1. OBJASNITI PRINCIP RADA I OBLAST PRIMENE HIDROTURBINE PRIKAZANE NA SLICI.

NA SLICI JE PRIKAZAN AGREGAT SA CEVNOM TURBINOM. OVE TURBINE IMAJU NAJVEĆU SPOSOBNOST PROPUŠTANJA VODE, TAKO DA I PRI VRLO MALIM PADOVIMA MOGU RAZVITI VELIKE SNAGE. KOD AGREGATA SA CEVNOM TURBINOM GENERATOR SA OPREMOM NALAZI SE U KAPSULI KOJU OPSTRUJAVA VODENI TOK. KAPSULA JE SMEŠTENA U BETONSKOJ CEVI (OTUDA I NAZIV TURBINE).CEVNE TURBINE REGULIŠU SE DVOJNO, PREKO SPROVODNOG APARATA I ZAKRETANJEM LOPATICA OBRTNOG KOLA.DA BI SE U KAPSULU UGRADIO GENERATOR MANJEG PREČNIKA SA VEĆOM NOMINALNOM BRZINOM, IZMEĐU TURBINE I GENERATORA POSTAVLJA SE MEHANIČKI REDUKTOR (MULTIPLIKATOR BROJA OBRTAJA), KOJIM SE POVEĆAVA BRZINA OBRTANJA GENERATORA U ODNOSU NA TURBINU. BROJEVIMA SU NA SLICI OZNAČENI SLEDEĆI ELEMENTI AGREGATA: 1- OBRTNO KOLO; 2- SPROVODNI APARAT; 3- MEHANIZAM ZA REGULACIJU SPROVODNOG APARATA; 4 - STATORSKE LOPATICE. 5- OTVOR ZA REMONT; 6 I 7- RADIJALNI LEŽAJ; 8- AKSIJALNI LEŽAJ; 9 I 10- ROTOR I STATOR; 11- POKLOPAC ZA REMONT; 12- STEPENICE; 13- PROLAZ ZA OSOBLJE; 14- ELEKTRIČNI RAZVOD; 15 I 17- KAPSULA GENERATORA; 16- DONJI STUB KOJI DRŽI KAPSULU; 18- GORNJI STUB KROZ KOJI SE ULAZI U KAPSULU.

2. ŠTA JE KAVITACIJA? KORISTEĆI DATU SLIKU I RELACIJE OBJASNITI USLOVE NASTANKA KAVITACIJE KOD HIDRAULIČKIH REAKCIJSKIH TURBINA.

KAVITACIJA JE POJAVA STVARANJA I ISČEZAVANJA MEHUROVA VODENE PARE U VODENOM TOKU U OBLASTI OBRTNOG KOLA TURBINE. KADA PRITISAK U VODENOM TOKU OPADNE ISPOD PRITISKA ZASIĆENE VODENE PARE STVARAJU SE MEHUROVI VODENE PARE. KADA MEHUROVI DOSPEJU U OBLAST VEĆEG PRITISKA NAGLO ISČEZAVAJU (DOGAĐA SE IMPLOZIJA ZA ∆t=10-6s). PRI IMPLOZIJAMA PARNIH MEHUROVA STVARAJU SE LOKALNI PRITISCI I DO 15000 BARA (1500 MPa), ŠTO DOVODI DO OŠTEĆENJA MATERIJALA OBRTNOG KOLA ILI DRUGIH DELOVA TURBINE. ZBOG TOGA JE KAVITACIJA ŠTETNA POJAVA I MORA SE IZBEĆI. NAČIN DA SE KAVITACIJA IZBEGNE JE DA SE DOBRO PROUČI I IZBEGNU USLOVI PRI KOJIMA SE MOŽE POJAVITI, ODNOSNO DA SE SPREČI PAD PRITISKA U VODENOM TOKU TURBINE ISPOD PRITISKA ZASIĆENE VODENE PARE. PRITISAK ZASIĆENE VODENE PARE ZAVISI OD TEMPERATURE. KAVITACIJA SE LAKŠE JAVLJA PRI VIŠIM TEMPERATURAMA VODE. AKO POTRAŽIMO RAZLIKU JEDINIČNIH ENERGIJA VODENOG TOKA U TAČKI M (OBLAST OBRTNOG KOLA) I TAČKI B (DONJA VODA) NA SLICI DOBIĆE SE:

GDE JE: pat - ATMOSFERSKI PRITISAK (PRITISAK U TAČKI B), ∆h - GUBITAK PADA OD TAČKE M DO TAČKE B. IZ GORNJE JEDNAČINE SLEDI IZRAZ ZA PRITISAK U TAČKI M:

GDE JE: Hs=hM - hB - USISNA VISINA SIFONA, pk - PRITISAK ZASIĆENE VODENE PARE. IZRAZ ZA pM OBIČNO SE PIŠE U FORMI: GDE JE : σ − KAVITACIONA KONSTANTA, σΤ − KAVITACIONI KOEFICIJENT TURBINE. KAVITACIONA KONSTANTA ZAVISI OD ATMOSFERSKOG PRITISKA I USISNE VISINE SIFONA. KAVITACIONI KOEFRICIJENT TURBINE ZAVISI OD OBLIKA SIFONA, OD HIDRAULIČKIH GUBITAKA U SIFONU I NAROČITO OD RADNOG REŽIMA TURBINE, ODNOSNO BRZINA vM I vB .

PRI PROJEKTOVANJU TURBINE I SIFONA TEŽI SE DA NEJEDNAČINA BUDE ZADOVOLJENA PRI SVIM RADNIM REŽIMIMA. OBIČNO TO NIJE MOGUĆE POSTIĆI PRI SNAGAMA TURBINE P < 0,25 Pnom (Pnom - NOMINALNA SNAGA TURBINE), TAKO DA SU TI RADNI REŽIMI ZABRANJENI. U NEKIM SLUČAJEVIMA USISNA VISINA SIFONA MORA BITI NEGATIVNA KAKO BI SE IZBEGLA POJAVA KAVITACIJE. TADA JE TURBINA POTOPLJENA, TJ. NALAZI SE ISPOD NIVOA DONJE VODE.

3.OBJASNITI PRINCIP RADA POSTROJENJA PRIKAZANOG NA SLICI. KAKVA JE ULOGA U EES-U?

NA SLICI JE PRIKAZANA ŠEMA KOMPRESORSKO AKUMULACIONE GASNE TERMOELEKTRANE. GASNA TURBINA KORISNE SANGE Pnor IMA SNAGU 2Pnor, JER DA BI MOGLA DA RADI MORA DA POKREĆE KOMPRESOR, ČIJA JA SNAGA SKORO JEDNAKA KORISNOJ SNAZI TURBINE. TO ZNAČI, DA BI GASNA TURBINA IMALA DVA PUTA VEĆU KORISNU SNAGU KADA NE BI POKRETALA KOMPRESOR. OVO JE DOVELO DO IDEJE DA SE IZGRADE TERMOELEKTRANE SA GASNIM TURBINAMA KOJE BI IMALE ULOGU PUMPNO-AKOMULACIONIH HIDROELEKTRANA. POSTROJENJE SA SLIKE RADI TAKO ŠTO U NOĆNIM REŽIMIMA EES-A, KADA IMA VIŠKA EL. ENERGIJE, GENERATOR RADI U MOTORNOM REŽIMU I POKREĆE KOMPRESORE KOJI SABIJAJU VAZDUH U REZERVOAR. TADA JE SPOJNICA SP2 OTOVRENA. OTVORENI SU I VENTILI V1 I V2. U REŽIMU VRŠNIH OPTEREĆENJA U EES-U GENERATOR RADI U GENERATORSKOM REŽIMU, A POKREĆU GA TURBINE T1 I T2. SPOJNICA SP1 I VENTILI V2 I V3

SU OTVORENI. TURBINE POKREĆU SAMO GENERATOR JER VAZDUH DOBIJAJU IZ REZERVOARA U KOJI JE U PRETHODNOM REŽIMU SABIJEN. TURBINE RADE SA PROMENLJIVIM PRITISKOM. VAZDUH SE U REZERVOARU SABIJA SA PRITISKOM OD 6MPa.

KROZ DIMNJAK TERMOELEKTRANE U ATMOSFERU DOSPEVAJU RAZNE ŠTETNE MATERIJE, KAKO ČVRSTE MATERIJE, TAKO I NEZDRAVI GASOVI. ZAŠTITA OKOLINE POSTIŽE SE UGRADNJOM ODPRAŠIVAČA DIMNIH GASOVA I IZGRADNJOM VISOKIH DIMNJAKA, KOJI ŠTETNE MATERIJE RASEJAVAJU NA ŠTO VEĆU POVRŠINU. ZA IZDVAJANJE ČVRSTIH ČESTICA DIMNIH GASOVA KOD MANJIH POSTROJENJA KORISTE SE CIKLONSKI OTPRAŠIVAČI. KROZ NJIH GAS

4. UREĐAJI ZA PREČIŠĆAVANJE DIMNIH GASOVA U TERMOELEKTRANAMA NA UGALJ.

STRUJI KRUŽNO, TE SE ZBOG CENTRIFUGAONIH SILA ČVRSTE ČESTICE IZDVAJAJU PO OBODU FILTRA. STEPEN IZDVAJANJA PRAŠINE JE OKO 70%

CIKLONSKI OTPRAŠIVAČ ELEKTRO FILTAR

DELOVI CIKLONSKOG OTPRAŠIVAČA SU:

1)ULAZ DIMNIH GASOVA 2)ZAREZI ZA KRUŽNO USMERAVANJE GASA 3)IZDVOJENE ČVRSTE ČESTICE 4) PREČIŠEN DIM. DELOVI ELETRO FILTRA SU: 1)SUD FILTRA KOJI JE UJEDNO I POZITIVNA ELEKTRODA 2)ULAZ DIMNIH GASOVA 3)VISOKONAPONSKA USMERAČA; 4)PROVODNI IZOLATOR 5) NEGATIVNA ELEKTRODA 6 )TEG 7) KORONA KOJA NASTAJE OKO NEGATIVNE ELEKTRODE 8) KADA SA VODOM ZA TALOŽENJE PRAŠINE (ODŠLJAKIVAČ) 9) IZLAZ DIMNIH GASOVA. NEŠTO SU EFIKASNIJI MOKRI ODPRAŠIVAČI U KOJIMA SE DIMNI GAS TUŠIRA VODENIM TOPOVIMA. OVAKVI FILTRI TROŠE MNOGO VODE I JAVLJAJU SE TEŠKOĆE VEZANE ZA ABRAZIVNO DEJSTVO VODE SA RASTVORENIM MATERIJAMA IZ DIMNIH GASOVA. NAJEFIKASNIJI SU ELEKTRO FILTRI JER MOGU DA ODSTRANE 99-99,9% ČESTICA IZ DIMNIH GASOVA. NAPON U SE TAKO ODABERE DA SE NA NEGATIVNOJ ELEKTRODI IZAZOVE KORONA (50-100kV) ODNOSNO JONIZACIJA OKOLNOG VAZDUHA. ČESTICE PRAŠINE SE POLARIŠU U ELEKTRIČNOM POLJU FILTRA TE USLED TOGA U ZONI KORONE PRIVLAČE SLOBODNE ELEKTRONE ILI NEGATIVNE JONE I TAKO U CELINI POSTAJU NEGATIVNE, PA IH ELEKTROSTATIČKA SILA PRIVLAČI POZITIVNO NAELEKTRISANOM ZIDU FILTRA. KADA TAKVA ČESTICA DODIRNE ZID FILTRA BIVA NEUTRALISANA I PADA U KADU ODŠLJAKIVAČA. ELEKTROFILTAR TROŠI MALO ENERGIJE JER PRAKTIČNO RADI SA ELEKTRIČNIM POLJEM I MALOM STRUJOM, STVARA MALI OTPOR DIMNIM GASOVIMA I EFIKASNO ODSTRANJUJE ČVRSTE ČESTICE DIMA. DIMNI GASOVI SADRŽE SUMPORNE OKSIDE KOJI U ATMOSFERI STVARAJU KISELE KIŠE, ONI SE ELEMINIŠU DODAVANJEM ADITIVA U KOTAO, KOJI VEZUJU OVE OKSIDE. INAČE OBA POSTUPKA PREČIŠĆAVANJA DIMNIH GASOVA SU JAKO SKUPA.

OSNOVNI SISTEMI ZA REGULACIJU POBUDE SINHRONIH GENERATORA U ELEKTRANAMA SU:

5. NAVESTI OSNOVNE SISTEME ZA REGULACIJU POBUDE SINHRONIH GENERATORA U ELEKTRANAMA. IZVRŠITI KRATKU KOMPARATIVNU ANALIZU.

1) ELEKTROMAŠINSKI POBUDNI SISTEM, 2) ELEKTROMAŠINSKI POBUDNI SISTEM SA DIODNIM MOSTOM, 3) ELEKTROMAŠINSKI POBUDNI SISTEM SA TIRISTORSKIM MOSTOM, 4) ELEKTROMAŠINSKI BEZKONTAKTNI POBUDNI SISTEM SA OBRTNIM DIODNIM MOSTOM, 5) STATIČKI POBUDNI SISTEM SA TIRISTORSKIM MOSTOM. 1) ELEKTROMAŠINSKI POBUDNI SISTEM IMA DVE VARIJANTE. U OBE VARIJANTE JEDNOSMERNU POBUDNU STRUJU PROIZVODI GENERATOR ZA JEDNOSMERNU STRUJU (GLAVNA BUDILICA - GB). U PRVOJ VARIJANTI GB I PB SU SU MEHANIČKI VEZANE ZA VRATILO GENERATORA I OBRĆU SE ZAJEDNO SA NJEGOVIM ROTOROM. U DRUGOJ VARIJANTI GB I POMOĆNA BUDILICU (PB) POGONI AM

OVDE IMAMO SPOR DINAMIČKI ODZIV ZBOG VELIKIH VREMENSKIH KONSTANTI POBUDNIH NAMOTAJA. OVAJ POBUDNI SISTEM U PRVOJ VARIJANTI POTPUNO JE ENERGETSKI NEZAVISAN OD PRILIKA U MREŽI. ISTI POBUDNI SISTEM U DRUGOJ VARIJANTI ZAVISI OD PRILIKA U MREŽI JER TE PRILIKE UTIČU NA NAPON NA SABIRNICAMA SOPSTVENE POTROŠNJE SA KOJIH SE NAPAJA ASINHRONI MOTOR (AM), KOJI POGONI BUDILICE.

, KOJI SE NAPAJA SA SABIRNICE SOPSTVENE POTROŠNJE. U OVOM SLUČAJU PUN POBUDNI NAPON SE MOŽE DOBITI I KADA SINHRONI GENERATOR MIRUJE.

2) ELEKTROMAŠINSKI POBUDNI SISTEM SA DIODNIM MOSTOM JE MEŠOVIT JER SE PORED ELEKTRIČNIH MAŠINA U POBUDNOM SISTEMU KORISTE I POLUPROVODNIČKE DIODE. U OVOM SLUČAJU SU GB I PB MALI POMOĆNI TROFAZNI GENERATORI KOJI SU MEHANIČKI POVEZANI SA VRATILOM SINHRONOG GENERATORA. OVDE IMAMO VELIKU BRZINU PROMENE POBUDNOG NAPONA. OVAJ POBUDNI SISTEM JE NEZAVISAN OD PRILIKA U MREŽI. 3) ELEKTROMAŠINSKI POBUDNI SISTEM SA TIRISTORSKIM MOSTOM, JE TAKOĐE MEŠOVIT JER SE PORED ELEKTRIČNIH MAŠINA U POBUDNOM SISTEMU KORISTE I TIRISTORI. U OVOM SLUČAJU POSTOJI SAMO GLAVNA BUDILICA, KOJA JE MEHANIČKI VAZANA SA VRATILOM SINHRONOG GENERATORA. POČETNA POBUDA, PRI POKRETANJU AGREGATA, DOBIJA SE POMOĆU TRANSFORMATORA I DIODNOG MOSTA. TIRISTORSKA REGULACIJA POBUDNE STRUJE JE NAJBRŽA MOGUĆA, TE OVAKVI POBUDNI SISTEMI IMAJU VEOMA BRZ ODZIV. OVAJ POBUDNI SISTEM JE NEZAVISAN OD PRILIKA U MREŽI. 4) ELEKTROMAŠINSKI BEZKONTAKNI POBUDNI SISTEM SA OBRTNIM DIODNIM MOSTOM, JE TAKOĐE MEŠOVIT JER SE PORED ELEKTRIČNIH MAŠINA U POBUDNOM SISTEMU KORISTE I TIRISTORI. U OVOM SLUČAJU POSTOJI SAMO GLAVNA BUDILICA, KOJA JE MEHANIČKI VEZANA SA VRATILOM SINHRONOG

GENERATORA. POBUDNI NAMOTAJ SMEŠTEN JE NA STATORU. ZA DOVOĐENJE JEDNOSMERNE STRUJE U POBUDNI NAMOTAJ GENERATORA NISU POTREBNI KLIZNI PRSTENI I ČETKICE, PA SE ZATO I NAZIVA BEZKONTAKTNIM. POBUDNA STRUJA DOBIJA SE IZ POMOĆNOG TRANSFORMATORA I TIRISTORSKOG MOSTA. OVDE JE POBUDA BUDILICE ZAVISNA OD PRILIKA NA SABIRNICAMA SOPSTVENE POTROŠNJE. POSTOJE VARIJANTE OVAKVOG POBUDNOG SISTEMA SA POMOĆNOM BUDILICOM, KOJI SU NEZAVISNI OD PRILIKA U MREŽI. 5) STATIČKI POBUDNI SISTEM SA TIRISTORSKIM MOSTOM

POČETNA POBUDA DOBIJA SE PREKO BLOK TRANSFORMATORA ILI SA SABIRNICA SOPSTVENE POTROŠNJE. OVAJ SISTEM JE DOSTA ZAVISAN OD PRILIKA U MREŽI ELEKTROENERGETSKOG SISTEMA, JER SE ENERGIJA ZA POBUDNO KOLO DOBIJA SA SABIRNICA SOPSTVENE POTROŠNJE ILI SA PRIKLJUČAKA GENERATORA, GDE NAPONI ZAVISE OD PRILIKA U MREŽI.

