EEKONOIZOL
OMSKLIRANE
Ma
KA ANAEGA P
Dip
Maribor
atej Pog
ALIZAPODNOVOH0
plomsko
r, septem
gladič
A ENOOŽJA 01
o delo
mber 20
POLNVARO
11
EGA SOVALK
SN K
I
Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa
EKONOMSKA ANALIZA ENOPOLNEGA SNIZOLIRANEGA PODNOŽJA
VAROVALK VOH 01
Študent: Matej Pogladič
Študijski program: UN ŠP – Gospodarsko inženirstvo
Smer: Močnostna elektrotehnika
Mentor (FERI): red. prof. dr. Jože Pihler
Mentor (EPF): red. prof. dr Anton Hauc
Maribor, september 2011
III
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorjema red. prof. dr. Jožetu
Pihlerju in red. prof. dr. Antonu Haucu za pomoč in
strokovno vodenje med pisanjem diplomskega dela.
Hvala g. Zoranu Nedohu za izčrpne informacije.
Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili
študij in Nataliji za vzpodbudo.
IV
EKONOMSKA ANALIZA ENOPOLNEGA SN IZOLIRANEGA
PODNOŽJA VAROVALK VOH 01
Ključne besede: ekonomska analiza, podnožje varovalke, zaščita, transformator, taljiva varovalka, strošek, prag pokritja
UDK:
Povzetek
Zaščita distribucijskih transformatorjev je najpogosteje izvedena s pomočjo taljivih
varovalk.Dosedanja podnožja in varovalkeniso izolirane, kar predstavlja šibko
točkotransformatorske postaje. V diplomskem delu so predstavljene osnovne značilnosti
uporabe enopolnih SN izoliranih podnožij varovalk VOH 01 in rešitev. V ekonomski
analizi je opisana upravičenost podražitve zaščite transformatorja ter koristi za kupca in
proizvajalca teh podnožij. Izvedena je tudi analiza praga pokritja z izračunom praga
pokritja stroškov in izračunom ciljnega dobička.
V
ECONOMIC ANALYSIS OF SINGLE-POLE MV INSULATED FUSE
BASE VOH 01
Key words: economic analysis, fuse base, protection, transformator, melting fuse, cost, break-even point
UDK:
Abstract
Protection of distribution transformers is often achieved through melting fuses. So far
made bases and fuses are not isolated, what represents the weak point of transformer
station. Solution and basic characteristics of usage of single-pole MV insulated fuse bases
VOH 01 are presented in this graduate paper. Justification of price increase of
transformer protection and benefits for customers and manufacturers of those fuses are
described in the economic analysis.Analysis of break-even point with calculation of break-
even point of costs and calculation of target profit was also carried out.
VI
KAZALO
1 UVOD ...................................................................................................................... 1
2 ELEKTROENERGETSKI SISTEM .................................................................... 2
2.1 TRANSFORMATORSKE POSTAJE ................................................................... 2 2.2 VLOGA ZAŠČITE V ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU .......................... 3 2.3 ZAŠČITA TRANSFORMATORJEV ................................................................... 6 2.4 KRATKA PREDSTAVITEV IZDELKA IN STANJE NA TRŽIŠČU.................. 9
3 PREDSTAVITEV PROIZVAJALCA TSN ....................................................... 11
3.1 STIKALNE CELICE ........................................................................................... 12 3.2 STIKALNI APARATI ......................................................................................... 13 3.3 TRANSFORMATORSKE POSTAJE ................................................................. 15 3.4 IZOLACIJSKI IN KONSTRUKCIJSKI ELEMENTI ......................................... 15 3.5 DODATNI ELEMENTI ...................................................................................... 16
4 DOSEDANJE IZVEDBE PODNOŽIJ ZA ZUNANJE TRANSFORMATORSKE POSTAJE ................................................................................................................ 17
5 KONKURENČNI PROIZVOD - ENOPOLNO IZOLIRANO OHIŠJE SN VAROVALKE ........................................................................................................ 19
6 ENOPOLNO SN IZOLIRANO PODNOŽJE VAROVALK VOH 01 ............. 22
6.1 KARAKTERISTIKE PODNOŽJA VOH 01 ....................................................... 23 6.2 KONSTRUKCIJA PODNOŽJA VOH 01 ........................................................... 24 6.3 UPORABA IN IZVEDBA ................................................................................... 26
