Elektrane 10 Opca i Vlastita Potrosnja

Opća i vlastita potrošnja elektrana

Prof.dr.sc. Sejid TešnjakProf.dr.sc. Davor GrgićProf dr sc Igor KuzleProf.dr.sc. Igor Kuzle

fakultet elektrotehnike i ra~unsrstvazavod za visoki napon i energetiku

Definicija vlastite potrošnje

Skup svih uređaja koji osiguravaju normalni pogon l kt n n i s l stit p t šnjelektrane naziva se vlastita potrošnja.

Opću potrošnju čine svi ostali uređaji koji nemaju izravan utjecaj na tehnološki proces u elektraniizravan utjecaj na tehnološki proces u elektrani.

Očuvanje kontinuiteta u opskrbi vlastite potrošnje električnom energijom neophodno je za:električnom energijom neophodno je za:

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

i kvarova. S rastućim jediničnim snagama blokova prisutan je i

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


Općenito o vlastitoj potrošnji elektrane

Osnovni problem je postizanje sigurnog napajanja k š u raznim pogonskim situacijama, uz što manje

iznose struja kratkog spoja i pad napona prilikom k t j likih i k ih tpokretanja velikih asinkronih motora.

Rješenje se postiže pravilnim izborom transformatora vlastite potrošnje i razine napona.

Termoelektrane ložene ugljenom imaju daleko g j jnajsloženiji sustav vlastite potrošnje (izuzev postrojenja vlastite potrošnje za nuklearne elektrane):


Vlasita potrošnja termoelektrana Termoelektrane ložene ugljenom imaju sljedeća postrojenja i

mehanizme vlastite potrošnje:m m p j– mehanizmi za dopremu i uskladištenje goriva (istovarne dizalice,

transporteri, itd.);mehanizmi za mljevenje ugljena i pripremu ugljene prašine (drobilice – mehanizmi za mljevenje ugljena i pripremu ugljene prašine (drobilice, mlinovi za ugljen, itd.);

– mehanizmi parnog generatora (dodavači za ugalj, ventilatori svježeg k ntil t i dimnih plin n p jn pump m utn pump itd )zraka, ventilatori dimnih plinova, napojne pumpe, mazutne pumpe 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 uređaji glavnog pogonskog objekta (drenažne i požarne pumpe, pomoćn ur aj g a nog pogons og o j ta ( r nažn požarn 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 postrojenje pomoćnih objekata elektrane (kemijska priprema vode, radionica, mazutna stanica, kompresorska postrojenja, itd.).


Električna oprema vlastite potrošnje U električnu opremu vlastite potrošnje

l ktr n sp d ju:elektrane spadaju:– transformatori vlastite (i opće) potrošnje svih

skih inaponskih razina,– sklopna postrojenja srednjeg i niskog napona,

l k ič i i– električni motori,– metalom oklopljeni vodovi i kabeli za

i j j di ih dij l l tit povezivanje pojedinih dijelova vlastite potrošnje,ventili za upravljanje– ventili za upravljanje,

– postrojenje istosmjernog napajanjati ič j j i– agregati za pričuvno napajanje i

– električna rasvjeta.


Bitna ili pomoćna trošila (1) Zavisno o njihovoj funkciji, pojedina trošila

vl stit p tr šnj m u biti bitn ili p m ćnvlastite potrošnje mogu biti bitna ili pomoćna.– Bitna trošila su ona čije i kratkotrajno

st lj j i i s iž j i d j zaustavljanje izaziva sniženje proizvodnje električne energije ili dovodi do zaustavljanja osnovnih agregata elektrane a u posebnim osnovnih agregata elektrane, a u posebnim slučajevima može izazvati oštećenje osnovne i pomoćne opreme. U bitna trošila spadaju:p p p j napojne pumpe, kondenzatne i cirkulacijske pumpe, ventilatori sviježeg zraka i dimnih plinova, dodavači ugljene prašine,

mazutne pumpe mazutne pumpe, električni pogoni ventila, itd.


Bitna ili pomoćna trošila (2)

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

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

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


Pogon trošila vlasstite potrošnje

Za pogon trošila vlastite potrošnje prvenstveno se p imj njuju sink ni m t i s k tk sp j nim primjenjuju asinkroni motori s kratkospojenim rotorom. U usporedbi s drugim motorima oni su pouzdaniji ekonomičniji jeftiniji i jednostavnijipouzdaniji, ekonomičniji, jeftiniji i jednostavniji.