JE STATIČKI JER NE SADRŽI NIJEDNU OBRTNU ELEKTRIČNU MAŠINU. U OVOM SLUČAJU POBUDNU STRUJU GENERIŠU TRANSFORMATOR I TIRISTORSKI MOST.

6.OBJASNITI ČEMU SLUŽI DATA RELACIJA. DEFINISATI SVE VELIČINE KOJE SU SADRŽANE U NJOJ. OBJASNITI KAKAV JE ZNAČAJ DATE RELACIJE PRI IZBORU HIDROAGREGATORA.

POMOĆU OVE RELACIJE IZRAČUNAVAMO POVOLJAN BROJ OBRTAJA HIDRAULIČKE (REALNE) TURBINE. OVDE SU: nS - SPECIFIČAN BROJ OBRTAJA IZABRANOG TIPA TURBINE H – STVARNI NETO PAD PT - SNAGA REALNE TURBINE ZAPREMINA MAŠINE JE DIREKTNO PROPORCIONALNA SNAZI, A OBRNUTO PROPORCIONALNA BRZINI OBRTANJA, ODNOSNO:

VG - ZAPREMINA GENERATORA C – KONSTRUKCIJSKA KONSTANTA Sn - NOMINALNA PRIVIDNA SNAGA GENERATORA nn - NOMINALNA BRZINA OBRTANJA GENERATORA KAKO CENA GENERATORA ZAVISI OD ZAPREMINE, SA ASPEKTA GENERATORA POVOLJNO JE BIRATI ŠTO VEĆE BRZINE OBRATANJ nn. U EES-IMA U KOJIMA JE FEKVENCIJA f=50Hz, SINHRONA ELEKTRIČNA BRZINA JE 3000(1/min), TE SU MOGUĆE BRZINE GENERATORA DATE SA :

p – BROJ PARI POLOVA SINHRONOG GENERATORA U PRAKSI SE HIDROGENERATORI GRADE SA NOMINALNIM BRZINAMA U OPSEGU :

UZ KORIŠĆENJE PARNOG BROJA PARI POLOVA, JER PRI NEPARNOM BROJU PARI POLOVA DOLAZI DO NEŽELJENIH VIBRACIJA MAŠINE. KADA SE PRI IZGRADNJI HIDROELEKTRANE PROCENI NETO PAD H, IZABERE SNAGA TURBINE PT I IZABERE NOMINALNA BRZINA OBRTANJA GENERATORA nn , POMOĆU DATOG IZRAZA ZA n IZRAČUNAVA SE SPECIFIČNI BROJ OBRTAJA TURBINE ns. TIME JE ODABRAN POVOLJAN TIP TURBINE. IZBOR NIJE JEDNOZNAČAN, JER SE ZA RAZLIČITE nn DOBIJAJU DRUGAČIJE ns. TEŽI SE DA nn BUDE ŠTO VEĆE A DA SE PRI TOME DOBIJE ns KOJE ODGOVARA STVARNIM TURBINAMA (REALNO IZVODLJIVIM).

7. ŠTA JE PRIKAZANO NA SLICI? DETALJNO OBJASNITI ULOGU SVAKOG OD ELEMENATA NA ŠEMI. NAVESTI OSNOVNE KARAKTERISTIKE ELEKTRANE KOJOJ ODGOVARA DATA ŠEMA.

NA SLICI JE PRIKAZANA BLOK ŠEMA NUKLEARNE ELEKTRANE SA PWR REAKTOROM. P1 – PUMPA RADIOAKTIVNE VODE; P2 – PUMPA NERADIOAKTIVNE VODE; ks – KOMPENZACIONA KOMORA (PRIHVATA PROMENE PRITISKA); gp – GENERATOR PARE. PWR – REAKTOR SA VODOM POD PRITISKOM KOD PWR REAKTORA PRITISAK VODE ZA HLADJENJE REAKTORA JE ZNATNO VIŠI NEGO KOD BWR (REAKTOR SA KLJUČALOM VODOM) REAKTORA, PA VODA U NJIMA NE KLJUČA I NE ISPARAVA. ZA DOBIJANJE PARE KORISTRE SE GENERATORI PARE – RAZMENJIVAČI TOPLOTE. TERMIČKA ŠEMA KOD OVAKVIH ELEKTRANA JE DVOKONTURNA. U NUKLEARNOJ ELEKTRANI SA PWR REAKTOROM PARAMETRI PARE SU NEŠTO BOLJI NEGO KOD ELEKTRANE SA REAKTOROM BWR TIPA, ALI SU SLABIJI U ODNOSU NA PARU DOBIJENU KOJI KAO GORIVO KORISTE UGALJ. KOD DVOKONTURNE ŠEME KROZ TURBINU KRUŽI NERADIOAKTIVNA VODA, ŠTO JE VELIKA PREDNOST. U OVIM ELEKTRANAMA UGLAVNOM SE KORISTE PARNE TURBINE NOMINALNE BRZINE OBRTANJA

8. ŠTA JE PRIKAZANO NA SLICI? OBJASNITI PRINCIP RADA PRIKAZANOG POSTROJENJA I NAVESTI OSNOVNE KARAKTERISTIKE.

NA SLICI JE PRIKAZANA BLOK ŠEMA TOPLANE-ELEKTRANE SA ODUZIMANJEM PARE. KADA JE TOPLOTNA ENERGIJA POTREBNA ZA GREJANJE ILI TEHNOLOŠKI PROCES MOŽE SE DOBITI IZ TOPLANA-ELEKTRANA. TO SU KOMBINOVANA POSTROJENJA U KOJIMA SE DOBIJA I TOPLOTNA I ELEKTRIČNA ENERGIJA. U OVOM POSTROJENJU VRŠI SE ODUZIMANJE PARE NA VEZI DELOVA TURBINE VISOKOG I NISKOG PRITISKA.

VIŠAK PARE POKREĆE TURBINU NISKOG PRITISKA SA KLASIČNIM KONDENZATOROM SA PODPRITISKOM (k). OVAKVO POSTROJEWE IMA MANJI STEPEN ISKORIŠĆENJA OD POSTROJENJA SA PROTIVPRITISKOM ALI OMOGUĆAVA PROMENU POTROŠNJE PARE, ODNOSNO TOPLOTNE ENERGIJE POTROŠAČA. U REĐIM SLUČAJEVIMA PARA IZ TURBINE MOŽE SE DIREKTNO VODITI POTROŠAČU. AKO SE PARA NE KORISTI SAMO ZA GREJANJE VEĆ I ZA NEKI TEHNOLOŠKI PROCES, DOLAZI DO DO NJENOG NEPOVRATNOG GUBITKA, TE SE SVEŽA VODA MORA DODAVATI U KONDENZATOR NISKOG PRITISKA.

9. OBJASNITI KARAKTERISTIKE PRIKAZANE NA SLIKAMA.

PRVA KARAKTERISTIKA JE I-U KARAKTERISTIKA SOLARNE ČELIJE SA TAČKOM MAKSIMALNE SNAGE. MAKSIMALNA SNAGA, PMAX, KOJU PROIZVODI FOTONAPONSKI UREĐAJ DOSTIŽE SE U TAČKI KARAKTERISTIKE U KOJOJ JE PROIZVOD STRUJE I NAPONA MAKSIMALAN. FOTONAPONSKA ĆELIJA PREDSTAVLJA IZVOR OGRANIČENE STRUJE I OGRANIČENOG NAPONA. MAKSIMALNA STRUJA KOJU PROIZVODI FOTONAPONSKA ĆELIJA JE STRUJA KRATKOG SPOJA IKS. MAKSIMALAN NAPON FOTONAPONSKE ĆELIJE JE NAPON PRAZNOG HODA (OTVORENOG KOLA) UOK , A ON SE JAVLJA KADA SU

PRIKLJUČCI OTVORENI. NAPON I STRUJA KOJI ODGOVARAJU MAKSIMALNOJ SNAZI PMAX NAZIVAJU SE MAKSIMALAN NAPON I MAKSIMALNA STRUJA U TAČKI MAKSIMALNE SNAGE I OZNAČAVAJU SE SA UMP I IMP RESPEKTIVNO. NA DRUGE DVE KARAKTERISTIKE PRIKAZANE SU I-U KARAKTERISTIKE SOLARNE ĆELIJE U ZAVISNOSTI OD TEMPERATURE I OZRAČENOSTI. NAJVAŽNIJI UTICAJ NA KARAKTERISTIKE SOLARNE ĆELIJE IMAJU TEMPERATURA I SNAGA POVRŠINSKOG ZRAČENJA PS . SA PORASTOM TEMPERATURE NAPON ĆELIJE OPADA DOK JE PROMENA STRUJE PRAKTIČNO ZANEMARLJIVA. POVEĆAVANJE SNAGE ZRAČENJA POVEĆAVA FOTONSKI FLUKS KOJI GENERIŠE PROPORCIONALNO VEĆU STRUJU, ALI NE UTIČE ZNAČAJNO NA NAPON.

10.OBJASNITI KARAKTERISTIKE PRIKAZAME MA SLIKAMA

NA PRVOJ KARAKTERISTICI PRIKAZANA JE MEHANIČKA KARAKTERISTIKA VETROTURBINE. PRI ODREĐENOJ BRZINI VETRA, PROMENOM BRZINE OBRTANJA VETROTURBINE ωtur MENJA SE NAPADNI UGAO VETRA, PA SE MENJA I SILA UZGONA, A SAMIM TIM I KOEFICIJENT SNAGE Cp. ZA ODREĐENU BRZINU VETRA V POSTOJI OPTIMALNA BRZINA OBRTANJA TURBINE ωO PRI KOJOJ JE KOEFICIJENT SNAGE TURBINE MAKSIMALAN. ODNOSNO, ZA SVAKU BRZINU VETRA POSTOJI OPTIMALNA BRZINA OBRTANJA VETROTURBINE PRI KOJOJ JE EFIKASNOST KONVERZIJE NAJVEĆA, ŠTO JE PRIKAZANO NA MEHANIČKOJ KARAKTERISTICI TURBINE. NA OSNOVU MEHANIČKE KARAKTERISTIKE VETROTURBINE, MOŽE SE ZAKLJUČITI DA JE POTREBNO PRILAGOĐAVATI BRZINU OBRTANJA VETROTURBINE USLOVIMA VETRA DA BI SE OSTVARIVALA MAKSIMALNA MOGUĆA EFIKASNOST KONVERZIJE. TO JE OSNOVNI RAZLOG ZBOG KOJEG SAVREMENI VETROGENERATORI VELIKIH SNAGA RADE SA PROMENLJIVOM BRZINOM OBRTANJA.

NA DRUGOJ KARAKTERISTICI PRIKAZANA JE KARAKTERISTIKA SNAGE ZA JEDAN VETROGENERATOR INSTALISANE SNAGE 2 MW. S OBZIROM NA OBLIK KARAKTERISTIKE SNAGE ONA SE ČESTO NAZIVA ″S″ KRIVA VETROGENERATORA. OVO JE NAJVAŽNIJA KARAKTERISTIKA VETROGENERATORA SA ASPEKATA KORISNIKA, JER POKAZUJE KOLIKU ĆE AKTIVNU SNAGU VETROGENERATOR INJEKTIRATI U MREŽU PRI RAZLIČITIM RADNIM BRZINAMA VETRA MERENIM NA NIVOU OSOVINE VETROTURBINE. ″S″ KRIVA VETROGENERATORA JE OD STRANE PROIZVOĐAČA DEFINISANA ZA ODREĐENU GUSTINU, PRITISAK I TEMPERATURU VAZDUHA. TAKOĐE JE DEFINISAN I MAKSIMALNI NIVO TURBULENTNOSTI VETRA ZA KOJI VAŽI

KARAKTERISTIKA. PRETPOSTAVKA JE DA JE PRAVAC VETRA NORMALAN NA POVRŠINU KOJU ZAHVATA VETROTURBINA. SA ASPEKTA UPRAVLJANJA VETROTURBINOM NA KARAKTERISTICI SNAGE SE MOGU RAZLIKOVATI DVE RADNE OBLASTi vmin<v<vn i vn<v<vmax , KOJE SE U POGLEDU UPRAVLJANJA VETROTURBINOM SUŠTINSKI RAZLIKUJU. U OPSEGU BRZINA VETRA vmin<v<vn VETROTURBINA RADI SA MAKSIMALNOM MOGUĆOM EFIKASNOŠĆU. KADA BRZINA VETRA POSTANE v=vn GENERATOR DOSTIŽE SVOJU NOMINALNU SNAGU, PA JE PRI DALJEM POVEĆANJU BRZINE VETRA POTREBNO SMANJIVATI KOEFICIJENT SNAGE VETROTURBINE DA NE BI GENERATOR BIO PREOPTEREĆEN. vmin- MINIMALNA RADNA BRZINA VETRA (CUT-IN WIND SPEED), BRZINA PRI KOJOJ SE VETROTURBINA UKLJUČUJE. vn- NOMINALNA RADNA BRZINA VETRA (NOMINAL WIND SPEED), MINIMALNA BRZINA VETRA PRI KOJOJ VETROGENERATOR DOSTIŽE SVOJU NOMINALNU SNAGU. vmax- MAKSIMALNA RADNA BRZINA VETRA (CUT-OUT WIND SPEED), BRZINA VETRA PRI KOJOJ SE VETROTURBINA ZAUSTAVLJA.

11. NACRTATI SKICU I OBJASNITI KAKO SE VRŠI REGULACIJA SNAGE KOD PELTONOVE TURBINE. OBJASNITI KAKO SE VRŠI NAGLO SMANJENJE SNAGE TURBINE U HAVARIJSKIM REŽIMIMA.

VODA IZ AKUMULACIJE CEVOVODOM SE DOVODI DO MLAZNICE (1) U KOJOJ SE NALAZI KOPLJE (8) ZA REGULACIJU PROTOKA. SNAGA SE REGULIŠE PROTOKOM VODE, A PROTOK SE MENJA PRIBLIŽAVANJEM I UDALJAVANJEM KOPLJA OD MLAZNICE. BROJ LOPATICA NA OBRTNOM KOLU KREĆE SE OD 12 DO 40. SVAKA LOPATICA PO SREDINI IMA NOŽ KOJI MLAZ DELI NA DVA DELA KOJI KLIZE DUŽ LOPATICE I MENJAJU SMER ZA OKO 180O. PRI TOME DOLAZI DO PROMENE BRZINE MLAZA, JER SE DEO ENERGIJE MLAZA PREDAJE OBRTNOM KOLU. OD AKUMULACIJE DO PELTONOVE TURBINE VODA SE DOVODI DUGAČKIM CEVOVODIMA. DA BI SE, PO POTREBI, SNAGA TURBINE BRZO MOGLA SMANJITI

DO NULE KORISTI SE SKRETAČ MLAZA, JER SE PROTOK VODE KROZ CEVOVOD NE SME NAGLO PREKINUTI ZBOG DINAMIČKIH PRITISAKA KOJI BI TADA NASTALI.

12. ŠTA JE KAVITACIJA? KORISTEĆI DATU RELACIJU I TABELU OBJASNITI USLOVE NASTANKA KAVITACIJE KOD HIDRAULIČKIH REAKCIJSKIH TURBINA.