7 EKONOMSKA ANALIZA VOH 01 ................................................................... 28
7.1 ANALIZA PRAGA POKRITJA ......................................................................... 29 7.1.1 Izračun praga pokritja ...................................................................................... 30 7.1.2 Izračun ciljnega dobička .................................................................................. 32
8 SKLEP ................................................................................................................... 34
9 LITERATURA, VIRI ........................................................................................... 36
10 PRILOGE .............................................................................................................. 37
10.1 SESTAVA PODNOŽJA VOH 01 ....................................................................... 37 10.2 DIMENZIJE PODNOŽJA VOH 01 ..................................................................... 38 10.3 SHEMATSKI PRIKAZ DELOVANJA IN MONTAŽE VOH 01 ....................... 39 10.4 SEZNAM SLIK ................................................................................................... 40 10.5 SEZNAM PREGLEDNIC ................................................................................... 41 10.6 NASLOV ŠTUDENTA ....................................................................................... 41 10.7 KRATEK ŽIVLJENJEPIS .................................................................................. 41
VII
UPORABLJENI SIMBOLI
C – prodajna cena za enoto outputa
CP – celotni prihodek
CS – celotni strošek
CFS – celotni fiksni stroški
CVS – celotni variabilni stroški
PVS – povprečni variabilni stroški
PPK – povprečni prispevek za kritje
Qk – kapaciteta opazovanega obrata
QB – obseg prodaje
PB – prihodek od prodaje
%B – odstotek izrabe kapacitet v točki pokritja
D – celotni dobiček od prodaje Q enot
VIII
UPORABLJENE KRATICE
NN – nizkonapetosten
SN – srednjenapetosten
VN – visokonapetosten
EES – elektroenergetski sistem
TP – transformatorska postaja
UV – ultravijoličen
3D – tridimenzionalen
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 1
1 UVOD Predmet diplomskega dela je ekonomska analiza enopolnega SN podnožja varovalk VOH
01, ki omogoča popolnoma izoliran SN del transformatorja. Dosedanje vrste zaščit
transformatorja so izvedene s pomočjo taljivih varovalk in ustreznih podnožij, kjer obstaja
velika verjetnost dotika delov pod napetostjo. V današnjem času je trend izvajanje dela pod
napetostjo, pri katerem ni potrebno izklapljati celotne naprave (v našem primeru
transformatorja), ampak se lahko vzdrževalna dela izvajajo ob delovanju le-te. Zato je
VOH 01 primerna rešitev, saj nudi dodatno zaščito posluževalcu ali vzdrževalcu
transformatorske postaje in odpravlja nevarnost dostopa malih živali.
Cilj diplomske naloge je ugotoviti upravičenost uporabe podnožja VOH 01 in ugotoviti čas
povrnitve vloženih sredstev. Proučevali in analizirali smo upravičenost povečanja cene z
uporabo teh podnožij, koristi za kupca in koristi za proizvajalca te opreme ter izvedli
analizo praga pokritja stroškov.
Drugo poglavjevsebuje splošni opis elektroenergetskega sistema in transformatorskih
postaj z ustreznimi zaščitami. Na kratko smo predstavili izdelek in stanje na tržišču. V
tretjem poglavju je predstavljen proizvajalec s proizvodi. Četrto poglavje vsebuje
predstavitev dosedanje izvedbe in njenih pomanjkljivosti, peto poglavje predstavlja
konkurenčni proizvod. V šestem poglavju sledi opis enopolnega SN izoliranega podnožja
varovalk VOH 01, njegove karakteristike, konstrukcija in uporaba. V sedmem poglavju sta
izvedeni ekonomska analiza in znotraj nje analiza praga pokritja stroškov, v osmem pa so
povzete ugotovitve, čemur sledi sklep.
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 2
2 ELEKTROENERGETSKI SISTEM
Elektroenergetsko omrežje (Slika 2.1) sestavljajo električni vodi in naprave, ki prenašajo
električno energijo od izvorov (elektrarne) do porabnikov. Več povezanih
elektroenergetskih omrežij tvori elektroenergetski sistem [6].
