povratna struja kroz zemlju je 7-8 A.

2. Maksimalna prenosna snaga ovog sistema je ograničena na 3-3.5 kVA / km voda.

3. Posebna konfiguracija i održavanje uzemljenjih elektroda je važna tačka za usvajanje sistema.

4. SWER sistem bez izolacionog transformatora može da stvori prevelike smetnje na telekomunikacionim kolima.

Lociranje Greške

U skladu sa dosadašnjom praksom sa ruralnim distributivnim sistemima, glavni 11kV fideri su zaštićeni prekidačima sa prekostrujnim i zemljospojnim relejima.

U slučaju dugotrajnih smetnji, prekidač se ne zatvara i terensko osoblje je dužno da patrolira glavnim fiderom kao i segmentim vodovima da bi se locirala i izolovala neispravna sekcija pre nego sto je snabdevanje obnovljeno.

Sa ciljem da se eliminišu moguća kašnjenja u lociranju i izolovanju neispravne sekcije za 11 kV nadzemni vod oprema za lociranje kvara može biti instalirana na vodu u tee-off tački. Uobičajena oprema za lociranje kvara instalirana na visokonaponskim vodovima su lokator impulsnog odraza i distantni relej sa jedinicom za merenja udaljenosti. Jedinica za ruralne duge vodove mora biti jeftinija i operativno održiva.

Auto reklozeri

Reklozeri se mogu koristiti:

1. Kao primarni uređaj zaštite fidera u ruralnim pod-stanica.

2. Na glavnim tee-off vodovima za zaštitu glavnog fidera od izbacivanja zbog kvarova na tee-off vodovima.

3. Za sekcionisanje dugih fidera u cilju sprečavanja havarija na celom fideru, kada se dogode trajni kvarovi blizu kraja fidera.

Budućnost ruralnih distributivnih sistema je:

1.Usvajanje smanjenog nivoa izolacije

2. Podela ruralnih snadbevanja na:

Poljoprivreda snabdevanje Seoske industrije Ruralno osvetljenje

3.Decentralizovana proizvodnja i distribucija.