KAVITACIJA JE POJAVA STVARANJA I IŠČEZAVANJA MEHUROVA VODENE PARE U VODENOM TOKU U OBLASTI OBRTNOG KOLA TURBINE. KADA PRITISAK U VODENOM TOKU OPADNE ISPOD PRITISKA ZASIĆENE VODENE PARE STVARAJU SE MEHUROVI VODENE PARE. KADA MEHUROVI DOSPEJU U OBLAST VEĆEG PRITISKA NAGLO IŠČEZAVAJU (DOGAĐA SE IMPLOZIJA ZA ∆t=10-6). PRI IMPLOZIJAMA PARNIH MEHUROVA STVARAJU SE LOKALNI PRITISCI I DO 15000 BARA (1500 MPa), ŠTO DOVODI DO OŠTEĆENJA MATERIJALA OBRTNOG KOLA ILI DRUGIH DELOVA TURBINE. POJAVA KAVITACIJE SE MOŽE SPREČITI AKO SE SPREČI PAD PRITISKA U VODENOM TOKU TURBINE ISPOD PRITISKA ZASIĆENE VODENE PARE.

PRITISAK ZASIĆENE VODENE PARE ZAVISI OD TEMPERATURE I DAT JE U TABELI. KAVITACIJA SE LAKŠE JAVLJA PRI VIŠIM TEMPERATURAMA VODE, ŠTO SE VIDI IZ TABELE.

AKO POTRAŽIMO RAZLIKU JEDINIČNIH ENERGIJA VODENOG TOKA U TAČKI M (OBLAST OBRTNOG KOLA) I TAČKI B (DONJA VODA) NA SLICI DOBIĆE SE:

GDE JE: pat - ATMOSFERSKI PRITISAK (PRITISAK U TAČKI B), ∆h - gubitak pada od TAČKE M DO TAČKE B. IZ GORNJE JEDNAČINE SLEDI IZRAZ ZA PRITISAK U TAČKI M:

GDE JE: Hs=hM - hB - USISNA VISINA SIFONA, pk - PRITISAK ZASIĆENE VODENE PARE. IZRAZ ZA pM OBIČNO SE PIŠE U FORMI: GDE JE : σ − KAVITACIONA KONSTANTA, σΤ − KAVITACIONI KOEFICIJENT TURBINE. KAVITACIONA KONSTANTA ZAVISI OD ATMOSFERSKOG PRITISKA I USISNE VISINE SIFONA. KAVITACIONI KOEFRICIJENT TURBINE ZAVISI OD OBLIKA SIFONA, OD HIDRAULIČKIH GUBITAKA U SIFONU I NAROČITO OD RADNOG REŽIMA TURBINE, ODNOSNO BRZINA vM I vB .

t (oC) 0 20 40 60 80 100

pk (MPa) 0,001 0,004 0,01 0,02 0,045 0,1

PRI PROJEKTOVANJU TURBINE I SIFONA TEŽI SE DA NEJEDNAČINA BUDE ZADOVOLJENA PRI SVIM RADNIM REŽIMIMA. OBIČNO TO NIJE MOGUĆE POSTIĆI PRI SNAGAMA TURBINE P < 0,25 Pnom (Pnom - NOMINALNA SNAGA TURBINE), TAKO DA SU TI RADNI REŽIMI ZABRANJENI. U NEKIM SLUČAJEVIMA USISNA VISINA SIFONA MORA BITI NEGATIVNA KAKO BI SE IZBEGLA POJAVA KAVITACIJE. TADA JE TURBINA POTOPLJENA, TJ. NALAZI SE ISPOD NIVOA DONJE VODE. 13. OBJASNITI PRINCIP RADA I NAVESTI OSNOVNE KARAKTERISTIKE POBUDNOG SISTEMA PRIKAZANOG NA SLICI. POSEBNO OBJASNITI ULOGU R I C.

NA SLICI JE PRIKAZAN ELEKTROMAŠINSKI POBUDNI SISTEM. POBUDNU STRUJU PROIZVODI GENERATOR ZA JEDNOSMERNU STRUJU (GB). NA SLICI JE: G – GENERATOR; T - BLOK TRANSFORMATOR; ST – STRUJNI A NT- NAPONSKI TRANSFORMATORI; GB - GLAVNA I PB – POMOĆNA BUDILICA (GENERATORI JEDNOSMERNE STRUJE SA OTOČNOM POBUDOM); N - ZVEZDIŠTE GENERATORA;

KP - KLIZNI PRSTENI SA ČETKICAMA; RG, D - OTPORNIK ZA GAŠENJE POLJA SA DIODOM; R, C - KOLO ZA STABILIZACIONU POVRATNU SPREGU PO IZVODU POBUDNOG NAPONA; P1 - PREKIDAČ POBUDNE STRUJE; RREF - UREĐAJ ZA ZADAVANJE REFERENTNOG NAPONA ZA NAPONSKI REGULATOR; P2 - PREKIDAČ ASINHRONOG MOTORA (AM); Z - ZAMAJAC ASINHRONOG MOTORA; S - SABIRNICE SOPSTVENE POTROŠNJE U ELEKTRANI.

GLAVNU I POMOĆNU BUDILICU POGONI ASINHRONI MOTOR KOJI SE NAPAJA SA SABIRNICASOPSTVENE POTROŠNJE. ULOGA PB JE DA SMANJI POTREBNU SNAGU REGULATORA NAPONA (RN) (GENERIŠE POBUDNU STRUJU PB). OBAVEZNA ULAZNA VELIČINA REGULATORA NAPONA (RN) JE NAPON GENERATORA (DOBIJA SE IZ NAPONSKOG TRANSFORMATORA). U REGULATORU NAPONA JE OSTVARENA NEGATIVNA POVRATNA SPREGA PO NAPONU GENERATORA, JER REGULATOR NAPONA MORA SPREČITI VELIKU PROMENU NAPONA GENERATORA (AKO NAPON GENERATORA PORASTE REGULATOR NAPONA MORA SMANJITI POBUDNU STRUJU). IZ SIGNALA NAPONA MOGU SE DOBITI INFORMACIJE O BRZINI GENERATORA PREKO FREKVENCIJE. NAPON GENERATORA SE U REGULATORU NAPONA POREDI SA ZADATIM REFERENTNIM NAPONOM KOJI SE DOBIJA IZ STABILISANOG IZVORA JEDNOSMERNOG NAPONA. U REGULATOR NAPONA SE PREKO STRUJNOG TRANSFORMATORA (ST) UVODI I SIGNAL STRUJE GENERATORA, KOJI SLUŽI ZA KOMPAUNDACIJU (POZITIVNA

POVRATNA SPREGA – VEĆA STRUJA GENERATORA IZAZIVA VEĆU POBUDNU STRUJU).

RADI UNUTRAŠNJE STABILIZACIJE POBUDNOG SISTEMA U REGULATOR NAPONA (RN) SE UVODI SIGNAL SRAZMERAN IZVODU POBUDNOG NAPONA. ON SE DOBIJA KAO PAD NAPONA NA OTPORNIKU R. ZA R-C KOLO MOŽE SE NAPISATI:

NAPON NA OTPORNIKU R JE PRAKTIČNO SRAZMERAN IZVODU POBUDNOG NAPONA, POD USLOVOM DA JE VREMENSKA KONSTANTA RC DOVOLJNO MALA. NAJVEĆE MANE ELEKTROMAŠINSKOG POBUDNOG SISTEMA SU: - SPOR DINAMIČKI ODZIV ZBOG VELIKIH VREMENSKIH KONSTANTI POBUDNIH

NAMOTAJA GLAVNE (GB) I POMOĆNE BUDILICE (PB) I - PROBLEMI VEZANI ZA KOMUTACIJU NA KOLEKTORU GLAVNE BUDILICE (GB)

U SLUČAJEVIMA KADA POBUDNA STRUJA PREĐE 1000 A I KADA JE BRZINA OBRTANJA GENERATORA VELIKA.

14. SKICIRATI ŠEME I DATI OSNOVNE KARAKTERISTIKE SISTEMA ZA ELEKTROMEHANIČKU KONVERZIJU ENERGIJE VETRA.

SA INDUKCIONOM KAVEZNOM MAŠINOM

KOD VETROTURBINE SA KAVEZNIM INDUKCIONIM GENERATOROM NEMA SE MOGUĆNOST UPRAVLJANJA BRZINOM OBRTANJA VETROTURBINE, ŠTO JE OSNOVI NEDOSTATAK OVOG KONCEPTA, ZBOG KRUTOSTI MEHANIČKE KARAKTERISTIKE INDUKCIONE MAŠINE, PRAKTIČNO RADI SA KONSTANTNOM BRZINOM OBRTANJA. DA BI SE OVAJ NEDOSTATAK DELIMIČNO ELIMINISAO GENERATOR SE NAJČEŠĆE IZVODI SA DUPLIM STATORSKIM NAMOTOM. ZBOG POJAVE REKTIVNE SNAGE, POTREBNA JE KOMPENZACIJA.

SA INDUKCIONOM MAŠINOM SA NAMOTANIM ROTOROM I PROMENLJIVIM ROTORSKIM OTPOROM

OVAJ KONCEPT JE SLIČAN PRETHODNOM, S TOM RAZLIKOM ŠTO SE DINAMIČKOM PROMENOM ROTORSKOG OTPORA MOŽE U ODREĐENIM GRANICAMA MENJATI

BRZINA OBRTANJA VETROTURBINE. POMOĆU KONVERTORA SE VRŠI DINAMIČKA PROMENA OTPORNOSTI U ROTORSKOM KOLU, ČIME SE MENJA NAGIB MEHANIČKE KARAKTERISTIKE, ODNOSNO MENJA SE RADNO KLIZANJE ASINHRONE MAŠINE. I OVDE JE POTREBNA KOMPENZACIJA.

SA DVOSTRANO NAPAJANOM INDUKCIONOM MAŠINOM

OVAJ KONCEPT OMOGUĆAVA PROMENU RADNE BRZINE U ŠIROKOM OPSEGU OKO SINHRONE BRZINE, PA OBEZBEĐUJE EFIKASAN RAD VETROTURBINE U ŠIROKOM OPSEGU RADNIH BRZINA VETRA. TIPIČAN OPSEG PROMENE BRZINE VETROTURBINE JE OD 10 DO 25 OBR./MIN, PA JE ZA PRILAGOĐENJE BRZINI OBRTANJA GENERATORA, KAO I U PRETHODNIM SLUČAJEVIMA POTREBAN REDUKTOR VISOKOG STEPENA REDUKCIJE. PREDNOSTI OVOG KONCEPTA U ODNOSU NA PRETHODNA REŠENJA SU BOLJE ISKORIŠĆENJE VETROTURBINE, MOGUĆNOST GENERISANJA REAKTIVNE SNAGE, MANJA UDARNA MEHANIČKA NAPREZANJA, JER JE MEHANIČKA KARAKTERISTIKA GENERATORA ADAPTIVNA, STABILNIJI RAD, MANJI NIVO BUKE.

SA SINHRONOM VIŠEPOLNOM MAŠINOM SA PERMANENTNIM MAGNETIMA

GENERATOR JE FREKVENCIJSKI RASPREGNUT OD MREŽE PREKO AC-DC-AC PRETVARAČA TAKO DA OVAJ KONCEPT OMOGUĆAVA VARIJACIJU BRZINE OBRTANJA TURBINE U RELATIVNO ŠIROKOM OPSEGU, SLIČNOM KAO I KOD PRETHODNOG KONCEPTA. TAKOĐE SE I KOD OVOG REŠENJA KORISTI PITCH KONTROLA VETROTURBINE. MANA OVOG SISTEMA U ODNOSU NA PRETHODNO REŠENJE JE KORIŠĆENJE KONVERTORA PUNE SNAGE.

15. OBJASNITI OSNOVNE PRINCIPE UPRAVLJANJA VETROTURBINAMA. ZAŠTO VETROTURBINE KOJE IMAJU VARIJABILNU BRZINU OBRTANJA IMAJU BOLJI STEPEN ISKORIŠĆENJA OD TURBINA SA STALNOM BRZINOM OBRTANJA. NACRTATI SKICU.

TIPIČNA KARAKTERISTIKA SNAGE VETROGENERATORA

MEHANIČKA KARAKTERISTIKA

SA ASPEKTA UPRAVLJANJA VETROTURBINOM NA KARAKTERISTICI SNAGE SE MOGU RAZLIKOVATI DVE RADNE OBLASTI VMIN<V<VN I VN<V<VMAX , KOJE SE U POGLEDU UPRAVLJANJA VETROTURBINOM SUŠTINSKI RAZLIKUJU. U OPSEGU BRZINA VETRA VMIN<V<VN VETROTURBINA RADI SA MAKSIMALNOM MOGUĆOM EFIKASNOŠĆU. KADA BRZINA VETRA POSTANE V=VN GENERATOR DOSTIŽE SVOJU NOMINALNU SNAGU, PA JE PRI DALJEM POVEĆANJU BRZINE VETRA POTREBNO SMANJIVATI KOEFICIJENT SNAGE VETROTURBINE DA NE BI GENERATOR BIO PREOPTEREĆEN. POSTOJE RAZLIČITI NAČINI KONTROLE SNAGE VETROTURBINE I TO: VT- VETROTURBINA STALL KONTROLA. OVO JE PASIVNI SISTEM KONTROLE SNAGE VT koji se postiže DIZAJNOM LOPATICA VETROTURBINE. LOPATICE VT SU TAKO DIZAJNIRANE DA PRI BRZINAMA VETRA BLISKIM NOMINALNOJ BRZINI VN NAPADNI UGAO VETRA NA DELU LOPATICA DO OSOVINE TURBINE POSTANE RELATIVNO VELIKI α =(150 – 200). PRI TOM NAPADNOM UGLU STRUJNICE VAZDUHA SE ODVAJAJU OD PROFILA LOPATICE (ZAPOČINJE TURBULENTNO OPSTRUJAVANJE) I SILA UZGONA NAGLO SLABI. POJAVA TURBULENTNOG OPSTRUJAVANJA SE MANIFESTUJE NAGLIM SMANJENJEM UZGONSKE SILE, A SAMIM TIM I SNAGE VT. MANA JE ŠTO NIJE KONTROLABILAN, A KARAKTERIŠE GA OPADANJE SNAGE TURBINE ISPOD NOMINALNE VREDNOSTI NAKON POJAVE STALL EFEKTA. STALL EFEKAT SE MOŽE POJAVITI I PRI NIŽIM BRZINAMA VETRA OD NOMINALNE AKO LOPATICE NISU ČISTE ILI SU OŠTEĆENE. PREDNOST: JEDNOSTAVNOST I NISKA CENA. KORISTI SE KOD VETROTURBINA SA KONSTANTNOM BRZINOM OBRTANJA. PITCH KONTROLA. OVO JE AKTIVNI SISTEM KONTROLE KOJI SE KORISTI KOD JEDINICA VEĆE SNAGE SA PROMENLJIVOM BRZINOM OBRTANJA. OSTVARUJE SE AKSIJALNIM ZAKRETANJEM LOPATICA POMOĆU POSEBNOG HIDRAULIČNOG SISTEMA KOJI KONTROLIŠE MIKROPROCESOR. TIPIČAN UGAO ZAKRETANJA LOPATICE (PITCH ANGLE) JE OD 0 DO 350. ZAKRETANJEM LOPATICA SE ZAPRAVO MENJA NAPADNI UGAO VETRA, ČIME SE MENJA UZGONSKA SILA ODNOSNO

SNAGA VETROTURBINE. PITCH KONTROLA IMA ULOGU I PRI POKRETANJU VETROTURBINE, TAKO ŠTO SE ZAKRETANJEM LOPATICA PODEŠAVA NAPADNI UGAO VETRA PRI KOJEM SE OSTVARUJE NAJVEĆI POLAZNI MOMENT TURBINE. PREDNOST: KONTROLABILNOST. MANA: SLOŽEN MEHANIZAM I VISOKA CENA. AKTIVNA STALL KONTROLA.

OVAJ SISTEM PREDSTAVLJA KOMBINACIJU PRETHODNA DVA SISTEMA KONTROLE (COMBI STALL). KOD OVOG SISTEMA JE OPSEG PROMENE UGLA ZAKRETANJA RELATIVNO MALI. RAZVIJEN JE SA CILJEM DA SE ELIMINIŠU NEGATIVNI EFEKTI PASIVNE STALL KONTROLE. OVAJ SISTEM KONTROLE, IMA ULOGU I ZAŠTITE VETROTURBINE U SLUČAJEVIMA NEPLANIRANE DISKONEKCIJE (ILI KRATKOG SPOJA) VETROGENERATORA U USLOVIMA JAKOG VETRA. U TAKVIM SLUČAJEVIMA DOLAZI DO NAGLOG POVEĆANJA BRZINE OBRTANJA VETROTURBINE, PA USLED VELIKIH CENTRIFUGALNIH SILA MOŽE DOĆI DO HAVARIJE. DA BI SE TURBINA ZAŠTITILA (OVERSPEED CONTROL) POTREBNO JE SMANJITI I OBRTNI MOMENT TURBINE, ŠTO SE POSTIŽE NAVEDENIM SISTEMIMA AERODINAMIČKE KONTROLE.