Elektroenergetski sistem (EES) je skupina med seboj povezanih elementov in naprav,
namenjenih napajanju nanj priključenih porabnikov električne energije. V posameznih
elementih se odvijajo procesi proizvajanja (generatorji), transformiranja (transformatorji),
povezovanja (stikala, zbiralke), prenosa (vodi) in razdeljevanja (stikališča in
transformatorske postaje) [4].
Slika 2.1:Enostavna topološka shema elektroenergetskega omrežja
2.1 TRANSFORMATORSKE POSTAJE
Prenosno razdelilno omrežje je povezano s prostozračnimi vodi ali kablovodi. Vozlišča
prenosnih omrežij so razdelilne transformatorske postaje, v katerih se transformacija
opravlja običajno iz 110 kV na nižjo napetost nazivnih omrežnih napetosti 10, 20 in 35 kV.
distribucijsko
omrežje
prenos
G GTr Tr
Tr
L O LL O O
KVKV
DV
LS
F
G – generator
Tr – transformator
L – ločilnik
O – odklopnik
KV – kabelski vod
DV – daljnovod
Ekono
To o
trans
Tran
–
–
–
2.2
Prim
energ
Seku
vode
omska analiza
omrežje nap
sformacija n
nsformatorsk
– napajaln
izvorov
380 kV;
– prehodne
vodov (1
– končne a
[6].
VLOGA Z
marni elektro
gije, ki ga r
undarni elek
enje [1].
a enopolnega S
paja potroš
na potrošnik
ke postaje d
ne: napajaln
napetosti in
e: prilagajan
110/220/380
ali distribuc
Sli
ZAŠČITE
oenergetski
razvijamo s
ktroenergets
SN izoliraneg
šnike preko
kovo napeto
delimo glede
ne točke z
n transform
nje napetos
0 kV);
cijske: prek
ika 2.2: Vlog
V ELEKT
sistem sest
skladno s po
ski sistem t
ga podnožja va
o napajalnih
ost [4].
e na položaj
za vsako o
miranje gene
stnih nivojev
ko njih nap
ga transforma
TROENERG
tavljajo nap
otrebami po
tvorijo napr
arovalk VOH
h transform
j v omrežju
omrežje, na
eratorske na
v (padci nap
ajanje pora
atorjev v EE
GETSKEM
prave za pro
orabe in z n
rave za avto
STT
01
matorskih p
u (Slika 2.2)
ahajanje v
apetosti na 1
petosti) in n
abnikov (11
ES-u[1]
M SISTEM
oizvodnjo i
novimi tehn
omatizacijo
G – sinhronTR – transfoTM – transfo
S
postaj, v ka
na:
neposredni
110 kV, 22
napajanje pr
0/35/20/10/
U
in prenos el
nološkimi re
, zaščito, n
nski generatrmator
ormatorsko
Stran 3
aterih je
i bližini
0 kV ali
renosnih
/0,4 kV)
lektrične
ešitvami.
nadzor in
tor
mesto
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 4
Primarni sistem mora odjemalcem zagotavljati zadostno kvaliteto in stalno razpoložljivo
električno energijo, ki je definirana z obliko, efektivno vrednostjo in s frekvenco omrežne
napetosti. Primarna oprema je izpostavljena stalnim električnim, mehanskim in termičnim
obremenitvam, ki lahko zaradi različnih zunanjih ali notranjih vzrokov znatno presežejo
nazivne vrednosti [1].
Zaradi različnih obremenitev lahko v vsakem trenutku pride do okvare na kateremkoli
elementu sistema, kjer večina okvar praviloma povzroči kratke stike, katerih posledice so:
– poškodbe na primarni opremi zaradi dinamičnih mehanskih in termičnih
preobremenitev,
– izguba stabilnosti v delu sistema,
– izpad v dobavi električne energije oziroma odstopanje od predpisane kvalitete [1].