Za njih nisu potrebni posebni uredaji za upuštanje. Navedene prednosti potpuno kompenziraju neke Navedene prednosti potpuno kompenziraju neke

njihove nedostatke (visoki iznosi poteznih struja, otežani uvjeti regulacije brzine).otežan uvjet regulac je brz ne).

Osim asinkronih motora, u termoelektranama se koriste i istosmjerni motori za rezervne uljne j jpumpe 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 300iznosi preko 300. Motori se napajaju preko sklopnih postrojenja srednjeg i

niskog napona. Kako se u termoelektranama primjenjuju i i ih i d 1 kW d k lik MW motori nazivnih snaga ispod 1 kW pa do nekoliko MW, to se

za napajanje velikih motora (nazivne snage iznad 180 kW) koristi srednji napon (najčešće 6 ili 10 kV).j p ( j )

Za napajanje niskonaponskih motora najčešće se koristi 0,4kV kako zbog korištenja standardnih izvedbi motora tako i zbog olakšanog zadovoljenja zahtjeva zaštite od indirektnog zbog olakšanog zadovoljenja zahtjeva zaštite od indirektnog dodira.


Motori (2)NAZIV POGONSKOG MEHANIZMA Snaga bloka (MW)

413 | 520 | 666 | 827

Jedinična snaga pogon elektromotora Jedinična snaga pogon. elektromotora (kW)

napojne pumpe hl d d ( k l k )

7000

turbo

5000

10000 pumpe rashladne vode (cirkulacijske)

kondenzatne pumpepomoćne niskotlačne pumpe

i i til t i

1250 600300

2500 1000600 7000

2000 1500 1000 6000

1500 12801500 5000 usisni ventilatori

tlačni ventilatorikompresori za opće potrebe

—5500100

7000 8000400

60003500 600

5000 6000600

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, što osobito vrijedi za generatore pare.


Povećanje pouzdanosti napajanjaPouzdanost napajanja postrojenja povećava se na sljedeće načine: vlastita potrošnja napaja se najmanje iz dva izvora;p j p j j j 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 čime se osigurava smanjenje trajanja sniženja napona na sabirnicama vlastite potrošnje prilikom kratkog spoja;

uzbuda generatora je takve izvedbe da osigurava visoku razinu napona prilikomkratkog 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;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;

ć najčešće 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 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 blokova napaja se u normalnom pogonu redovito s otcjepa veze između generatora i blok transformatora, preko dvonamotnog ili tronamotnog transtormatoratranstormatora.

U prošlosti se vlastita potrošnja manjih blokova napajala preko prigušnice za smanjenje struje kratkog napajala preko prigušnice za smanjenje struje kratkog spoja, ili preko serijskog spoja prigušnice i regulacijskog autotransformatora.N b l ij k f šl Na upotrebu regulacijske transformatore prešlo se u zbog toga što su naponi generatora veći od nazivnih napona vlastite potrošnje pa postoji potreba za napona vlastite potrošnje, pa postoji potreba za transformacijom.


Napajanje vlastite potrošnje velikih blokova

Kod blokova velikih snaga koristi se za napajanje l stit p t šnj n jč šć t n m tni t nsf m t vlastite potrošnje najčešće tronamotni transformator.

Tronamotni transformatori za ovu svrhu grade se s jednakom snagom oba sekundarna namota i s istim jednakom snagom oba sekundarna namota i s istim relativnim naponom kratkog spoja prema primarnom namotu.

Trošila vlastite potrošnje bloka podjeljeni su u dvije podjednake sekcije koje su priključene na sekundarne p j j j p jnamote tronamotnog transformatora.

Upotrebom ovog transformatora postiže se smanjenje j k k j j j d đ struje kratkog spoja, jer je ona određena snagom

sekundara, a ne primara, kao i veća pogonska sigurnost u odnosu na spoj s dvonamotnim transformatoromu odnosu na spoj s dvonamotnim 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 j đi sl č j)rjeđi slučaj).

Druga uloga ovog transformatora je napajanje vlastite potrošnje termoenergetskog bloka za vrijeme njegovog pokretanja. Zbog toga se naziva transformator za pokretanje, a mreža na koju je priključen mreža za pokretanje.f p j , j j p j p j

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 ali može biti i tronamotnibloka, a izveden je najčešće kao dvonamotni, ali može biti i 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, ukoliko je priključen na drugu mrežu.p j , u j p ju ugu m 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 o kojima je ovdje napona nije moguće ekonomično izvesti za relativno male snage, o kojima je ovdje riječ.