16. PELTONOVA TURBINA. SKICIRATI TURBINU, NAVESTI NJENE OSNOVNE KARAKTERISTIKE I OBJASNITI PRINCIP RADA. REGULACIJA SNAGE TURBINE U NORMALNIM I HAVARIJSKIM REŽIMIMA.

PELTONOVA TURBINA

SKRETAČ MLAZA VODA IZ AKUMULACIJE CEVOVODOM SE DOVODI DO MLAZNICE (1) U KOJOJ SE NALAZI KOPLJE (8) ZA REGULACIJU PROTOKA. VODENI MLAZ IZ MLAZNICE UDARA U LOPATICE (7) OBRTNOG KOLA. BROJ LOPATICA NA OBRTNOM KOLU KREĆE SE OD 12 DO 40. SVAKA LOPATICA PO SREDINI IMA NOŽ KOJI MLAZ DELI NA DVA DELA KOJI KLIZE DUŽ LOPATICE I MENJAJU SMER ZA OKO 180O. PRI TOME DOLAZI DO PROMENE BRZINE MLAZA, JER SE DEO ENERGIJE MLAZA PREDAJE OBRTNOM KOLU. OD AKUMULACIJE DO PELTONOVE TURBINE VODA SE DOVODI DUGAČKIM CEVOVODIMA. DA BI SE, PO POTREBI, SNAGA TURBINE BRZO MOGLA SMANJITI DO NULE KORISTI SE SKRETAČ MLAZA, JER SE PROTOK VODE KROZ CEVOVOD NE SME NAGLO PREKINUTI ZBOG DINAMIČKIH PRITISAKA KOJI BI TADA NASTALI. PELTONOVE TURBINE MOGU IMATI 1, 2 ILI 4 MLAZNIKA I 1 ILI 2 OBRTNA KOLA. KARAKTERISTIKE ns[1/min] H[m] Q[m3/s]

PELTONOVA TURBINE

2-70 400-2000 MALI

PELTONOVA TURBINA JE AKCIONA TURBINE. KORISTI SE ZA VELIKE PADOVE I MALE PROTOKE I ZA MALE I ZA VELIKE SNAGE.

OSNOVNI POKAZATELJ KVALITETA UGLJA JE TOPLOTNA MOĆ. TO JE ENERGIJA KOJU PRI POTPUNOM SAGOREVANJU OSLOBAĐA 1 kg UGLJA. KOD UGLJA I DRUGIH GORIVA KOJA SADRŽE VODONIK RAZLIKUJE SE DONJA TOPLOTNA MOĆ (DTM) I GORNJA TOPLOTNA MOĆ (GTM).

17. ŠTA JE TOPLOTNA MOĆ UGLJA? DEFINISATI GORNJU I DONJU TOPLOTNU MOĆ UGLJA I OBJASNITI RAZLIKU IZMEĐU OVIH VELIČINA. KOJA OD NJIH IMA VEĆI PRAKTIČNI ZNAČAJ I ZAŠTO? PROCENITI KOLIKA SE MASA LIGNITA DONJE TOPLOTNE MOĆI Hd=7MJ/kg UTROŠI DA BI SE PROIZVEO 1kWh ELEKTRIČNE ENERGIJE U TERMOELEKTRANI.

GORNJA TOPLOTNA MOĆ JE ENERGIJA KOJU OSLOBAĐA 1 kg GORIVA, PRI ČEMU SE PRODUKTI SAGOREVANJA OHLADE NA POČETNU TEMPERATURU GORIVA (PRE PALJENJA) OD 20°C. PRI TOME SE SVA VODENA PARA STVORENA SAGOREVANJEM GORIVA KONDENZUJE U VODU. DONJA TOPLOTNA MOĆ JE ENERGIJA KOJU OSLOBAĐA 1 kg GORIVA, PRI ČEMU SE PRODUKTI SAGOREVANJA OHLADE NA 20°C, ALI VODA OSTAJE U OBLIKU VODENE PARE (NEKONDENZOVANA). VIDI SE DA JE DONJA TOPLOTNA MOĆ MANJA OD GORNJE ZA ENERGIJU ISPARAVANJA PROIZVEDENE VODE U PROCESU SAGOREVANJA. GTM-DTM=Eisp, GDE JE EISP – ENERGIJA ISPARAVANJA STVORENE VODE PRI SAGOREVANJU. KAKO U LOŽIŠTIMA KOTLOVA VLADA VISOKA TEMPERATURA, STVORENA VODENA PARA NE MOŽE DA SE KONDENZUJE TE ENERGIJA ISPARAVANJA ODLAZI KROZ DIMNJAK I GUBI SE. ZATO JE ZA PRAKTIČNU PRIMENU VAŽNIJA DONJA TOPLOTNA MOĆ (DTM ili Hd). 1kWh=3,6MJ => x(kg)=7/3,6=1,944 kg 1W=1J => 1kWh=3,6MJ

OBIČNO VENTILATORSKO HLADJENJE TURBOGENERATORA 18. SISTEMI HLAĐENJA TURBOGENERATORA.

VAZDUH KOJI CIRKULIŠE KROZ GENERATOR HLADI SE U POSEBNOM HLADNJAKU, POVRŠINSKOM RAZMENJIVAČU TOPLOTE, KOJI JE VAN GENERATORA. U RAZMENJIVAČU TOPLOTE NE DOLAZI DO MEŠANJA RASHLADNOG VAZDUHA KOJI CIRKULIŠE KROZ GENERATOR SA SPOLJAŠNJIM RASHLADNIM VAZDUHOM. POLOVINOM 20. VEKA RAZVIJENI SU RASHLADNI SISTEMI TURBOGENERATORA KOJI UMESTO VAZDUHA KAO MEDIJUM ZA HLAĐENJE KORISTE VODONIK. PREDNOSTI VODONIKA U ODNOSU NA VAZDUH SU: - TOPLOTNA PROVODNOST VODONIKA JE 6 DO 7 PUTA VEĆA NEGO VAZDUHA. - GUSTINA VODONIKA JE OKO 10 PUTA MANJA OD GUSTINE VAZDUHA TE SU

GUBICI IZAZVANI TRENJEM ROTORA O RASHLADNI MEDIJUM ZNATNO MANJI. STEPEN ISKORIŠĆENJA RASTE AKO SE ZA HLAĐENJE UPOTREBI VODONIK.

- VODONIK PRODUŽAVA VEK TRAJANJA IZOLACIJE JER POJAVA KORONE UNUTAR GENERATORA NE PROIZVODI OZON (VEOMA AGRESIVAN I NEGATIVNO DELUJE NA IZOLACIJU).

- VODONIK NE PODRŽAVA GORENJE TE UNUTAR GENERATORA NIJE POTREBNO INSTALIRATI PROTIVPOŽARNI SISTEM.

NEDOSTATAK VODONIKA U ODNOSU NA VAZDUH JE POVEĆANA OPASNOST OD EKSPLOZIJE, MEŠAVINA VODONIKA I VAZDUHA OBRAZUJE EKSPLOZIVAN PRASKAVI GAS, PA GENERATOR MORA BITI HERMETIČKI DIHTOVAN. HLADNJACI U KOJIMA SE HLADI RASHLADNI VODONIK UGRAĐUJU SE UNUTAR OKLOPA TURBOGENERATORA. SISTEMI SA DIREKTNIM HLAĐENJEM NAMOTAJA NAJVEĆI NEDOSTATAK OBIČNIH SISTEMA ZA HLAĐENJE JE U TOME ŠTO TOPLOTA RAZVIJENA U NAMOTAJIMA GENERATORA MORA DA PROĐE KROZ IZOLACIJU TIH NAMOTAJA. IZOLACIJA IMA VELIKI TERMIČKI OTPOR KOJI OTEŽAVA ODVOĐENJE TOPLOTE.ZBOG TOGA SE U PROVODNICIMA GRADE KANALI KROZ KOJE STRUJI RASHLADNI MEDIJUM I DIREKTNO HLADI NAMOTAJE. PORED VODONIKA ZA HLAĐENJE POBUDNIH NAMOTAJA KORISTI SE I DESTILISANA VODA. STATORSKI NAMOTAJI GENERATORA MOGU SE DIREKTNO HLADITI VODONIKOM ILI DESTILISANOM VODOM. DIREKTNO HLAĐENJE PROVODNIKA DOZVOLJAVA VEĆU GUSTINU STRUJE ŠTO POVEĆAVA SNAGU GENERATORA, ILI PRI ISTOJ GUSTINI STRUJE SMANJUJE GUBITKE JER JE TEMPERATURA PROVODNIKA NIŽA TE JE I AKTIVNI OTPOR MANJI.

19. ŠTA JE PRIKAZANO NA SLICI? OBJASNITI PRINCIP RADA PRIKAZANOG SISTEMA.

G – GENERATOR; T - BLOK TRANSFORMATOR; ST - STRUJNI A NT - NAPONSKI TRANSFORMATOR; KP - KLIZNI PRSTENOVI SA ČETKICAMA; N-ZVEZDIŠTE GENERATORA; P - PREKIDAČ ZA ISKLJUČENJE POBUDNE STRUJE; DM1, DM2 - DIODNI MOSTOVI; RG - OTPORNIK I D - DIODA ZA GAŠENJE POLJA; X - REAKTANSA KONTROLISANA JEDNOSMERNOM STRUJOM (MAGNETSKI POJAČAVAČ SNAGE); PB – POMOĆNA I GB – GLAVNA BUDILICA, RREF – ZADAVANJE REFERENTNOG NAPONA REGULATORU. DM1-GORNJI I DM2-DONJI MOST

NA SLICI JE PRIKAZAN ELEKTROMAŠINSKI POBUDNI SISTEM SA DIODNIM MOSTOVIMA.

POBUDNI SISTEM JE MEŠOVIT JER SE PORED ELEKTRIČNIH MAŠINA U POBUDNOM SISTEMU KORISTE I POLUPROVODNIČKE DIODE. U OVOM SLUČAJU GLAVNA (GB) I POMOĆNA (PB) BUDILICA SU MALI POMOĆNI TROFAZNI GENERATORI MEHANIČKI POVEZANI SA VRATILOM SINHRONOG GENERATORA (G).

GLAVNA BUDILICA (GB) JE SINHRONI GENERATOR SA DVA POBUDNA NAMOTAJA. DESNI POBUDNI NAMOTAJ VEZAN JE NA RED SA POBUDNIM NAMOTAJEM GENERATORA (G) I SLUŽI ZA REALIZACIJU POVRATNE VEZE PO POBUDNOJ STRUJI GENERATORA (G) NA POBUDU POMOĆNE BUDILICE (PB). JEDNOSMERNA POBUDNA STRUJA DOBIJA SE POMOĆU DIODNOG MOSTA (DM2), DOK SE NJENA REGULACIJA VRŠI POMOĆU SNAŽNOG MAGNETSKOG POJAČAVAČA (X). POBUDA GLAVNE BUDILICE (GB) DOBIJA SE IZ TROFAZNE POMOĆNE BUDILICE (PB) I DIODNOG MOSTA (DM1). TROFAZNI NAMOTAJ POMOĆNE BUDILICE JE NA ROTORU, DOK JE POBUDNI NAMOTAJ NA STATORU. DIODNI MOST (DM1) MONTIRAN JE NA VRATILU DA BI SE IZBEGLI KLIZNI PRSTENI ZA POMOĆNU BUDILICU (PB). REGULATOR NAPONA (RN) DELUJE ISTOVREMENO NA POBUDU POMOĆNE BUDILICE I NA POBUDNU STRUJU GENERATORA (G) PREKO MAGNETSKOG POJAČAVAČA (X). NA OVAJ NAČIN POSTIŽE SE VELIKA BRZINA PROMENE POBUDNOG NAPONA. OTPORNIK (Rg) I DIODA (D) SLUŽE ZA GAŠENJE POLJA. 20. SKICIRATI HORIZONTALNU PROJEKCIJU BRANSKE HIDROELEKTRANE I NAZNAČITI OSNOVNE ELEMENTE NA NJOJ I OBJASNITI NJIHOVU ULOGU. SKICIRATI HIDRAULIČKU BLOK ŠEMU ELEKTRANE. KOJI TIP TURBINA SE NAJČEŠĆE KORISTI KOD OVOG TIPA ELEKTRANE? ZAŠTO U USLOVIMA VELIKIH VODA, KADA SE JAVLJA PRELIV, OVAKVE ELEKTRANE ČESTO NE MOGU RAZVITI NOMINALNU SNAGU?

BROJEVIMA JE NA SL. OZNACENO: 1- GORNJA VODA; 2- DONJA VODA; 3- DEO BRANE-MASINSKA ZGRADA; 4- PRELIVNA POLJA; 5- TABLASTI ILI SEKTORSKI ZATVARAC; 6- SLAPISTE; 7- PREGRADNE LAMELE SLAPISTA; 8- LINIJA OBALE PRE IZGRADNJE BRANE; 9- RAZBIJAC VODENOG TALASA.

KOD OVOG TIPA ELEKTRANE NAJCESCE SE KORISTI KAPLANOVA TURBINA JER SE BRANSKE HIDROELEKTRANE GRADE SE NA VODENIM TOKOVIMA GDE NIJE MOGUCE POSTICI VELIKE PADOVE. U TAKVIM SLUCAJEVIMA BRANE NISU MNOGO VISOKE TE JE MOGUCE DEO BRANE ISKORISTITI KAO MASINSKU ZGRADU. BRANSKE HIDROELEKTRANE GRADE SE ZA BRUTO PADOVE HB=(3-60) m I PROTOKE Q<12000 m3/s, ODNOSNO GRADE SE NA RELATIVNO RAVNICARSKIM

REKAMA. PRELIVNA POLJA (4) OMOGUĆAVAJU ISPUST VODE IZ AKUMULACIJE KOD VELIKIH DOTOKA (KOJI SU RETKI) KADA TURBINE NE MOGU DA PRIHVATE SVU VODU.

ZAVISNOST NIVOA GORNJE VODE I STATIČKOG PADA OD PROTOKA DATA JE NA SLICI. NIVO GORNJE VODE PRAKTICNO NE ZAVISI OD PROTOKA, DOK SE NIVO DONJE VODE POVECAVA SA POVECANJEM PROTOKA. TO DOVODI DO SMANJIVANJA STATIČKOG PADA, PA SE SNAGA ELEKTRANE MOZE ČAK I SMANJITI SA POVEĆANJEM PROTOKA A TO JE U USLOVIMA PRELIVA.

REVERZIBILNE IMAJU OSOBINU DA MOGU RADITI KAO IZVORI ELEKTRIČNE ENERGIJE ALI I KAO POTROSAČI. KOD REVERZIBILNIH HIDROELEKTRANA (RHE) TURBINE MOGU DA RADE I KAO PUMPE. OVAKVE ELEKTRANE SE UGLAVNOM GRADE KAO DERIVACIONE, SA DERIVACIJOM POD PRITISKOM, JER SU IM AKUMULACIJE U PLANINSKIM PODRUČJIMA NA VELIKIM VISINAMA. MAŠINSKA ZGRADA REVERZIBILNIH HIDROELEKTRANA OBIČNO SE GRADI U BLIZINI VEĆ IZGRAĐENIH BRANSKIH ILI PRIBRANSKIH HIDROELEKTRANA.

21. OBJASNITI PRINCIP RADA REVIRZIBILNE HIDROELEKTRANE. SKICIRATI PRINCIPIJELNU ŠEMU.KAKVA JE NJENA ULOGA U EESu?

U GENERATORSKOM REZIMU VODA IZ GORNJE AKUMULACIJE DOTIČE U DONJU AKUMULACIJU I POKREĆE TURBINE TAKO DA ELEKTRANA PROIZVODI ELEKTRIČNU ENERGIJU. U PUMPNOM REŽIMU VODA IZ DONJE AKUMULACIJE PUMPA SE U GORNJU AKUMULACIJU. TADA GENERATORI U ELEKTRANI RADE U MOTORNOM REŽIMU I UZIMAJU ELEKTRIČNU ENERGIJU IZ ELEKTROENERGETSKOG SISTEMA.

REVERZIBILNE HIDROELEKTRANE UVODE SE U PUMPNI REŽIM KADA U ELEKTROENERGETSKOM SISTEMU IMA VIŠKA ELEKTRIČNE ENERGIJE. TAKVA SITUACIJA NASTAJE U NOĆNOM REŽIMU U ELEKTROENERGETSKOM SISTEMU SA DOSTA TERMOELEKTRANA KOJE BI ZBOG SMANJENE POTRAŽNJE ZA ELEKTRIČNOM ENERGIJOM TREBALO ISKLJUČITI SA ELEKTROENERGESKOG SISTEMA DO PRVIH JUTARNJIH ČASOVA. TO SE NE ISPLATI JER SU TROŠKOVI PONOVNOG POKRETANJA TERMOELEKTRANE VELIKI. SA DRUGE STRANE, TERMOELEKTRANE NE MOGU DA SMANJE SVOJE SNAGE ISPOD TEHNIČKIH MINIMUMA, KOJI SU DOSTA VISOKI. S TOGA JE NAJBOLJE REŠENJE DA SE U NOĆNOM REŽIMU REVERZIBILNE I PUMPNOAKUMULACIONE HIDROELEKTRANE UVEDU U PUMPNI REŽIM RADA I TAKO APSORBUJU VIŠAK SNAGE U ELEKTROENERGETSKOM SISTEMU.