Zaščitne naprave imajo nalogo, da na osnovi sprotnega nadzora karakterističnih
spremenljivk izolirajo in izločijo del sistema, ki je v okvari. S svojim delovanjem smejo
povzročiti le minimalno motnjo za preostali del EES-a in omejiti posledice okvar na
najmanjšo možno mero. Sprožijo delovanje avtomatike, ki omogoča prehod iz motenega v
normalno obratovalno stanje sistema in obveščajo sisteme za nadzor in vodenje časa, kraja
in vrste dogodka. Zaščitni sistemi so lahko zasnovani tako, da ščitijo posamezne elemente
sistema, skupine elementov ali del povezanega EES-a. Na izbiro sistema zaščite
vplivazanesljivost, vzdrževanje, pomembnost elementa ali objekta, obstoječa primarna in
sekundarna oprema [1].
Osnovne zahteve za zaščito:
a) hitrost delovanja: V primeru okvare bo stopnja uničenja opreme manjša, če bo to
mesto okvare čimprej izločeno iz preostalega omrežja, saj lahko zaradi prehodnih
pojavov pride do okvare še na drugih elementih sistema. Dlje časa trajajoči kratki
stiki lahko ogrozijo stabilnost EES-a, zato mora zaščita delovati hitreje. Hitro
delovanje je najpomembnejše v omrežjih najvišjih napetosti in v bližini večjih
generatorjev, medtem ko so v srednjenapetostnih omrežjih dopustni nekoliko daljši
časi delovanja.Nepremišljena uporaba zelo hitrih zaščit lahko povzroči tudi
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 5
napačno (nepotrebno) delovanje, predvsem v motenem obratovalnem stanju in ob
prehodnih pojavih.
b) selektivnost: Zahtevano je, da v primeru okvarezaščita izloči le minimalni del
sistema, kjer je prišlo do okvare. Zato primarni sistem razdelimo na več odsekov, ki
jih pokrivajo različne zaščite, vendar noben del sistema ne sme ostati
nezaščiten.Potrebno je, da se odseki ščitenja prekrivajo, področje prekrivanja pa
mora biti minimalno. Obstajata absolutna in relativna selektivnost. Absolutno
selektivne zaščite delujejo pri okvarah znotraj svojega odseka in so trenutno
delujoče, vendar zaradi možne zatajitve potrebujejo rezervo. Relativna selektivnost
deluje tako, da najprej deluje zaščita, najbližja okvari, ki pa jo dosegamo predvsem
s časovnimi zakasnitvami.
c) občutljivost: Zaščitne naprave morajo biti sposobne zaznati minimalne okvare, ob
tem pa se ne smejo odzvati pri maksimalnih vrednostih nadzorovanih veličin v
motenih stanjih in ob prehodnih pojavih. Prevelika občutljivost zaščite pogosto
povzroča nepotrebno delovanje. Faktorji, ki omejujejo občutljivost, so predvsem
pogreški merilnih pretvornikov, motnje v signalnih in komunikacijskih
tokokrogih,nizko razmerje med minimalnim kratkostičnim in maksimalnim
bremenskim tokom v zankastih omrežjih,izraziti prehodni pojavi ob vklopih naprav
in pri stikalnih manipulacijah. Zadostno občutljivost delovanja dosegamo predvsem
z ustreznimi nastavitvami, omejenim področjem delovanja in zaščitami, ki delujejo
na nično ali inverzno komponento toka ali napetosti.
d) zanesljivost: Pomembno je, da zaščite pri okvarah ne zatajijo in da ne delujejo po
nepotrebnem v motenih stanjih in ob prehodnih pojavih. Zanesljivost je podana kot
verjetnost, da bo zaščita opravila predvideno funkcijo v danih pogojih in danem
časovnem intervalu.Nepravilno delovanje zaščite je lahko posledica osnovne
odpovedi zaradi napak v načrtovanju, nastavitvah ali uporabi le-te. Odpoved zaščite
razumemo kot nepravilno delovanje zaradi napak v elementu zaščite. Na
zanesljivost zaščit je mogoče vplivati z rednim periodčnim vzdrževanjem.