Načini napajanja vlastite potrošnje (1)A - vlastita potrošnja bloka,B - opća vlastita potrošnja,

PM

110 220 ili 400 kVB opća vlastita potrošnja,PM - visokonaponska prijenosna

mreža,MP - mreža za pokretanje

110, 220 ili 400 kV

MPMP mreža za pokretanje,BT - blok transformator,TP - transformator za

pokretanje BTpokretanje,TPB - transformator vlastite

potrošnje bloka,G - generatorG generator,GP - generatorski prekidač,PP - prekidač za pokretanje,BP prekidač transformatora

G

TPBTP

BP - prekidač transformatora vlastite potrošnje bloka.

Transformatori vlastite potrošnje su dvonamotni

BPPP

potrošnje su dvonamotni (najčešće u slučaju blokova nazivne snage do 100 MW) .

A B


Načini napajanja vlastite potrošnje (2)A - vlastita potrošnja bloka,B - opća vlastita potrošnja,

PM

p p j ,PM - visokonaponska prijenosna mreža,MP - mreža za pokretanje,BT - blok transformator,

MP

TP - transformator za pokretanje,TPB - transformator vlastite potrošnje

bloka,G generator

BT

G - generator,GP - generatorski prekidač,PP - prekidač za pokretanje,BP prekidač transformatora vlastite

G


Blokovi većih snaga - za napajanje vlastite potrošnje bloka uglavnom se k i ti t t i t f t

TPBTP

p jkoristi tronamotni transformator.

Transformator za pokretanje češće je dvonamotni (ponekad tronamotni, čime se postiže veća pogonska sigurnost

BP BP

PPse postiže veća pogonska sigurnost napajanja vlastite potrošnje, jer je u radu moguć veći broj kombinacija međusobnog spajanja pojedinih sekcija). A B

PPA

PP


Načini napajanja vlastite potrošnje (3)A - vlastita potrošnja bloka,B opća vlastita potrošnja

PM

B - opća vlastita potrošnja,PM - visokonaponska

prijenosna mreža,MP

p j ,MP - mreža za pokretanje,BT- blok transformator,

BT

TP - transformator za pokretanje,

TPB - transformator vlastite G

TPB TPTPB - transformator vlastite potrošnje bloka,

G - generator,GP - generatorski prekidač,PP - prekidač za pokretanje,BP kid č t f t

PP


A BPP

A B


Načini napajanja vlastite potrošnje (4)A - vlastita potrošnja bloka,B - opća vlastita potrošnja,PM i k k ij ž

PM

PM - visokonaponska prijenosna mreža,MP - mreža za pokretanje,BT - blok transformator, MP

TP - transformator za pokretanje,TPB - transformator vlastite potrošnje

bloka, BT

G - generator,GP - generatorski prekidač,PP - prekidač za pokretanje, GPPP prekidač za pokretanje,BP - prekidač transformatora vlastite

potrošnje bloka. U blokovima snage 300 i više MW G TPB

TP

GP

U blokovima snage 300 i više MW ugrađuje se najčešće generatorski prekidač (mogućnost napajanja vlastite potrošnje bloka prilikom pokretanja ili k t i VN p ij s

BPPP

kvara generatora, iz VN prijenosne mreže, preko blok transformatora i transformatora vlastite potrošnje bloka)

A B


bloka).

Osnovni elementi postrojenja vlastite potrošnje Shema vlastite potrošnje elektrane sastoji se od dijela za

napajanje iz vanjskih ili unutarnjih izvora, sklopnih postrojenja p j j j j , p p j jsrednjeg i niskog napona s pripadajućim razvodima i podrazvodima, te priključcima do pojedinih potrošača.

Zavisno od režima rada bloka napajanje vlastite potrošnje dijeli Zavisno od režima rada bloka, napajanje vlastite potrošnje dijeli se na:

– normalno,– rezervno ili kvarno.

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

– 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 kao i kod revizija na dijelu postrojenja za normalno 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 a Pod vanjskim izvorima podrazumijeva se VN mreža EES-a, a

unutarnji nezavisni izvori su dizel-agregati i akumulatorske baterije.

U normalnim pogonskim prilikama napajanje se izvodi s otcjepa na 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 potrošnjepostrojenja vlastite potrošnje.

Generator, blok transformator i transtormator vlastite potrošnje bloka, kruto su povezani najčešće oklopljenim aluminijskim metalom oklopljenim vodovima jednofazne izvedbemetalom oklopljenim vodovima jednofazne 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 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 razinudrugu naponsku razinu.