22. SKICIRATI TIPIČNU KARAKTERISTIKU SNAGE (’’S’’ KRIVU) VETROAGREGATA SA DVOSTRANO NAPAJANOM ASINHRONOM MAŠINOM NOMINALNE SNAGE Pn=2 MW I PITCH REGULACIJOM. KARAKTERISTIČNE BRZINE VETRA ZA UPOTREBLJENU TROKRAKU VETROTURBINU SA AKTIVNIM SISTEMOM UPRAVLJANJA SU: Vmin=3m/s, Vn=14m/s, Vmax=25m/s. PROCENITI KOLIKU SNAGU ĆE GENERISATI DATI VETROAGREGAT PRI BRZINI VETRA OD V=9m/s.

S KRIVA VETROAGREGATA JE NAJVAŽNIJA K-KA ZA KORISNIKA VETROAGREGATA, JER POKAZUJE KOLIKU AKTIVNU SNAGU VETROAGREGAT MOŽE RAZVITI PRI RAZLIČITIM BRZINAMA VETRA MERENIM NA NIVOU OSOVINE VETROTURBINE.S KRIVU DAJE PROIZVOĐAČ ZA ODREĐENU GUSTINU VAZDUHA ρ=1,225 kg/m3 I INTENZITET TURBOLENTNOSTI VETRA OD 10%. PITCH REGULACIJA SE KORISTI ZA VETROAGREGATE VEĆE SNAGE

SA PROMENLJIVOM BRZINOM OBRTANJA. LOPATICE VETROTURBINE SE ZAKREĆU POMOĆU HIDRAULIČNOG SERVO MOTORA, A OPSEG PROMENE UGLA LOPATICE JE OD 0 DO 35O. OVAKVA REGULACIJA JE KONTRALABILNA, A MANA JE SLOŽEN MEHANIZAM I VISOKA CENA. VETROAGREGAT SA DVOSTRANO NAPAJANOM ASINHRONOM MAŠINOM SE KORISTI KOD VETROAGREGATA VELIKE SNAGE I OMUGUĆAVA PROMENU BRZINE AGREGATA U ŠIROKOM OPSEGU OKO SINHRONE BRZINE, PA OBEZBEĐUJE VISOK STEPEN ISKORIŠĆENJA VETROTURBINE U ŠIROKOM OPSEGU BRZINE VETRA. DVOSTRANO NAPAJANA ASINHRONA MAŠINA MOŽE GENERISATI I REAKTIVNU ENERGIJU ALI OBIČNO

VETROGENERATOR PROJEKTOVAN DA RADI SA FAKTOROM SNAGE cosφ=1.UKOLIKO JE POTERBNO STABILISATI NAPONE U DISTRIBUTIVNOJ MREŽI VETROGENERATOR MOŽE NA RAČUN SMANJENJA AKTIVNE SNAGE GENERISATI REAKTIVNU SNAGU, TJ RADITI U KAPACITIVNOM REŽIMU. NA OSNOVU K-KE SNAGE VETROAGREGATA 2MW PROCENA JE DA CE PRI BRZINI VETRA OD 9 m/s VETROAGREGAT GENERISATI SNAGU OD 950-1000 kW (0,95-1MW).

U TOKU EKSPLOATACIJE TERMOELEKTRANA RAZLIKUJU SE ČETIRI KARAKTERISTIČNA REŽIMA :

23.KARAKTERISTIČNI RADNI REŽIM TERMOELEKTRANE.

1)REŽIM STARTOVANJA 2)REŽIM NORMALNOG OPTEREĆENJA 3)OBUSTAVA RADA 4)RAD U REZERVI

1) JE VEOMA VAŽAN I SASTOJI SE OD NEKOLIKO FAZA. PRVA FAZA JE PRIREMA STARTOVANJA. ONA SE SASTOJI OD PROVERE SVIH SISTEMA KOJI SU BITNI ZA RAD KOTLA, TURBINE I GENERATORA. PRVO SE VRŠI STARTOVANJE (POTPALA) KOTLA (VISOKOKALORIČNIM GORIVOM TJ. MAZUTOM). PRELAZAK NA UGLJENU PRAŠINU VRŠI SE KADA KOTAO DOSTIGNE OKO 30% OD NOMINALNE SNAGE. TURBINA SE PRI STARTOVANJU POSTEPENO PREDGREVA I POSTEPENO JOJ SE POVEĆAVA BRZINA I SNAGA. TERMOELEKTRANA MOŽE DA STARTUJE IZ HLADNOG, NEOHLAĐENOG I TOPLOG STANJA.

HLADNO – NAJTOPLIJI DEO K NA T≤150°C

NEOHLAĐENO – SVI DELOVI K NA T≥150°C

TOPLO – PO PARAMETRIMA ISTO NOMINALNOM REŽIMU.

PUŠTANJE TERMOELEKTRANE U RAD VRŠI SE PO STARTNIM MERAMA KOJE DEFINIŠE PROIZVOĐAČ OPREME. U PRINCIPU POSTOJE DVA NAČINA PUŠTANJA BLOKA U POGON. PRVI NAČIN JE START POD KONSTANTNIM PRITISKOM. TO ZNAČI DA SE U KOTLU DOSTIGNU NOMINALNI PARAMETRI PARE PA SE ZATIM PUŠTA TURBINA. DRUGI NAČIN JE SA PROMENLJIVIM PRITISKOM ODNOSNO KADA SE TURBINA PUŠTA U RAD KADA U KOTLU NISU DOSTIGNUTE NOMINALNE VREDNOSTI. KADA SE BLOK PUŠTA IZ HLADNOG STANJA KORISTI SE DRUGI NAČIN, SA PROMELJIVIM PRITISKOM, JER SE TAKO ŠTEDI VREME PRI STARTU. STARTOVANJE BLOKA IZ HLADNOG STANJA TRAJE OKO 8 ČASOVA. AKO JE KOTAO PODGREJAN, START HLADNE TURBINE JE ZNATNO KRAĆI I TRAJE OKO 40 MINUTA. PRI STARTU TURBINA SE OPTEREĆUJE I TERIČKI I MEHANIČKI. DA SE TA NAPREZANJA NE BI DEŠAVALA ISTOVREMENO TURBINA SE PREDGREVA PRI NIŽEM BROJU OBRTAJA.

2)NAKON STARTA NASTUPA REĆIM NORMALNOG OPTEREĆENJA. U OVOM REZIMU NAJVAZNIJE JE POSTIĆI DOBRE TEHNO-EKONOMSKE POKAZATELJE I SNAGU BLOKA PRILAGODITI TOM ZAHTEVU.

3)OBUSTAVA RADA BLOKA MOŽE BITI PLANSKA I NEPLANSKA. U ZAVISNOSTI OD VREMENA KOJE STOJI NA RASPOLAGANJU ZA OPERACIJU ZAUSTAVLJANJA BLOKA, OBUSTAVA MOŽE BITI NORMALNA I PRINUDNA. BEZ OBZIRA NA NAČIN IZVRŠENJA OBUSTAVE, HLAĐENJE SVIH ELEMENATA TERMODINAMIČKOG CIKLUSA MORA BITI POSTEPENO I RAVNOMERNO. PRI HLAĐENJU TURBINA SE MORA OBRTATI SINHRONOM BRZINOM.

4) TERMOELEKTRANA MOŽE BITI U HLADNOJ I TOPLOJ REZERVI. BLOK ULAZI U HLADNU REZERVU OBUSTAVOM RADA I POPTUNIM HLAĐENJEM. ZA PONOVNI START, MORA SE PREĆI CELA PROCEDURA STARTA HLADNOG BLOKA. KADA SU U TOPLOJ REZERVI, KOTLOVI SE LOŽE MAZUTOM PRI SNAZI OD (20-30%) NOMINALNE SNAGE. TURBINA U TOPLOJ REZERVI ODRŽAVA SE RADOM U PRAZNOM HODU ILI IH OBRĆU SINHRONI GENERATORI KOJI RADE KAO SINHRONI MOTORI U PRAZNOM HODU. OD TERMOENERGETSKIH BLOKOVA SE TRAŽI DA BUDU U STANJU DA SNAGU PROMENE ZA 5% OD NOMINALNE SNAGE, I TO U PERIODU OD 10S. OVO JE POTREBNO DA BI BLOKOVI MOGLI DA PRATE BRZE PROMENE SNAGE U MREŽI. TRAŽI SE I DA BLOKOVI BUDU U STANJU DA PROMENE SNAGU ZA (0,02-0,05)Pn U SVAKOM NAREDNOM MINUTU (REGULACIJA).

KONSTRUKCIJOM LOPATICE – STALL KONTROLA

24. OSNOVNI NAČINI REGULACIJE SNAGE VETROTURBINE.

OVO JE PASIVNI SISTEM REGULACIJE VT-E. POSTIŽE SE KONSTRUKCIJOM LOPATIA VETROTURBINE. ONE SU TAKO KOSTRUISANE DA PRI BRZINAMA VETRA BLISKIM vn NAPADNI UGAO VETRA NA ODREĐENOM DELU LOPATICA POSTANE RELATIVNO VELIKI Α=(15°-20°). PRI TOM NAPADNOM UGLU STRUJE VAZDUHA SE ODVAJAJU OD PROFILA LOPATICE I ZAPOČINJE TURBULENCIJA TE SILA UZGONA SLABI. OVO SE NAZIVA STALL EFEKAT. SA PORASTOM BRZINE VETRA STALL EFEKAT POSTAJE SVE IZRAŽENIJI I ZAHVATA SVE VEĆI DEO LOPATICE. TURBULENCIJA SMANJUJE UZGONSKU SILU I SNAGU VT-E. OVAJ EFEKAT SE MOŽE POJAVITI I PRI BRZINAMA MANJIM OD NOMINALNE AKO SU LOPATICE VT-E ZAPRLJANE ILI OŠTEĆENE. OVAJ SISTEM SE KORISTI KOD VT-E SA KONSTANTNOM BRZINOM OBRTANJA. MANE: NIJE U POTPUNOSTI KONTROLABILAN, KARAKTERIŠE GA OPADANJE SNAGE TURBINE ISPOD Pn NAKON STALL EFEKTA. PREDNOSTI: JEDNOSTAVNOST, NISKA CENA. ZAOKRETANJEM LOPATICA – PITCH REGULACIJA KORISTI SE ZA VT-E VEĆIH SNAGA I PROMENLJIVE BRZINE OBRTANJA. LOPATICE VT-E ZAOKREĆU SE POMOĆU HIDRAULIČNIH SERVO MOTORA. OPSEG PROMENE UGLA ZAKRETANJA LOPATICE JE 0°-35°. ZAOKRETANJEM SE MENJA NAPADNI UGAO VETRA, PA SE MENJA UZGONSKA SILA ODNOSNO SNAGA VT-E. ZAOKRETANJEM LOPATICE PRI POLASKU VT-E PODEŠAVA SE NAPADNI UGAO VETRA TAKO DA SE POSTIŽE NAJVEĆI POLAZNI MOMENT MANE: SLOŽEN MEHANIZAM, VISOKA CENA PREDNOSTI: KONTROLABILNOST.

ZAOKRETANJEM I KONSTRUKCIJOM LOPATICA- AKTIVNA STALL KOMBINACIJA STALL I PITCH REGULACIJE, NAZIVA SE COMBI STALL REGULACIJA. OPSEG PROMENE UGLA ZAKRETANJA JE MALI. CILJ JE ELEMINISATI NEGATIVNE EFEKTE REGULACIJE STALL. AKTIVNA STALL I PITCH REGULACIJA ŠTITI VETROAGREGAT U SLUČAJEVIMA NEPLANIRANOG ISKLJUČENJA SA MREŽE ILI K.S. U MREŽI PRI JAKOM VETRU. U TAKVIM SLUČAJEVIMA VETROAGREGAT SE RASTEREĆUJE I POVEĆAVA MU SE BRZINA OBRTANJA. USLED VELIKIH CENTRIFUGALNIH SILA MOGUĆE SU HAVARIJE.

GEODETSKI REČNI PAD JE NIVO VODE NA POČETKU AKUMULACIJE.

25. DEFINISATI SLEDEĆE POJMOVE: GEODETSKI REČNI PAD, STATIČKI PAD, BRUTO PAD, NETO PAD TURBINE, USPOR REKE.

STATIČKI PAD PREDSTAVLJA RAAZLIKU NIVOA GORNJE I DONJE VODE HS=h1-h2[m] BRUTO PAD JE RAZLIKA NAPORA STRUJNOG TOKA VODE U ULAZNOM I IZLAZNOM PRESEKU. NETO PAD TURBINE JE VELIČINA KOJA NAM JE BITNA ZA PROCENU HIDRAULIČKE SNAGE TURBINE I KOJA JE DEFINISANA IZRAZOM

. JEDINIČNI RAD TURBINE eT JE RAZLIKA JEDINIČNE ENERGIJE VODE NA ULAZU U TURBINU I JEDINICNE ENERGIJE VODE NA IZLAZU IZ TURBINE

USPOR REKE JE RASTOJANJE OD BRANE DO TAČKE U KOJOJ SE NE OSEĆA UTICAJ IZGRAĐENE BRANE.

26. DETALJNO OBJASNITI POBUDNI SISTEM PRIKAZAN NA SLICI

NA SLICI JE PRIKAZAN STATIČKI POBUDNI SISTEM SA TIRISTORSKIM MOSTOM, GDE JE: G - GENERATOR I T - BLOK TRANSFORMATOR; ST - STRUJNI I NT - NAPONSKI TRANSFORMATORI; N -ZVEZDIŠTE GENERATORA; RG - OTPORNIK I D - DIODA ZA GAŠENJE POLJA; T1 –POMOĆNI TRANSFORMATOR; TM - TIRISTORSKI

MOST; RN – REGULATOR NAPONA; RREF - ZADAVANJE REFERENTNOG NAPONA REGULATORU; PG - GENERATORSKI PREKIDAČ; P1, P2 -PREKIDAČI; S - SABIRNICE SOPSTVENE POTROŠNJE; R-C - KOLO ZA STABILIZACIONU POVRATNU SPREGU PO IZVODU POBUDNOG NAPONA.

POBUDNI SISTEM JE STATIČKI JER NE SADRŽI NI JEDNU OBRTNU ELEKTRICNU MASINU. U OVOM SLUČAJU POBUDNU STRUJU GENERIŠU TRANSFORMATOR T1 I TIRISTORSKI MOST (TM). TIRISTORSKIM MOSTOM (TM) UPRAVLJA REGULATOR NAPONA (RN). KADA POSTOJI GENERATORSKI PREKIDAČ (PG) TRANSFORMATOR T1 VEZUJE SE DIREKTNO IZMEĐU GENERATORA (G) I BLOK TRANSFORMATORA (T) (U OVOJ VARIJANTI NE POSTOJE PREKIDAČI P1 I P2). POČETNA POBUDA DOBIJA SE PREKO BLOK TRANSFORMATORA (T), DOK SE GENERATOR SINHRONIZIJE PREKO GENERATORSKOG PREKIDAČA (PG). AKO NE POSTOJI GENERATORSKI PREKIDAČ (PG) TRANSFORMATOR T1 VEZUJE SE NA SABIRNICE SOPSTVENE POTROŠNJE (S) PREKO P1 I PREKO P2 NA VEZU GENERATORA I BLOK TRANSFORMATORA. POČETNA POBUDA DOBIJA SE SA SABIRNICA SOPSTVENE POTROŠNJE. PREKIDAČ P1 JE OTVOREN ZA VREME SINHRONIZACIJE GENERATORA, KOJA SE OBAVLJA NA VISOKOM NAPONU.

27. OBJASNITI ULOGU I OPISATI KONSTRUKCIJU ELEMENATA PRIKAZANIH NA SLIKAMA.

NA PRVOJ SLICI JE PRIKAZAN POVRŠINSKI ZAGREJAČ NAPOJNE VODE. U TERMOELEKTRANAMA SE ČEŠĆE KORISTE POVRŠINSKI ZAGREJAČI JER KOD NJIH VODA I PARA MOGU BITI SA RAZLICITIM PRITISCIMA. U ZAGREJAČU NE SME DOĆI DO KLJUČANJA KONDENZATA PA PRITISAK MORA BITI VEĆI OD PRITISKA KLJUČANJA NA DATOJ TEMPERATURI.