e) ekonomičnost: Stroški za nabavo, vgradnjo, preizkušanje in vzdrževanje zaščitnih
sistemov so relativno visoki. Če pa stroške za zaščito primerjamo s stroški za
primarno opremo, iz primerjalnih študij v različnih EES-ih izhaja, da investicijski
stroški v splošnem ne presegajo 3% vrednosti primarne opreme. V ekonomski
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 6
analizije potrebno upoštevati tudi ostale stroške, ki so vezani na obratovanje
(vzdrževanje, šolanje operaterjev, stroški nedobavljene energije zaradi napačnega
delovanja zaščite), pomembnost objekta za konkreten EES in s tem povezane
posebne zahteve po zanesljivosti in razpoložljivosti. Zaščitne sisteme načrtujemo
tako, da dosežemo razumno razmerje investicijskih in obratovalnih stroškov med
primarno in sekundarno opremo[1].
2.3 ZAŠČITA TRANSFORMATORJEV
Energetski transformatorji predstavljajo pomemben povezovalni element med proizvajalci
in porabniki električne energije. Pojavijo se v širokem razponu moči in v različnih vezalnih
skupinah ter izvedbah [1].
Okvare na transformatorjih (Slika 2.3) lahko razvrstimo glede na mesto nastanka:
– okvare navitij: posledica stika med ovoji ene faze, medfaznih stikov, stika med
primarnim in sekundarnim navitjem ali stika z ozemljenimi deli;
– okvare izolacijskega olja: nastanejo zaradi prekomernega segrevanja, izločanja plinov
pri delnih razelektritvah ali razpadanju pri obloku;
– okvare na pomožnih napravah: pojavljajo se na pločevini, kotlu, dovodih, izolatorjih,
hladilnem sistemu, regulacijskih sklopkah itd. in imajo večinoma mehanske vzroke
[1].
Slika 2.3: Električne okvare transformatorja[1]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 7
Zaščito večjih energetskih transformatorjev sestavljajo:
– primarna, absolutno selektivna (diferenčna, zemeljskostična, neelektrična Buholzova)
in
– sekundarna, relativno selektivna (časovno zakasnjena nadtokovna, termična,
podimpedančna) [1].
Pri manjših transformatorjih, do nekaj 100 kVA, uporabljamo samo varovalke, pri
transformatorjih, do nekaj MVA, pa tudi nadtokovne releje. Za večje enote (nad 10 MVA)
uporabljamo stabilizirano (odstotno) diferenčno kratkostično zaščito, ki je kombinirana s
sekundarnimi zaščitami. Pri zaščiti z varovalkami je potrebno omejiti trajanje kratkega
stika in upoštevati vklopni tok transformatorja ter uskladiti talilne karakteristike varovalk z
ostalimi zaščitami na sekundarni strani transformatorja [1].
V srednjenapetostnih napravah se pogosto uporabljajo za varovanje transformatorjev
taljive varovalke v kombinaciji z ločilnim stikalom. Prekinjati morajo precej povečane
tokove, ki so posledica različnih okvar, zato morajo biti dimenzionirane na ustrezni nazivni
kratkotrajni tok. Ti tokovi so podani s strani proizvajalcev varovalk kot največji tokovi, ki
jih je varovalka sposobna prekiniti. Proizvajalci podajajo tudi tok taljenja varovalk v
odvisnosti od časa trajanja kratkega stika. Pomembno je omeniti, da nazivni tok varovalke
ni nazivni tok opreme, običajno je nazivni tok varovalke izbran kot dvakratni tok
nazivnega bremena.Varovalke niso sposobne prekiniti manjših tokov, kot je približno
2,5-kratnik nazivnega toka (ta podatek navajajo proizvajalci varovalk); za te tokove je
potrebno posebej poskrbeti, naprimer z izklopno zmogljivostjo prigrajenega ločilnega
stikala [4].
Konstrukcijo ETI taljivega vložka prikazuje Slika 2.4. Osnova (1) taljivega vložkaje
izdelana iz kvalitetnega rjavo glaziranega porcelana. V utor cevi je potisno uvaljana
galvansko zaščitena kapa (2) iz elektrolitskega bakra. Tesnenje tega spoja zagotavlja
posebno tesnilo, odporno proti staranju in visokim temperaturam. V notranjosti cevi je
centrično nameščen zvezdasto oblikovan keramični nosilec (3), na katerega so naviti žični
ali tračni taljivi elementi (4) s precizno izdelanimi oslabelimi mesti. Paralelno je vezanih
kar največ taljivih elementov iz čistega srebra, da je lahko njihova debelina čim manjša: to
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 8
je eden od pogojev za pravilno delovanje taljivega elementa v primeru tokovne
preobremenitve [13].