Rezervno napajanje obavlja se preko mrežnog transformatora priključenog na sekcije sabirnica SN postrojenja opće potrošnje.


Izvori napajanja vlastite potrošnje (2) Kada je nakon pokretanja obavljena sinkronizacija bloka na mrežu,

provodi se brzo prekapčanje vlastite potrošnje bloka iz rezervnog i l i i i k j P k č j j p p p j p j gizvora na vlastiti izvor na generatorskom otcjepu. Prekapčanje je obično automatizirano.

Izvor napajanja preko mrežnog transformatora osim za p j j p gpokretanje i obustavu bloka koristi se i kao rezervni izvor u slučaju kvarova na transformatoru vlastite potrošnje bloka ili dijelu postrojenja za normalno napajanje vlastite potrošnje.j p j j p j j p j

Oba transformatora za napajanje vlastite potrošnje u pravilu su regulacijska, a izvedeni su ili kao dvonamotni iii tronamotni. Snaga mrežnog transformatora ovisi o koncepcijskom rješenju g p j j jkompletne elektrane na promatranoj lokaciji. Najčešće su u slučaju elektrana s jednim blokom oba transformatora iste snage.

Ako pak ima više jedinica s kojima se poslužuje zajednički o pa ma š j n ca s oj ma s pos užuj zaj n č rezervni izvor, onda je uobičajeno da mrežni transformator bude dimenzioniran tako da se istovremeno može pokrenuti jedan blok i preko njega da se provodi rezervno napajanje vlastite potrošnje p j g p p j j p jdrugog bloka. U slučaju elektrana s više blokova u pravilu se uzimaju po dva rezervna transformatora.


Izvori napajanja vlastite potrošnje (3) Unutarnji nezavisni izvori napajanja u TE jesu dizel-

agregati i akumulatorske baterije. Dizel-agregat se agregati i akumulatorske baterije. Dizel agregat se češće pojavljuje u TE, premda nije obavezan, a služi za napajanje nekih vitalnih potrošača tijekom kvarova. To su:su:

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

Ak l t k b t ij bič j d iđ Akumulatorska baterija obično je predviđena za napon 220 V, a koristi se za uređaje upravljanja, zaštite, signalizaciju, neke osjetljive motorne pogone, pomoćnu signalizaciju, neke osjetljive motorne pogone, pomoćnu rasvjetu i dr.

Opisani izvori i načini napajanja u slučaju klasičnih j di i d jih d lj j htj

p p j j jjedinica srednjih snaga ne zadovoljavaju sve zahtjeve kod vrlo velikih jedinica.


Metalom oklopljeni vodovi (1) Metalom oklopljeni vodovi namjenjeni su za prijenos

l kt ičn n ij d n t d t nsf m t električne energije od generatora do transformatora kao i za razvod električne energije u postrojenjima vlastite i opće potrošnjevlastite i opće potrošnje.

Treba naglasiti da metalom oklopljeni vodovi i j i k d t k i i t osiguravaju visoku pouzdanost pogona kao i sigurnost

za radno osoblje zbog:l i ik d ž– malog rizika od požara;

– rada u svim pogonskim uvjetima;bitnog ograničenja mehaničkih učinaka kratkog spoja;– bitnog ograničenja mehaničkih učinaka kratkog spoja;

– stalnog održavanja dielektrične čvrstoće koja se može postići pomoću efikasnog sustava za brtvljenje i nadtlaka unutar 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 12kV i 24 kV te nazivnih struja od 2,5 kA do 30 kA;

– trofazno oklopljeni vodovi s metalnim pregradama p j p gizmeđu 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 l š NN postrojenja vlastite potrošnje moraju se uzeti u obzir:j1. Nazivni naponi na osnovu vrijedećih propisa.2 Dozvoljeni padovi napona pri puštanju u rad 2. Dozvoljeni padovi napona pri puštanju u rad

motora velikih snaga i dozvoljene struje kratkog spojakratkog spoja.

3. Raspon snaga motora u ovisnosti o visini naponanapona.

4. Cijena motora, kabela i elektroopreme u ovisnosti o naponuovisnosti o naponu.


Nazivni naponiStandardne vrijednosti nazivnih napona

Država Srednji napon (kV) Niski napon (V)Država Srednji napon (kV) Niski napon (V)

Njemačka 3; 5; 6; 10 380; 500; 660

Francuska 5; 5.5; 6.6 380Francuska 5; 5.5; 6.6 380

Rusija 6 380

SAD 4.16; 4.8; 6.9; 13.8 415; 480

Hrvatska 6; 10 220/380; 500;

PUBLIKACIJA 660;A

IEC 38/1967 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.