1 – ULAZ NAPOJNE VODE; 2 – IZLAZ NAPOJNE VODE; 3 – DOVOD PARE; 4 – ODVOD KONDENZATA; 5, 6, 9 – POVRSINE ZA RAZMENU TOPLOTE; 7, 8 – KUCISTE; 10 – OSLONCI; 11 – VODOKAZNO STAKLO. NA DRUGOJ SLICI PRIKAZAN JE TERMIČKI DEAREATOR NISKOG PRITISKA. U

DEAERATORU SE ODSTRANJUJU RASTVORENI GASOVI IZ VODE. GASOVI (NAROČITO KISEONIK I UGLJEN DIOKSID) IZAZIVAJU KOROZIJU CEVI I VENTILA TE SE MORAJU ODSTRANITI. 1 – NAPOJNI REZERVOAR; 2 – VERTIKALNI CILINDAR; 3, 4, 5 – PLOČE ZA RASPODELU VODE; 6 – VENTIL DODATNE VODE (HEMIJSKI PRIPREMLJENE); 7 – ULAZ REGENERATIVNE PARE (DEAERATOR JE UJEDNO I REGENERATIVNI ZAGREJAČ NAPOJNE VODE SA MEŠANJEM); 8 – RAZDELNIK PARE; 9 – IZLAZ RASTVORENIH GASOVA U ATMOSFERU; 10 – HLADNJAK IZLAZNIH GASOVA;11 – VODENI ZATVARAČ;12 – VODOKAZNO STAKLO. PARA KOJA SE DOVODI ZAGREVA VODU NA 104÷106 OC PRI CEMU SE VAZDUH IZDVAJA IZ VODE I ZAJEDNO SA DELOM NEKONDENZOVANE PARE ODVODI U ATMOSFERU. PRITISAK U DEAERATORU MORA BITI NIZI OD PRITISKA KLJUCANJA RASTVORENIH GASOVA U VODI. NA TREĆOJ SLICI JE PRIKAZANA SKICA POVRŠINSKOG KONDENZATORA. U KONDENZATORU SE KONDENZUJE IZRAĐENA PARA KOJA NAPUŠTA TURBINU. UOBIČAJENI PRITISCI U KONDENZATORU SU 3÷10 kPa. U PRAKSI SE NAJVIŠE KORISTE POVRŠINSKI KONDENZATORI U KOJIMA SE PARA I RASHLADNA VODA NE MEŠAJU. 1 – TURBINSKI PRIKLJUČAK; 2 – PRIRUBNICA; 3 – OKLOP KONDENZATORA; 4 – PLOČE KOJE DRŽE CEVI HLADNJAKA; 5 – CEVI HLADNJAKA; 6 – PRIKLJUČAK ZA DOVOD RASHLADNE VODE; 7 – ULAZNA KOMORA; 8 – SKRETNA KOMORA; 9 – IZLAZNA KOMORA; 10 – IZLAZNI PRIKLJUČAK RASHLADNE VODE; 11 – DONJI DEO KONDENZATORA U KOME SE SLIVA KONDENZAT; 12 – ODVOD KONDENZATA KA NAPOJNOM REZERVOARU.

STEPEN ISKORIŠĆENJA SNAGE CP OD PARAMETRA λ I

29. MEHANIČKA KARAKTERISTIKA VETROTURBINE

MEHANIČKA KARAKTERISTIKA VETROTURBINE PRI ODREĐENOJ BRZINI VETRA, PROMENOM BRZINE OBRTANJA VETROTURBINE ωTUR MENJA SE NAPADNI UGAO VETRA, PA SE MENJA I SILA UZGONA, A SAMIM TIM I KOEFICIJENT SNAGE CP. ZA ODREĐENU BRZINU VETRA V POSTOJI OPTIMALNA BRZINA OBRTANJA TURBINE ωO PRI KOJOJ JE KOEFICIJENT SNAGE

ωtur (r.j.)

v=0,75r.j. v=1r.j.

v=1,25r.j.

Pmeh max

P meh

(r.j.

)

TURBINE MAKSIMALAN. ODNOSNO, ZA SVAKU BRZINU VETRA POSTOJI OPTIMALNA BRZINA OBRTANJA VETROTURBINE PRI KOJOJ JE EFIKASNOST KONVERZIJE NAJVEĆA, ŠTO JE PRIKAZANO NA MEHANIČKOJ KARAKTERISTICI TURBINE. NA OSNOVU MEHANIČKE KARAKTERISTIKE VETROTURBINE, MOŽE SE ZAKLJUČITI DA JE POTREBNO PRILAGOĐAVATI BRZINU OBRTANJA VETROTURBINE USLOVIMA VETRA DA BI SE OSTVARIVALA MAKSIMALNA MOGUĆA EFIKASNOST KONVERZIJE. TO JE OSNOVNI RAZLOG ZBOG KOJEG SAVREMENI VETROGENERATORI VELIKIH SNAGA RADE SA PROMENLJIVOM BRZINOM OBRTANJA.

1. OBIČNO VENTILATORSKO HLAĐENJE TURBOGENERATORA 30. SISTEMI HLAĐENJA SINHRONIH MAŠINA U ELEKTRANI.

JEDAN OD TIPOVA JE I TROSTRUJNI VENTILACIONI SISTEM GDE POSTOJE TRI IZLAZNE STRUJE TOPLOG VAZDUHA. BROJ IZLAZNIH STRUJA TOPLOG VAZDUHA ZAVISI OD DUŽINE AKTIVNOG DELA MAGNETSKOG KOLA I SNAGE GENERATORA, TE VAZDUH KOJI CIRKULIŠE KROZ GENERATOR HLADI SE U POSEBNOM HLADNJAKU, POVRŠINSKOM RAZMENJIVAČU TOPLOTE, KOJI JE VAN GENERATORA. U RAZMENJIVAČU TOPLOTE NE DOLAZI DO MEŠANJA RASHLADNOG VAZDUHA KOJI CIRKULIŠE KROZ GENERATOR SA SPOLJAŠNJIM RASHLADNIM VAZDUHOM. KRAJEM PRVE POLOVINE 20. VEKA RAZVIJENI SU RASHLADNI SISTEMI TURBOGENERATORA KOJI UMESTO VAZDUHA KAO MEDIJUM ZA HLAĐENJE KORISTE VODONIK. PREDNOSTI VODONIKA U ODNOSU NA VAZDUH SU: - TOPLOTNA PROVODNOST VODONIKA JE 6 DO 7 PUTA VEĆA NEGO VAZDUHA. - GUSTINA VODONIKA JE OKO 10 PUTA MANJA OD GUSTINE VAZDUHA TE SU

GUBICI IZAZVANI TRENJEM ROTORA O RASHLADNI MEDIJUM ZNATNO MANJI AKO SE KORISTI VODONIK.

- VODONIK PRODUŽAVA VEK TRAJANJA IZOLACIJE JER EVENTUALNA POJAVA KORONE UNUTAR GENERATORA NE PROIZVODI OZON KOJI JE VEOMA AGRESIVAN I NEGATIVNO DELUJE NA IZOLACIONI SISTEM GENERATORA.

- VODONIK NE PODRŽAVA GORENJE TE UNUTAR GENERATORA NE TREBA INSTALIRATI PROTIVPOŽARNI SISTEM.

NEDOSTATAK VODONIKA U ODNOSU NA VAZDUH JE POVEĆANA OPASNOST OD EKSPLOZIJE, JER MEŠAVINA VODONIKA I VAZDUHA OBRAZUJE EKSPLOZIVAN PRASKAVI GAS, PA DA BI SE SPREČILO CURENJE VODONIKA GENERATOR MORA BITI HERMETIČKI DIHTOVAN, ŠTO ZNAČI DA OBA KRAJA VRATILO GENERATORA PROLAZI KROZ SPECIJALNE ULJNE ZAPTIVAČE KOJI SPREČAVAJU GUBITAK VODONIKA. HLADNJACI U KOJIMA SE HLADI RASHLADNI VODONIK UGRAĐUJU SE DIREKTNO UNUTAR OKLOPA TURBOGENERATORA.

2. SISTEMI SA DIREKTNIM HLAĐENJEM NAMOTAJA TURBOGENERATORA NAJVEĆI NEDOSTATAK OBIČNIH SISTEMA ZA HLAĐENJE TURBOGENERATORA JE U TOME ŠTO TOPLOTA RAZVIJENA U NAMOTAJIMA GENERATORA MORA DA PROĐE KROZ IZOLACIJU TIH NAMOTAJA, KOJA PORED VELIKOG ELEKTRIČNOG IMA I VELIKI TERMIČKI OTPOR, TE DA BI SE ODVOĐENJE TOPLOTE RAZVIJENE U NAMOTAJIMA OLAKŠALO U PROVODNICIMA SE GRADE KANALI KROZ KOJE

STRUJI RASHLADNI MEDIJUM I DIREKTNO HLADI NAMOTAJE. KAO RASHLADNI MEDIJUM SE NAJČEŠĆE KORISTI VODONIK, A PORED VODONIKA ZA HLAĐENJE POBUDNIH NAMOTAJA KORISTI SE I DESTILISANA VODA. TAKOĐE I STATORSKI NAMOTAJI GENERATORA MOGU SE DIREKTNO HLADITI VODONIKOM ILI DESTILISANOM VODOM. DIREKTNO HLAĐENJE PROVODNIKA DOZVOLJAVA VEĆU GUSTINU STRUJE ŠTO POVEĆAVA SNAGU GENERATORA, ILI PRI ISTOJ GUSTINI STRUJE SMANJUJE GUBITKE JER JE TEMPERATURA PROVODNIKA NIŽA TE JE I AKTIVNI OTPOR MANJI. U PRAKSI SE KORISTE DVE OSNOVNE ŠEME CIRKULACIJE RASHLADNOG MEDIJUMA KROZ GENERATOR : GENERATOR SA AKSIJALNOM CIRKULACIJOM RASHLADNOG MEDIJUMA KROZ PROVODNIKE ROTORSKOG NAMOTAJA, GDE CIRKULACIJU VODONIKA STVARA VIŠESTEPENI VENTILATOR NA DESNOM KRAJU VRATILA, TAKO DA VODONIK CIRKULIŠE KROZ PROVODNIKE POBUDNOG I STATORSKOG NAMOTAJA I KROZ RASHLADNE KANALE STATORSKOG PAKETA LIMOVA. GENERATOR SA DIJAGONALNOM CIRKULACIJOM VODONIKA KROZ NAMOTAJE ROTORA I SA VODENIM HLAĐENJEM STATORSKOG NAMOTAJA, GDE CIRKULACIJU VODONIKA GENERIŠU VENTILATORI UGRAĐENI NA OBA KRAJA VRATILA, DOK CIRKULACIJU VODE OBEZBEĐUJU PUMPE KOJE SE NALAZE VAN OKLOPA GENERATORA.

3. SISTEM HLAĐENJA HIDROGENERATORA KAKO NOMINALNA SNAGA HIDROGENERATORA RETKO PRELAZI 300 MW, A PREČNICI HIDROGENERATORA SU VELIKI I DUŽINE AKTIVNOG MAGNETSKOG KOLA MALE, KAO POSLEDICU IMAMO DA SU PROBLEMI VEZANI ZA HLAĐENJE HIDROGENERATORA SU MANJI NEGO KOD TURBOGENERATORA. HIDROGENERATORI VEĆINOM IMAJU VAZDUŠNE SISTEME ZA HLAĐENJE SA EVENTUALNIM DIREKTNIM HLAĐENJEM POBUDNIH NAMOTAJA, GDE STRUJANJE VAZDUHA GENERIŠU VENTILATORI FIKSIRANI NA VRATILU GENERATORA.

POMOĆU OVE RELACIJE IZRAČUNAVAMO POVOLJAN BROJ OBRTAJA HIDRAULIČKE (REALNE) TURBINE.

31. POVOLJAN BROJ OBRTAJA HIDRAULIČKE TURBINE.

OVDE SU: nS - SPECIFIČAN BROJ OBRTAJA IZABRANOG TIPA TURBINE H – STVARNI NETO PAD PT - SNAGA REALNE TURBINE ZAPREMINA MAŠINE JE DIREKTNO PROPORCIONALNA SNAZI, A OBRNUTO PROPORCIONALNA BRZINI OBRTANJA, ODNOSNO:

VG - ZAPREMINA GENERATORA C – KONSTRUKCIJSKA KONSTANTA

SN - NOMINALNA PRIVIDNA SNAGA GENERATORA NN - NOMINALNA BRZINA OBRTANJA GENERATORA KAKO CENA GENERATORA ZAVISI OD ZAPREMINE, SA ASPEKTA GENERATORA POVOLJNO JE BIRATI ŠTO VEĆE BRZINE OBRATANJ nn. U EES-IMA U KOJIMA JE FEKVENCIJA f=50Hz, SINHRONA ELEKTRIČNA BRZINA JE 3000(1/min), TE SU MOGUĆE BRZINE GENERATORA DATE SA :

p – BROJ PARI POLOVA SINHRONOG GENERATORA U PRAKSI SE HIDROGENERATORI GRADE SA NOMINALNIM BRZINAMA U OPSEGU : UZ KORIŠĆENJE PARNOG BROJA PARI POLOVA, JER PRI NEPARNOM BROJU PARI POLOVA DOLAZI DO NEŽELJENIH VIBRACIJA MAŠINE. KADA SE PRI IZGRADNJI HIDROELEKTRANE PROCENI NETO PAD H, iZABERE SNAGA TURBINE PT I IZABERE NOMINALNA BRZINA OBRTANJA GENERATORA nn, POMOĆU DATOG IZRAZA ZA n IZRAČUNAVA SE SPECIFIČNI BROJ OBRTAJA TURBINE ns. TIME JE ODABRAN POVOLJAN TIP TURBINE. IZBOR NIJE JEDNOZNAČAN, JER SE ZA RAZLIČITE nn DOBIJAJU DRUGAČIJE ns. TEŽI SE DA nn BUDE ŠTO VEĆE A DA SE PRI TOME DOBIJE ns kOJE ODGOVARA STVARNIM TURBINAMA (REALNO IZVODLJIVIM).

OBLASTI PRIMENE POJEDINIH TIPOVA TURBINA NISU STROGO RAZGRANIČENE. PRI IZBORU TIPA TURBINE ZA NEKU HE SPROVODI SE DETALJNA TEHNO-EKONOMSKA ANALIZA UZ UVAŽAVANJE SPECIFIČNOSTI KONKRETNOG VODOTOKA. OSIM OSNOVNIH TIPOVA (PELTONOVA, FRANSISOVA, KAPLANOVA, DIJAGONALNA, CEVNA) POSTOJE I NJIHOVE MODIFIKACIJE, ALI JE NJIHOVA PRIMENA OGRANIČENA NA TURBINE MALIH SNAGA.

32.OBJASNITI KAKO SE VRŠI IZBOR: TIPA, SNAGE I BROJA TURBINA PRI PROJEKTOVANJU NEKE HIDROELEKTRANE.

NIJE MOGUĆE JEDNIM OBLIKOM OBRTNOG KOLA TURBINE POSTIĆI VISOK STEPPEN ISKORIŠĆENJA PRI RAZLIČITIM PADOVIMA (H) I PROTCIMA (Q). KAD SE PRI IZGRADNJI HE PROCENI NETO PAD (H), IZABERA SNAGA TURBINE (PT) I IZABERE NOMINALNA BRZINA OBRTANJA GENERATORA (nn) IZ

3000 1minnn

p =

POMOĆU 4

sT

H Hn nP

= IZRAČUNAVA SE SPECIFIČAN BROJ OBRTAJA TURBINE

(ns). TIME JE ODABRAN POVOLJAN BROJ TURBINE. IZBOR NIJE JEDNOZNAČAN

JER SE ZA RAZLIČITE nn DOBIJAJU DRUGAČIJE sn . TEŽI SE DA nn BUDE ŠTO

VEĆE, A DA SE PRI TOME DOBIJE sn KOJE ODGOVARA STVARNIOM TURBINAMA (RELNO IZVODLJIVIM). PRI IZGRADNJI HE VRŠI SE I SNIMANJE PROTOKA U

FUNKCIJI VREMENA, KAO I ZAVISNOSTI PADA OD PROTOKA VODE. OVA MERENJA TREBA OBAVITI U ŠTO DUŽEM VREMENSKOM INTERVALU DA BI DOBIJENE VREDNOSTI BILE ODREĐENE SA ŠTO VEĆOM VEROVATNOĆOM PONAVLJANJA IZ GODINE U GODINU. KADA SE ODREDE MAKSIMALNI (QMAX) I MINIMALNI (QMIN) PROTOK U TOKU GODINE, KAO I ODGOVARAJUĆI PADOVI,

MOGU SE ODREDITI MINIMALNA HE

MINP I MAKSIMALNA HE

MAXP SNAGA ELEKTRANE.