Slika 2.4: Konstrukcija ETI taljivega vložka [13]
Notranjost cevi je napolnjena s kremenčevim peskom točno določene granulacije. Pesek
skrbi za dobro in pravočasno ugasitev električnega obloka ter tako zagotavlja doseganje
visoke izklopne zmogljivosti. Pomemben element v konstrukciji je tudi udarni mehanizem
(5), katerega del je udarna igla, ki v primeru pregoretja taljivega elementa izskoči iz kape.
Ta igla lahko opravlja funkcijo optičnega indikatorja pregoretja taljivega elementa v
primeru tokovne preobremenitve ali pa s svojo silo aktivira stikalni mehanizem in tako
signalizira pregoretje [13].
Te varovalke (Slika 2.5) nameščamo v eno- ali tripolna podnožja, ki jih sestavljajo
kovinsko ogrodje, podporni izolatorji in vzmetni kontakti.Varovalke so sestavljene iz dveh
delov, taljivega vložka in podnožja taljivega vložka.
Slika 2.5: Primer ETI varovalke nameščene v podnožje [13]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 9
2.4 KRATKA PREDSTAVITEV IZDELKA IN STANJE NA TRŽIŠČU
Zaščita energetskih transformatorjev je najpogosteje izvedena staljivimi varovalkami na
ustreznih podnožjih, ki niso izolirana. Neizolirani deli so šibke točke transformatorske
postaje zaradi nevarnosti dotika delov pod napetostjo, vremenskih vplivov in dostopa
malih živali. Vgrajevanje enopolno izoliranih podnožij VOH 01 (Slika 2.6) je predvideno v
končnih distribucijskih postajah brez ločilnega stikala [5].
Slika 2.6: Prikaz transformatorske postaje z uporabo podstavkov VOH 01[9]
Enopolno SN izolirano ohišje varovalke VOH 01 omogoča izvedbo transformatorske
postaje s popolnoma izoliranim 20 (10) kV delom. Funkcija indikacije prisotnosti napetosti
na dovodu napetosti omogoča dodatno varnost posluževalcu. Signalizacija delovanja
varovalke je mehanske izvedbe z možnostjo daljinskega prenosa signala. Ohišje varovalke
je izdelano iz visoko kvalitetnega, namenskega izolacijskega materiala. Podnožje je
oklepljeno z ozemljenim kovinskim plaščem [3].
Delo pod napetostjo postaja vse bolj iskana metoda dela pri popravilih na napravah v
elektro omrežju. Delo pod napetostjo znižuje število načrtovanih in nenačrtovanih izklopov
zaradi rednega vzdrževanja ali izboljševanja opreme.Storitev se dopolnjuje s področjem
varnosti in zdravja pri delu, zato je VOH 01 prava rešitev.
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 10
Uporaba podnožja VOH 01 omogoča poenostavitev in večjo preglednost in prostornost
utesnjenih postaj tega tipa, saj ima prostorska minimalnost vedno večji pomen pri gradnji
elektroenergetskih naprav.
Izdelek še ni na tržišču, se ne prodaja masovno, ampakle preverjenim kupcem
(elektrodistribucijska podjetja), da se potrdijo potrebna testiranja o ustreznosti izdelka in
varnostne zahteve tržišča. Konkurenčnih izdelkov trenutno ni na tržišču, obstaja pa dokaj
podobna izvedba izdelka Enopolno izolirano ohišje SN varovalke NOOS 1 (Jednopolno
izolirano kučište SN osigurača NOOS 1) proizvajalca Energo Servis, d. o. o., Rijeka (Slika
2.7).