Dozvoljeni padovi napona (1)

Dozvoljeni padovi napona za rad motora velikih snaga u izravnoj su d k k l č č d d zavisnosti od konstrukcije motora, ili točnije rečeno od odnosa

maksimalnog i nazivnog momenta ( Mmax/Mn), a računaju se prema izrazu:izrazu:

max

1 1000.9

nMUM

IEC preporuke 20%Unmax

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:

1100n

UU U


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 u pogon promatranog motora zavisi od udjela mreže u snazi kratkog spoja (Sk) i polazne snage motora (Sm) i određen je približnim izrazom:

100%m

k m

SUS S

cos

p mm

n

I PSI

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

k - stupanj korisnosti 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

j ć j 350 kW 10 kV 9.5 MW

spoja moguć je pad napona održati u

175 kW 6 kV 7.3 MW

175 kW 5 kV 4.7 MWodržati u dozvoljenim granicama

il i 660 V 500 kWpravilnim izborom snage i napona motora.

660 V 500 kW

500 V 320 kWnapona motora. 500 V 320 kW

380 V 180 kW

1 2 4 6 82 4 6 8 2 4 6 68 2 4 810 (kW)

Pm

10 10 102 3 4


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 Kao informativna veličina može tehničkim značajkama razlikuju se i 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.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 500 V za elektromotore do 320 kW. Za motore snaga izmedu

k k k k d l k p g

300 kW i 630 kW koriste se ponekad naponi 660 V, 690 V ili 3 kV (odnosno 4,16 kV).

Visoki iznosi struja kratkog spoja zahtijevaju presjeke kabela od 185 mm2

d s 240 2 Zb k t sti t k ih k b l t ž j jih odnosno 240 mm2. Zbog krutosti takvih kabela otežano je njihovo 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 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 kratkog spoja i pri 500 MVA praktički je zanemariva.g g p j p p j

Viši napon je povoljniji pri većim snagama kratkog spoja, jer se zbog znatno manje prekidne i uklopne moći (struje) prekidača mogu koristiti jeftiniji prekidači.


Izbor snage transformatora vlastite potrošnje (1)

Određivanje snage i relativnog napona kratkog spoja transformatora vlastite potrošnje od najvećeg je značaja pri transformatora vlastite potrošnje od najvećeg je značaja pri projektiranju elektroenergetskog dijela postrojenja vlastite potrošnje.

iklj č ih f i i bič 80 d Snaga motora priključenih na transformator iznosi obično 80 do 100 % nazivne snage transformatora vlastite potrošnje.

Snaga vlastite potrošnje termoenergetskih blokova loženih 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 postižu velike vrijednostipotrošnje, a time i snage kratkog spoja, postižu velike vrijednosti.

Zadržavanjem snage odnosno struje kratkog spoja ispod neke određene vrijednosti, nastoji se utjecati na izbor jeftinijih j j j j jprekidača i ostalih dijelova sklopnog postrojenja vlastite potrošnje.

Te se vrijednosti kreću za prekidnu struju kratkog spoja pri Te se vrijednosti kreću za prekidnu struju kratkog 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.


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 kl d lt ti ki ilik ži i U skladu s rezultatima, naponskim prilikama u mreži i opsegu regulacije napona generatora potrebno je odrediti prijenosne omjere i opseg regulacije napona transformatora kao i grupe spojeva j p g g j p g p p jsvih transformatora.

U skladu sa zahtjevima istovremenog opterećenja pojedinih trošila, određuje se maksimaina istovremena snaga vlastite potrošnje na određuje se maksimaina istovremena snaga vlastite potrošnje, na temelju čega se izabire snaga i broja komada sljedećih transformatora:

l k – blok transtormator;– mrežni transformator za puštanje elektrane u pogon i rezervu;– transformator vlastite potrošnje prijenosnog omjera Ugen /Uvl potrtransformator vlastite potrošnje prijenosnog omjera Ugen./Uvl.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 napona tepostrojenje stosmjernog napona te– uređaje za zaštitu, signalizaciju, upravljanje i regulaciju uređaja

vlastite potrošnje. Razmještaj pomoćne opreme vlastite potrošnje treba prije svega 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 a od toga Cijena električne opreme iznosi oko 7% ukupne 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-signalnih i energetskih kabelaukupnoj duljini upravljačko signalnih i energetskih 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 Toplinska komanda upravlja se radom generatora pare i turbine. Toplinska komanda postavlja se za svaki blok posebno, ili za svaka dva bloka, a nalazi se iznad ili pored sklopnog postrojenja vlastite potrošnje.