ZNAČI DA SNAGA ELEKTRANE U TOKU JEDNE GODINE LEŽI U OPSEGU HEMINP

HEP≤ ≤ HEMAXP . SNAGA JEDNE TURBINE ODREĐUJE SE IZ USLOVA POVOLJNOG

RADA SA SNAGOM HEMINP , JER TADA TREBA DA RADI SAMO JEDNA TURBINA, PA

SE SNAGA TURBINE DOBIJA IZ : HE

MINT

PPα

= , GDE JE ALFA KOEFICIJENT KOJI

ZAVISI OD VRSTE TURBINE. SNAGA TURBINE OGRANIČAVA SE NA (200 300)TP MW≤ ÷ , JER ZA VEĆE SNAGE TEŠKO IZGRADITI GRAĐEVINSKI

DEO ZA TURBINU. AKO JE (200 300)TP MW> ÷ PRELAZI SE NA RAD SA DVE ILI

VIŠE TURBINA PRI HE

MAXP . POTREBAN BROJ TURBINA (AGREGATA) ODREĐUJE SE

KAO : HE

MAXT

T

PnP

= UKUPNA INSTALISANA SNAGA ELEKTRANE JE HE T TP n P=

PWR(PREASSURE WATER REACTOR – VODA POD PRITISKOM)

33. DATI UPOREDNU ANALIZU NUKLEARNIH ELEKTRANA SA BWR, PWR I GCR REAKTOROM.

BWR(BOILED WATER REACTOR – KLJUČALA VODA) GCR(GAS COOL REACTOR – HLAĐEN VODOM) NUKLEARNE ELTRANE SU U SUŠTINI TERMOELEKTRANE U KOJIMA SE TOPLOTNA ENERGIJA DOBIJA IZ FISIONIH NUKLEARNIH REAKTORA. KOD NUKLEARNE ELEKTRANE SA REAKTOROM PWR TIPA KAO GORIVO SE KORISTI OBOGAĆENI URAN, DOK SE KAO USPORAVAČ NEUTRONA (MODERATOR), RASHLADNI FLUID REAKTORA I RADNI FLUID KORISTI VODA. KOD OVIH REAKTORA PRITISAK VODE ZA HLAĐENJE JE ZNATNO VIŠI NEGO KOD BWR REAKTORA PA VODA U NJIMA NE KLJUČA I NE ISPARAVA. ZA DOBIJANJE PARE KORISTE SE GENERATORI PARE – RAZMENJIVAČI TOPLOTE. U NUKLEARNOJ ELEKTRANI SA PWR REAKTOROM PARAMETRI PARE SU NEŠTO BOLJI NEGO KOD BWR REAKTORA, ALI SU I DALJE SLABIJI U ODNOSU NA PARU IZ KOTLOVA NA UGALJ. U NE SA PWR REAKTOROM KORISTE SE UGLAVNOM PARNE TURBINE ČIJA JE NOMINALNA BRZINA OBRTANJA nn=1500min-1

KOD REAKTORA BWR TIPA KAO GORIVO SE TAKOĐE KORISTI URAN A KAO MODERATOR, RASHLADNI FLUID I RADNI FLUID KORISTI SE VODA. KOD OVOG TIPA NE PARA IZ REAKTORA DIREKTNO PROLAZI KROZ TURBINU. REAKTOR SA KLJUČALOM VODOM ISTOVREMENO PREDSTAVLJA I GENERATOR PARE SA

DOSTA SLABIM PARAMETRIMA, ZBOG ČEGA SE KOD OVAKVOG TIPA NE KORISTE TURBINE ČIJA JE NOMINALNA BRZINA OBRTANJA nn=1500min-1I ČETVOROPOLNI SINHRONI GENERATORI, JER JE TURBINA PRINUĐENA DA RADI SA VLAŽNOM PAROM. KOD NE SA REAKTOROM GCR TIPA GORIVO JE PRIRODNI URAN, MODERATOR JE GRAFIT, RASHLADNI FLUID REAKTORA JE CO2 DOK JE RADNI FLUID VODA.

U SAVREMENIM ELEKTRANAMA VELIKIH SNAGA (≥100MW), UGALJ SE PRE UBACIVANJA U LOŽIŠTE KOTLA, MLEVENJEM PRETVARA U UGLJENU PRAŠINU KOJA SE MEŠA SA VAZDUHOM. TAKO PRIPREMLJEN UGALJ LAKŠE SAGOREVA, PA ME MOGU POSTIĆI VELIKE SNAGE. MLEVENJE, SUŠENJE I MEŠANJE UGLJA SA VAZDUHOM VRŠI SE U VENTILATORSKIM MLINOVIMA. LOŽENJE TAKO PRIREMLJENOG UGLJA VRŠI SE DIREKTNIM UDUVAVANJEM UGLJENOH PRAHA U LOŽIŠTE KOTLA. U ZAVISNOSTI OD SNAGE, PARNI KOTLOVI OPREMAJU SE SA 2 DO 8 POSTROJENJA SA VENTILATORSKIM MLINOVIMA. ROTOR MLINA PODSEĆA NA ROTOR VENTILATORA, ALI JE ZNATNO ROBUSNIJE KONSTRUKCIJE. ROTOR VENTILATORSKOG MLINA ISTOVREMENO DROBI UGALJ, MEŠA GA SA VAZDUHOM I STVARA NADPRITISAK AERO MEŠAVINE, POTREBA ZA UBACIVANJE GORIVA U LOŽIŠTE KOTLA.

34. OBJASNITI KAKO SE VRŠI PRIPREMA I LOŽENJE UGLJA U TERMOELEKTRANAMA.

35. VETROAGREGAT SA INDUKCIONIM KAVEZNIM VETROGENERATOROM. SKICIRATI PRINCIPSKU ŠEMU I NAVESTI OSNOVNE KARAKTERISTIKE OVAKVIH VETROAGREGATA.

KOD VETROAGREGATA SA ASINHRONIM KAVEZNIM VETROGENERATOROM NIJE MOGUĆE MENJATI BRZINU OBRTANJA VETROTURBINE, ŠTO JE MANA OVIH AGREGATA. OVAJ NEDOSTATAK DELIMIČNO SE UBLAŽAVA IZRADOM DVOSTRUKOG STATORSKOG NAMOTAJA. NMOT PROJEKTOVAN ZA MANJU SNAGU IMA VEĆI BROJ PARI POLOVA (3 ILI 4).

NAMOT ZA NOMINALNU SNAGU IMA MANJI BROJ PARI POLOVA (TIPIČNO 2 ILI 3). PRI MALIM BRZINAMA VETRA AKTIVAN JE NAMOT MANJE SNAGE I MANJE SINHRONE BRZINE, A PRI VEĆIM BRZINAMA UKLJUČUJE SE NAMOT VEĆE SNAGE I VEĆE SINHRONE BRZINE. NA OVAJ NAČIN SE POVEĆAVA STEPEN ISKORIŠĆENJA VETROAGREGATA. NA PRIKLJUČKE STATORA VEZUJE SE UREĐAJ ZA OGRANIČAVANJE POLAZNE STRUJE I MOMENTA INDUKCIONE MAŠINE, TZV.

SOFT STARTER KOJI ŠTITI TURBINU I REDUKTOR OD UDARNOG MOMENTA I OGRANIČAVA STRUJU POLASKA PRI PRIKLJUČENJU VETROAGREGATA NA MREŠU. KAVEZNA ASINHRONA MAŠINA TROŠI REAKTIVNU ENERGIJU, PA SE VRŠI KOMPENZACIJA REAKTIVNE ENERGIJE POMOĆU KONDENZATORSKIH BATERIJA. OVAKAV VETROAGREGAT NIJE POGODAN ZA LOKACIJE SA UDARNIM VETROVIMA,ZBOG KRUTOSTI MEHANIČKE KARAKTERISTIKE, OBRTNI MOMENT SE OŠTRO PRENOSI NA VRATILO TE JE MOGUĆE OŠTEĆENJE ZUPČANIKA U REDUKTORU. NIJE POGODAN ZA PRIKLJUČAK NA SLABU DISTRIBUTIVNU MREŽU ZBOG VELIKIH VARIJACIJA SNAGE KOJE UZROKUJU POJAVU NAPONSKIH FLIKERA. PREDNOST OVIH VETROAGREGATA JE U NJIHOVOJ CENI. REGULACIJE SE VRŠI OBLIKOVANJEM LOPATICA ILI KOMBINACIJOM ZAOKRETANJA I OBLIKOVANJA LOPATICA.

36. KAKAV SISTEM JE PRIKAZAN NA SLICI? OBJASNITI PRINCIP RADA PRIKAZANOG SISTEMA.

POBUDNI SISTEM JE MEŠOVIT JER SE PORED ELEKTRIČNE MAŠINE U POBUDNOM SISTEMU KORISTI I DIODNI MOST. U OVOM SLUČAJU POSTOJI SAMO GLAVNA BUDILICA B, KOJA JE MEHANIČKI VEZANA SA VRATILOM G. BUDILICA (B) JE POMOĆNI SINHRONI GENERATOR KOD KOGA JE TROFAZNI NAMOTAJ IZVEDEN NA ROTORU, DOK JE POBUDNI NAMOTAJ SMEŠTEN NA STATORU. NA ROTORU JE UGRADJEN I DIODNI ISPRAVLJAČKI MOST (DM). ZBOG TOGA ZA DOVODJENJE JEDNOSMERNE STRUJE U POBUDNI NAMOTAJ GENERATORA (G) NISU POTREBNI KLIZNI PRSTENI I ČETKICE.

ZATO SE OVAKAV POBUDNI SISTEM NAZIVA BEZKONTAKTNIM. POBUDNA STRUJA BUDILICE (B) DOBIJA SE IZ POMOĆNOG TRANSFORMATORA (T1) I TIRISTORSKOG MOSTA (TM), PREKO KOGA SE VRŠI NJENA REGULACIJA. IMPULSE ZA KONTROLU TIRISTORSKOG MOSTA GENERIŠE REGULATOR NAPONA (RN).

37. KOJEM TIPU NUKLEARNE ELEKTRANE ODGOVARA BLOK ŠEMA PRIKAZANA NA SLICI? OBJASNITI PRINCIP RADA ELEKTRANE I DATI NJENE OSNOVNE KARAKTERISTIKE.

NA SLICI JE PRIKAZANA NUKLEARNA ELEKTRANA SA OPLODNIM REAKTOROM KOD OPLODNIH REAKTORA SA BRZIM NEUTRONIMA ZA HLAĐENJE SE KORISTI TEČNI METAL NATRIJUM, JER IMA MNOGO VEĆU SPOSBNOST ODVOĐENJA TOPLOTE U ODNOSU NA VODU.

KOD OVOG TIPA ELEKTRANA KORISTE SE TROKUNTURNE TERMIČKE ŠEME. RT – RAZMENJIVAČ TOPLOTE RADIOAKTIVNI – NERADIOAKTIVNI NATRIJUM P1 – PUMPA TEČNOG RADIOAKTIVNOG NATRIJUMA P2 – PUMPA TEČNOG NERADIOAKTIVNOG NATRIJUMA P3 – PUMPA KONDENZATA (VODE)

U OPLODNIM REAKTORIMA SE BOMBARDOVANJEM IZOTOPA 238

92U DOBIJA

PLUTONIJUM 239

94 Pu , KOJI SE KORISTI KAO NUKLEARNO GORIO U REAKTORIMA I U VOJNE SVRHE ZA NUKLEARNE BOMBE. TAKOĐE BOMBARDOVANJEM TORIJUMA 232

90Tr DOBIJA SE IZOTOP URANA 23392U KOJI SE KORISTI KAO

NUKLEARNO GORIVO. URANA 238

92U I TORIJUMA 232

90Tr U PRIRODI IMA MNOGO

VIŠE OD IZOTOPA URANA 235

92U , KOJI JE JEDINO PRIRODNO NUKLEARNO GORIVO. U ELEKTRANAMA SA OPLODNIM REAKTORIMA PROIZVODNJA NOVIH NUKLEARNIH GORIVA JE VAŽNIJA OD PROIZVODNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE.

38. U TABELI SU DATI PODACI ZA JEDAN PV MODUL AKTIVNE POVRŠINE 1,5 m2. ZA DATI MODUL IZRAČUNATI STEPEN ISKORIŠĆENJA I FAKTOR POPUNJENOSTI PRI STANDARDNIM USLOVIMA. AKO DATI MODUL NAPAJA TERMIČKI POTROŠAČ, IZRAČUNATI OPTIMALNU OMSKU OTPORNOST POTROŠAČA.

39. ŠTA JE PRIKAZANO NA SLICI? KORISTEĆI DATI DIJAGRAM OBJASNITI PRINCIP RADA PRIKAZANOG POSTROJENJA I NAVESTI NJEGOVE OSNOVNE KARAKTERISTIKE.

NA SLICI SU PRIKAZANE BLOK ŠEMA POSTROJENJA SA PROTIVPRITISKOM I T-S DIJAGRAM KOJI ODGOVARA BLOK ŠEMI. KADA JE TOPLOTNA ENERGIJA POTREBNA ZA GREJANJE ILI TEHNOLOŠKI PROCES MOŽE SE DOBITI IZ TOPLANA-ELEKTRANA.

TO SU KOMBINOVANA POSTROJENJA U KOJIMA SE DOBIJA I TOPLOTNA I ELEKTRIČNA ENERGIJA. NAJČEŠĆE SE KORISTE CIKLUSI SA PROTIVPRITISKOM ILI POGORŠANIM VAKUUMOM NA IZLAZU IZ TURBINE, KAO ŠTO JE PRIKAZANAO NA SL. PRITISAK I TEMPERATURA PARE NA IZLAZU IZ TURBINE ZNATNO SU VIŠI NEGO KOD KONDENZACIONOG POSTROJENJA. PRITISAK U KONDENZATORU JE VISOK PA SE PARA KONDENZUJE NA ZNATNO VEĆOJ TEMPERATURI. U OVOM POSTROJEWU KONDENZATOR VISOKOG PRITISKA (kVP) JE PRAKTIČNO RAZMENJIVAČ ENERGIJE. ENERGIJA Q2 NIJE GUBITAK PA JE TEORIJSKI STEPEN ISKORIŠĆENJA η= 1. PRAKTIČNI STEPEN ISKORIŠĆENJA JE U GRANICAMA η =0,7÷0,8 ZBOG GUBITAKA TOPLOTE U TURBINI I PARNIM VODOVIMA. ELEKTRANA-TOPLANA SA PROTIVPRITISKOM JE DOBRO REŠENJE KADA JE POTROŠNJA PARE ILI VRELE VODE (TOPLOTNE ENERGIJE) PRILIČNO KONSTANTNA.

40. ŠTA JE PRIKAZANO NA SLICI? OBJASNITI PROCEDURU KOJA JE OPISANA DIJAGRAMIMA NA DATOJ SLICI.

NA SL. PRIKAZAN JE DIJAGRAM STARTOVANJA BLOKA SNAGE 210 MW, I NA NJOJ JE: Tpp - TEMPERATURA PREGREJANE PARE; Tmp - TEMPERATURA MEĐUPREGREJANE PARE; ppp - PRITISAK PREGREJANE PARE; n - BRZINA OBRTANJA TURBINE; P - SNAGA TURBINE (ILI GENERATORA).

STARTOVANJE BLOKA IZ HLADNOG STANJA TRAJE OKO 8 ČASOVA. AKO JE KOTAO PODGREJAN START HLADNE TURBINE JE ZNATNO KRAĆI I TRAJE OKO 40 MINUTA . PRI STARTU TURBINA SE OPTEREĆUJE I TERMIČKI I MEHANIČKI. DA SE TA NAPREZANJA NE BI DEŠAVALA ISTOVREMENO TURBINA SE PREDGREVA PRI NIŽEM BROJU OBRTAJA. NAKON STARTA NASTUPA REŽIM NORMALNOG OPTEREĆENJA. U OVOM REŽIMU NAJVAŽNIJE JE POSTIĆI DOBRE TEHNO-EKONOMSKE POKAZATELJE I SNAGU BLOKA PRILAGODITI TOM ZAHTEVU. OBUSTAVA RADA BLOKA MOŽE BITI PLANSKA I NEPLANSKA. U ZAVISNOSTI OD VREMENA KOJE STOJI NA RASPOLAGANJU ZA OPERACIJU ZAUSTAVLJANJA BLOKA, OBUSTAVA MOŽE BITI NORMALNA ILI PRINUDNA. MEĐUTIM, BEZ OBZIRA NA NAČIN IZVRŠENJA OBUSTAVE, HLAĐENJE SVIH ELEMENATA TERMODINAMIČKOG CIKLUSA MORA BITI POSTEPENO I RAVNOMERNO. TERMOELEKTRANA MOŽE BITI U HLADNOJ I TOPLOJ REZERVI. BLOK ULAZI U HLADNU REZERVU OBUSTAVOM RADA I POTPUNIM HLAĐENJEM. ZA PONOVNI START MORA SE PROĆI CELA PROCEDURA STARTA HLADNOG BLOKA. KADA SU U TOPLOJ REZERVI, KOTLOVI SE LOŽE MAZUTOM PRI SNAZI OD (20÷30)% OD NOMINALNE SNAGE. TURBINE U TOPLOJ REZERVI ODRŽAVAJU SE RADOM U PRAZNOM HODU ILI IH OBRĆU SINHRONI GENERATORI KOJI RADE KAO SINHRONI MOTORI U PRAZNOM HODU.