Slika 2.7: Enopolno izolirano ohišje SN varovalke NOOS 1 [10]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 11
3 PREDSTAVITEV PROIZVAJALCA TSN
Tabela 3.1: Osnovni podatki podjetja TSN [11]
Naziv podjetja: TSN TOVARNA STIKALNIH NAPRAV, d.o.o. Ulica, hišna številka: Šentiljska cesta 49 Poštna številka in kraj: 2000 Maribor Direktor: Palčec Vladimir Pravni status: Družba z omejeno odgovornostjo, d.o.o. Poslovna tradicija: 1989 Pretežna dejavnost: Proizvodnja Tržno okolje: EVROPSKA UNIJA, KANADA,SRBIJA, HRVAŠKA,
BOSNA, ČRNA GORA, KOSOVO, MAKEDONIJA Vpis v registrski organ: 20.12.1989 Statistična domicilna dejavnost:
PROIZVODNJA NAPRAV ZA DISTRIBUCIJO IN KRMILJENJE ELEKTRIKE
Kapital: 187.782 EUR (osnovni kapital, Domači kapital) Število zaposlenih: 330 Velikost: Srednje enote Ustanovitelji: ERAR, PROIZVODNJA, POSREDNIŠTVO,
TRGOVINA, NAJEM IN STORITVE, d. o. o. Zastopniki: Mitrović Violeta, Palčec Vladimir Čisti prihodki od prodaje: 9.552.436 EUR Čisti dobiček ali izguba obračunskega obdobja:
8667 EUR
Tovarna stikalnih naprav je podjetje, kiima tradicijo delovanja od sredine prejšnjega
stoletja. Nekje dosredine devetdesetih let je bilo podjetje usmerjeno na trge v Jugoslaviji,z
razvojem sodobnih stikalnih celic in vakuumskega odklopnika se je podjetje začelo
odpirati navzven in z vlaganjem v nove tehnologije in v razvoj postalo konkurenčno tudi
širše. Podjetje posveča razvojnemu področju veliko pozornost. Dolgoletne izkušnje in
dober kadrovski potencial so združene v lastnem razvojno-raziskovalnem inštitutu za
energetsko in stikalno tehniko [11].
Zaradi vrhunske kvalitete proizvodov, ustrezne tehnologije, kratkih dobavnih rokov v
skladu z zahtevami kupcev se uvrščajo med proizvajalce tovrstne opreme, ki konkurirajo
na svetovnih trgih. Projektirajo, proizvajajo opremo in izvršujejo montažo energetskih
objektov nazivne napetosti do 36 kV. S projektiranjem in z montažo transformatorskih in
razdelilnih postaj razširjajo proizvode do najvišje integracije transformatorskih postaj
raznih izvedb in na inženiring elektroenergetskih objektov napetosti do 110 kV [11].
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 12
Njihovi kupci so predvsem elektrodistribucijska in industrijska podjetja, posredni
uporabniki njihovih proizvodov in storitev so vsi, ki uporabljajo električno energijo[11].
Razdelitev proizvodnega programa, ki ga predstavljamo v nadaljevanju:
– stikalne celice,
– stikalni aparati,
– transformatorske postaje,
– izolacijski in konstrukcijski elementi,
– dodatni elementi [11].
3.1 STIKALNE CELICE
Izdelujejo SN stikalne celice do napetosti 36 kV.
SN celice z odklopniki:
– izvlečljive kovinsko oklopljene in pregrajene stikalne celice za 12 in 24 kV,
– izvlečljive kovinsko oklopljene celice (Slika 3.1, a) za 12 in 24 kV,
– izvlečljive pregrajene stikalne celice z odklopnikom na vozičku (Slika 3.1, b) za 12 do
36 kV,
– celice s fiksno vgrajenim odklopnikom (Slika 3.1, c) za 12 kV do 36 kV,
– kasetne celice (Slika 3.1, d) za 12 kV in 24 kV, za kombinacijo s celicami z ločilnimi
stikali [11].
a) b) c) d) Slika 3.1: Primer a) izvlečljive kovinsko oklopljene celice, b) kovinsko pregrajene stikalne celice,
c) celice s fiksno vgrajenim odklopnikom in d) kasetne celice [11]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 13
SN celice z ločilnimi stikali:
– SN celice s kompresijskimi ločilnimi stikali (Slika 3.2, a) za 12 kV in 24 kV,
– SN stikalne celice s kompresijskimi ločilnimi stikali ozke izvedbe za 24 kV,
– SN stikalne celice z ločilnimi stikali BAL za 12 kV in 24 kV,
– SN nadstropni blok s kompresijskimi ločilnimi stikali (Slika 3.2, b) za 24 kV,
– SN nadstropni blok z ločilnimi stikali BAL za 24 kV,
– SN stikalna celica z ločilnim stikalom za končno transformatorsko postajo [11].