Razmještaj pomoćne opreme vlastite potrošnje u TE (2)

U električnoj komandi nalaze se aparati za upravljanje, mjerenje, regulaciju i zaštitu električnog dijela termoelektrane (bez vlastite g j g j m (potrošnje). Električna komanda najčešće je smještena uz vanjski ili unutarnji zid strojarnice, tako da je duljina kabela za upravljanje i signalizaciju od generatora blok transformatora i visokonaponskih signalizaciju od generatora, blok transformatora i visokonaponskih vodova do električne komande najkraća moguća.

Transformator vlastite potrošnje nalazi se između strojarnice i bl k t f t ili d bl k t f tblok transformatora, ili pored blok transformatora.

Smještaj sklopnog postrojenja vlastite potrošnje najčešće je centralni smještaj između postrojenja generatora pare i centralni smještaj, između postrojenja generatora pare i strojarnice.

Drugi način smještaja sklopnog postrojenja vlastite potrošnje je i d t j i b j d d t j t iji Zb t j ispred strojarnice u posebnoj dodatnoj prostoriji. Zbog toga je 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 l špostrojenjem vlastite potrošnje.

Ovakav način napajanja vlastite potrošnje ima maksimalnu sigurnost, jer je izravno ovisan o naponu generatorajer je izravno ovisan o naponu generatora.

Osim ovog glavnog napajanja, postrojenje vlastite potrošnje mora imati i najmanje jedno rezervno napajanje (pokretanje i

t lj j bl k ž l č j ih h ij kih t j zaustavljanje bloka, nužna rezerva u slučaju svih havarijskih stanja bloka).

Prekapčanje se izvodi na dva načina:Prekapčanje se izvodi na dva načina– bez prekida u napajanju,– s prekidom u napajanju.

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


Sustav brzog prekapčanja napajanja vlastite potrošnje (2) Nedostatak je što se prekapčanje bez prekida u napajanju ne može

obaviti brzo kod havarijskih isključenja napajanja postrojenja zbog djelovanja relejne zaštite (npr ispad bloka)djelovanja relejne zaštite (npr. ispad bloka).

Prekapčanje s prekidom u napajanju obično se provodi ukoliko do prekida dođe uslijed nepredviđenog isključenja glavnog napajanja. To s bičn d đ p il k m st lj nj bl k slij d dj l nj se obično događa prilokom zaustavljanja bloka uslijed djelovanja zaštite.

Prilikom isključenja glavnog napajanja na sabirnicama postrojenja l tit t š j t j iklj č t šil l t i i vlastite potrošnje ostaju priključena trošila, uglavnom motori i

transformatori. Uslijed djelovanja momenata zamašnih masa, motori nastavljaju s

d l k d ž č j j j j j

vrtnjom te djeluju kao generatori i održavaju na taj način napon na sabirnicama postrojenja vlastite potrošnje (zaostali napon).

Apsolutni iznos i frekvencija zaostalog napona opadaju zavisno o broju p f j g p p j ji snazi motora, te o veličini kočnih momenata na njihovim pogonskim osovinama (zaostali napon brže opada ako je generator bio maksimalno opterećen). To proizlazi iz toga što za maksimalni teret bloka većina

ć h k đ k l ć ( p ) p g

pomoćnih pogona mora biti također maksimalno opterećena (napojne pumpe, ventilatori, mlinovi, itd.). Zbog toga će i kočni momenti na njihovim osovinama biti veći.


Sustav brzog prekapčanja napajanja vlastite potrošnje (3)

Prekapčanje s prekidom u napajanju može se obaviti na dva načina:– sporosporo,– brzo.

Sporo prekapčanje ili prekapčanje s dugim vremenom je prekapčanje t tk k d t li d ti ij d t U 0 3 U K d u trenutku kad zaostali napon dostigne vrijednost Uz < 0.3 x Un. Kad

je ispunjen taj uvjet, razlika napona ΔU ne može ni u kojem slučaju postići veću vrijednost od l.3 x Un. To je napon kod kojega je moguće p j n j p j g j guključenje motora većine proizvodača, a da ne dođe do njihova oštećenja.


Documents

Elektrane 10 Opca i Vlastita Potrosnja