41. OBJASNITI PRINCIP RADA I NAVESTI OSNOVNE KARAKTERISTIKE ELEKTRANE PRIKAZANE NA SLICI:

NA SLICI JE DAT PRIMER KOENERGACIJSKE ELEKTRANE ZA PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLOTNE ENERGIJE KOJA KORISTI TERMODINAMIČKE CIKLUSE GASNE I PARNE TURBINE SA PROTIVPRITISKOM KAKO SU TEMPERATURE IZDUVNIH GASOVA GASNIH TURBINA I DO 1000 C, DEO NJIHOVE ENERGIJE JE MOGUĆE ISKORISTITI (REKUPERACIJA, VIŠESTEPENA KOMPRESIJA...), ALI TIM POSTUPCIMA IM NIJE MOGUĆE ZNAČAJNO POVEĆATI STEPEN KORISNOG DEJSTVA. TO BI BILO MOGUĆE AKO BI BRZINA OBRTANJA BILA VEĆA OD 50 HZ (EVROPA) ILI 60 HZ (AMERIKA). IPAK JE MOGUĆE KOMBINOVANJEM TERMODINAMIČKOG CIKLUSA GASNE SA TERMODINAMIČKIM CIKLUSOM PARNE TURBINE. NA TAJ NAČIN SE POVEĆAVA UKUPAN STEPEN KORISNOG DEJSTVA ELEKTRANE, JER SE DEO OTPADNE TOPLOTNE ENERGIJE IZDUVNIH GASOVA KORISTI ZA ZAGREVANJE VODE U GENERATORU VODENE PARE KOJA DOSTIŽE I DO 400 C KOJA SE ODVODI NA PARNU TURBINU GENERIŠUĆI DODATNU ELEKTRIČNU ENERGIJU. TAKOĐE SE PRITOM TEŽI DA SE POVEĆAVAJU TEMPERATURE U CIKLUSU GASNE TURBINE (ČAK I DO 1100C) KAKO BI SE DOBILE ŠTO VIŠE TEMPERATURE U CIKLUSU PARNE TURBINE. KAO POSLEDICU OVOG PROCESA IMAMO DA JE STEPEN ISKORIŠĆENJA TAKVE KOENERGACIJSKE ELEKTRANE ZA PROIZVODNJU ELEKTRIČNE ENERGIJE OKO 60% , NASPRAM 35% ZA ČISTO GASNE ELEKTRANE, ODNOSNO DO 45% ZA GASNE ELEKTRANE SA REKUPERACIJOM, VIŠESTEPENOM KOMPRESIJOM ... ŽIVOTNI VEK OVAKVIH POSTROJENJA JE OD 15 DO 20 GODINA. DAKLE POENTA CELE PRIČE JE DA SE ISKORISTE DVA TERMODINAMIČKA CIKLUSA KOD KOENERGACIJSKE ELEKTRANE, NASPRAM JEDNOG KOD GASNE ELEKTRANE KAKO BI POPRAVILI UKUPNI STEPEN ISKORIŠĆENJA.

42. OBJASNITI PRINCIP RADA I NAVESTI OSNOVNE KARAKTERISTIKE ELEKTRANE PRIKAZANE NA SLICI:

NA SLICI JE DAT PRIMER KOENERGACIJSKE ELEKTRANE ZA PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLOTNE ENERGIJE KOJA KORISTI TERMODINAMIČKE CIKLUSE GASNE I PARNE TURBINE SA ODUZIMANJEM PARE ISTA PRIČA KO PREDHODNA, SAMO ŠTO KOD OVOG TIPA IMAMO KOTAO U KOME SE OTPADNA TOPLOTNA VODA IZ TERMODINAMIČKOG CIKLUSA PARNE

TURBINE KORISTI ZA ZAGREVANJE VODE, KOJA SE KAO POTROŠNA TOPLA VODA ISPORUČUJUE POTROŠAČIMA I TIME SE OVA KOENERGACIJSKA ELEKTRANA KORISTI I KAO POSTROJENJE ZA PROIZVODNJU TOPLE POTROŠNE VODE.

43. OBJASNITI ČEMU SLUŽE I KAKO SE KORISTE DIJAGRAMI PRIKAZANI NA SLIKAMA:

NA SLICI SU DATI NOMOGRAMI ZA IZBOR OSNOVNIH KARAKTERISTIKA: a) SPECIFIČNE BRZINE OBRTANJA TURBINE I b) RADNOG KOLA NA SLICI POD a) DAT JE NOMOGRAM ZA GRAFIČKI PRORAČUN SPECIFIČNE BRZINE OBRTANJA TURBINE I IZBOR TIPA TURBINE KOD MIKRO I MINI HIDROELEKTRANA. DAKLE NA OSNOVU NETO PADA I PROTOKA, PRORAČUNAVAMO INSTALISANU SNAGU TURBINE PT. PODACIMA O PADU I INSTALISANOJ SNAZI TURBINE ODGOVARAJU TAČKE A I B, KOJE POVEZANE DAJU DUŽ AB. TAČKA C PREDTAVLJA ŽELJENU POVOLJNU BRZINU OBRTANJA TURBINE. IZ TAČKE C VUČEMO NORMALU NA DUŽ AB I DOBIJENA TAČKA D NAM DAJE SPECIFIČAN BROJ OBRTAJA ns NA OSNOVU KOGA VRŠIMO OPTIMALAN IZBOR TIPA TURBINE. U SLUČAJU DA GENERATOR IMA VEĆU BRZINU OBRTANJA OD OPTIMALNE KORISTIMO MULTIPLIKATORE KAKO BI POVEĆALI BRZINU TURBINE I KAKO BI SMANJILI GUBITKE KAO I DRUGE PROBLEME KOJI NAM SE MOGU JAVITI. STEPEN PRENOSA BRZINE

MULTIPLIAKTORA JE DAT KAO GDE NAM JE ng – BRZINA GENERATORA, A n – BRZINA TURNBINE. TAKOĐE TREBA IZBEGAVATI DA STEPEN PRENOSA BUDE VEĆI OD 3:1, A TEŽI SE DA JE ON MANJI OD 2.5:1. NA

SLICI POD b) JE DAT NOMOGAM ZA ODREĐIVANJE PREČNIKA RADNOG KOLA eD TURBINE KOD MIKRO I MINI HIDROELEKTRANA. NOMOGRAM NA OVOJ SLICI KORISTI SE NA ISTI NAČIN KAO ONAJ NA SLICI a) (REDOSLED ODREĐIVANJA TAČAKA NA SLICI b) JE: A-B, ZATIM C-D). U PRAKSI POSTOJE OGRANIČENJA ZA VELIČINU RADNOG KOLA, KROZ KOJE MORA DA PROĐE ODREĐENA KOLIČINA VODE, TAKO DA SE IZBOR MORA IZVRŠITI UNUTAR TIH GRANICA. PROIZVODNI TROŠKOVI RADNOG KOLA SU ZNAČAJAN OGRANIČAVAJUĆI FAKTOR.

44. KORISTEĆI DIJAGRAME PRIKAZANE NA SLICI OBJASNITI ZBOG ČEGA SE VRŠI UKIDANJE A NE PREKIDANJE STRUJE POBUDE KOD SINHRONOG GENERATORA. ŠEMATSKI PRIKAZATI POBUDNI NAMOT SA PRAKTIČNOM REALIZACIJOM SISTEMA ZA UKIDANJE POBUDNE STRUJE.

NA DATOJ SLICI JE PRIKAZANO OPADANJE POBUDNE STRUJE PRI ISKLJUČENJU POBUDNOG NAMOTAJA I PRI UPOTREBI OTPORNIKA ZA GAŠENJE POLJA. NAIME POBUDNA STRUJA VELIKIH SINHRONIH GENERATORA KREĆE SE U OPSEGU OD NEKOLIKO 100 A DO NEKOLIKO 1000 A, PA JE ZBOG TOGA NIJE MOGUĆE REGULISATI POMOĆU REOSTATA, JER BI GUBICI SNAGE U REOSTATIMA BILI VELIKI. ZATO SE MORA OMOGUĆITI PROMENA POBUDNOG NAPONA, ČIME SE MENJA I STACIONARNA VREDNOST POBUDNE STRUJE. IPAK U ZAVISNOSTI OD RADNOG REŽIMA SINHRONE MAŠINE POBUDNI SISTEM MORA BITI U STANJU DA POUZDANO ODRŽAVA RAZLIČITE VREDNOSTI POBUDNE STRUJE, ŠTO ZNAČI DA U SLUČAJU HAVARIJSKIH REŽIMA DOVOLJNO BRZO SMANJI ILI UKINE POBUDNU STRUJU. KAKO JE POBUDNA STRUJA JEDNOSMERNA, ONA SE TEŠKO PREKIDA, A I KADA BI SE MOGLA PREKINUTI TO BI IZAZVALO VELIKE PRENAPONE U POBUDNOM NAMOTAJU GENERATORA ZBOG INDUKOVANJA VELIKIH ELEKTROMOTORNIH SILA SAMOINDUKCIJE KOJE BI MOGLE OŠTETITI IZOLACIJU POBUDNOG NAMOTAJA. ZATO SE POBUDNA STRUJA NE PREKIDA VEĆ SE UKIDA POMOĆU OTPORNIKA ZA GAŠENJE POLJA, A NJEGOVA OTPORNOST IZNOSI OKO Rg=5Rp, GDE JE Rg - OTPORNOST OTPORNIKA ZA

GAŠENJE POLJA I Rp - OTPORNOST POBUDNOG NAMOTAJA. KRIVE NA SLICI ODNOSE SE NA: 1- ISKLJUČENJE POBUDNOG NAMOTAJA, GDE PELAZNI PROCES ZAVISI OD

PARAMETARA POBUDNOG NAMOTAJA I ELEKTRIČNOG LUKA U PREKIDAČU, A POBUDNA STRUJA BRZO NESTAJE TE JE Lpdip/dt VELIKO.

2- GAŠENJE POBUDNE STRUJE OTPORNIKOM, GDE JE VREMENSKA KONSTANTA GAŠENJA:

pp

gpp

g RL

RRL

T6

≈+

=

OTPORNIK ZA GAŠENJE POLJA Rg BIRA SE TAKO DA SE POSTIGNE DOVOLJNO BRZO UKIDANJE POBUDNE STRUJE ALI TAKO DA Lpdip/dt NE BUDE PREVELIKO.

45. OBJASNITI PRINCIP RADA I NAVESTI OSNOVNE KARAKTERISTIKE ELEKTRANE PRIKAZANE NA SLICI:

NA SLICI JE DATO KOENERGACIONO POSTROJENJE SA SUS MOTOROM I TRMOTEHNIČKIM POSTROJENJEM ZA PROIZVODNJU PARE NISKOG PRITISKA ILI TOPLE VODE NAIME U AGREGATSKIM POSTROJENJIMA KORISTE SE KLIPNI SUS MOTORI KOJI KORISTE PRIRODNI GAS KAO GORIVO ILI DIZEL MOTORI, A TEMPERATURA IZDUVNIH GASOVA OVIH MOTORA JE DOVOLJNO VISOKA, PA SE TOPLOTNA ENERGIJA IZDUVNIH GASOVA MOŽE, RELATIVNO LAKO, ISKORISTITI ZA PROIZVODNJU TOPLOTNE ENERGIJE. OVA POSTROJENJA SE KORISTE TAMO GDE POSTOJI POTREBA ZA TOPLOM VODOM ILI VODENOM PAROM NISKOG PRITISKA, PA SE TAKO KOGENERACIONI AGREGATI KORISTE SE U STAMBENO-KOMERCIJALNIM I INDUSTRIJSKIM OBJEKTIMA. SA SLIKE VIDIMO DA SUS MOTOR POKREĆE GENERATOR KOJI PROIZVODI ELEKTRIČNU ENERGIJU, DOK SE IZDUVNI GASOVI SUS MOTORA VODE SE U GENERATOR PARE GDE SE GENERIŠE PRIMARNA VODENA PARA, KOJA SE U KONDENZATORU HLADI I PROIZVODI VODENU PARU NISKOG PRITISKA ILI VRELU VODU. DALJE SE KONDENZAT SE IZ KONDENZATORA NAPOJNOM PUMPOM VRAĆA U GENERATOR PARE, A VRELA VODA KOJA SLUŽI ZA HLAĐENJE SUS MOTORA VODI SE U RAZMENJIVAČ

TOPLOTE I SLUŽI ZA PREDGREVANJE KONDENZATA, PRE VRAĆANJA U GENERATOR PARE. PREDNOSTI OVAKVOG KOGENERACIJSKOG POSTROJENJA SU :

- ELEKTRIČNA I TOPLOTNA ENERGIJA PROIZVODE SE KOD POTROŠAČA ČIME SE ELIMINIŠU GUBICI U PRENOSU I JEDNE I DRUGE VRSTE ENERGIJE,

- PROSEČNI STEPEN ISKORIŠĆENJA POSTROJENJA JE 85% I VIŠE, NEDOSTACI OVAKVOG POSTROJENJA SU :

- MOŽE SE DOBITI TOPLOTNA ENERGIJA RELATIVNO NISKE TEMPERATURE, - SUS MOTORI ZAHTEVAJU REMONTE NA SVAKIH 2000 RADNIH ČASOVA.

IZDUVNI GASOVI SUS MOTORA SE NEUTRALIŠU U KATALIZATORU, PA JE NIVO ŠTETNIH MATERIJA KOJE SE EMITUJU U OKOLINU, MANJI OD PROPISIMA DOZVOLJENIH, DOK IZRAĐENO ULJE KOJE SLUŽI ZA PODMAZIVANJE SUS MOTORA PAŽLJIVO ODLAŽE DA BI SE IZBEGLO ZAGAĐIVANJE OKOLINE.

46. OBJASNITI POJAM KOGENERACIJA.

POJMOM KOGENERACIJA MISLI SE NA: 1. PROIZVODNJU VIŠE VRSTA ENERGIJE IZ JEDNOG TERMODINAMIČKOG CIKLUSA, A NAJČEŠĆE SE MISLI NA PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLOTNE ENERGIJA KORIŠĆENJEM JEDNOG TERMODINAMIČKOG CIKLUSA. TAKVE KOGENERACIJSKE TERMOELEKTRANE VELIKIH SNAGA OPISANE SU TERMOELEKTRANE SA TURBINAMA SA PROTIVPRITISKOM I TERMOELEKTRANE SA NAMENSKIM ODVOĐENJEM PARE, I U NJIMA SE NAMENSKI PROIZVODI TOPLOTNA ENERGIJA KOJA SE SMATRA KORISNOM, PA SE UKUPNI STEPEN ISKORIŠĆENJA ZNATNO POVEĆAVA. IPAK U PRAKSI SE DOSTA KORISTE MALE ELEKTRANE (AGREGATI) SA MOTORIMA SA UNUTRAŠNJIM SAGOREVANJEM (SUS-MOTORIMA) KAO REZERVNI ILI POMOĆNI IZVORI ELEKTRIČNE ENERGIJE, I U NJIMA JE LAKO ISKORISTITI ENERGIJU IZDUVNIH GASOVA ZA PROIZVODNJU KORISNE TOPLOTNE ENERGIJE, JER SU TE ELEKTRANE LOCIRANE NEPOSREDNO PORED ILI U OBJEKTIMA POTROŠAČA. 2. PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLOTNE ENERGIJE KORIŠĆENJEM DVA TERMODINAMIČKA CIKLUSA, UZ KORIŠĆENJE SAMO JEDNOG PRIMARNOG IZVORA TOPLOTNE ENERGIJE, I PRITOM SE NAJČEŠĆE SE KOMBINUJU TERMODINAMICKI CIKLUSI GASNE TURBINE I TERMODINAMICKI CIKLUS PARNE TURBINE SA PROTIVPRITISKOM, SA ODUZIMANJEM PARE ILI KONDENZACIONE TURBINE. PRAVE SE I KOGENERACIONE TERMOELEKTRANE U KOJIMA SE PROIZVODI SAMO ELEKTRIČNA ENERGIJA UZ KORIŠĆENJE DVA TERMODINAMIČKA CIKLUSA, I TADA SE KORISTI KONDENZACIONA PARNA TURBINA. NA OVAJ NAČIN ELEKTRIČNA ENERGIJA SE PROIZVODI SA ZNATNO VEĆIM STEPENOM ISKORIŠĆENJA U ODNOSU NA ELEKTRANE SA JEDNIM TERMODINAMIČKIM CIKLUSOM.