a) b) Slika 3.2: Primer a) SN celice s kompresijskimi ločilnimi stikali in b) SN nadstropnega bloka s
kompresijskimi ločilnimi stikali [11]
3.2 STIKALNI APARATI
Stikalni aparati se izdelujejo za nazivne napetosti do 36 kV, in sicer za zunanjo in notranjo
postavitev [11].
Notranjemontažni NN in SN stikalni aparati:
– NN ločilna stikala za 400 A do 3000 A;
– NN ločilniki za 400 A do 2500 A;
– NN preklopni ločilniki za 400 A do 630 A;
– tripolne varovalne letve za 250 in 400 A;
– SN vakuumski odklopniki (Slika 3.3, a) za 12 kV do 36 kV;
– SN ločilna stikala z generiranjem plina za 12 kV do 36 kV, 400 A do 2500 A;
– SN kompresijska ločilna stikala (Slika 3.3, b) za 12 kV in 24 kV, 630 A;
– SN ločilna stikala z generiranjem plina za 12 kV in 24 kV, 630 A;
– SN drsni ločilniki za 12 kV in 24 kV, do 2500 A;
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 14
– SN ločilniki(Slika 3.3, c) za 12 kV do 36 kV, 400 A do 2500 A;
– SN ozemljilna stikala za 12 kV do 36 kV;
– SN nosilci varovalk za 12 kV do 36 kV, 100 A in 200 A;
– signalna stikala za NN in SN aparate;
– ročni in elektromotorni pogoni, elementi za povezavo, pribor za aparate [11].
a) b) c)
Slika 3.3: Primer a) SN vakuumskega odklopnika, b) SN kompresijskega ločilnega stikala,c) SN ločilnik [11]
Zunanjemontažni SN stikalni aparati:
– SN vakuumski odklopnik za zunanjo montažo (Slika 3.4, a) za 24 kV;
– SN ločilniki v nerjavni izvedbi(Slika 3.4, b) za 12 kV do 36 kV, 400 A do 1250 A;
– SN enofazno ločilno stikalo za 25 kV, 400 A;
– SN enofazno nosilci varovalk v nerjavni izvedbi za 12 kV in 36 kV;
– ročni in elektromotorni pogoni, elementi za povezavo, pribor za aparate [11].
a) b) Slika 3.4: Primer a) SN vakuumskega odklopnika za zunanjo montažo in b) SN ločilnika v nerjavni
izvedbi [11]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 15
3.3 TRANSFORMATORSKE POSTAJE
S projektiranjem in z montažo transformatorskih in razdelilnih postaj razširjajo proizvode
do najvišje integracije na napajalne transformatorske postaje SN na NN raznih izvedb in na
inženiring elektroenergetskih objektov napetosti do 110 kV [11].
Različne izvedbe:
– nerjavne pločevinaste transformatorske postaje (slika 3.5, a),
– kompaktne in montažne betonske transformatorske postaje (slika 3.5, b),
– kontejnerske in prevozne transformatorske postaje (slika 3.5, c) [11].
a) b) c) Slika 3.5: Primer a) nerjavne pločevinaste transformatorske postaje, b) betonske transformatorske
postaje,c) prevozne transformatorske postaje [11]
3.4 IZOLACIJSKI IN KONSTRUKCIJSKI ELEMENTI
Izolacijski in konstrukcijski elementi iz epoksidnih smol se izdelujejo za napetosti do 38
kV za notranjo in zunanjo postavitev [11].
Slika 3.6: Primer izolacijskih elementov iz epoksidne smole [11]
Notranjemontažni izolacijski elementi iz epoksidne smole:
– NN podporni izolatorji za 1 kV do 3 kV,
– SN podporni izolatorji za 12 kV do 38 kV,
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 16
– SN podporni izolatorji za indikacijo visoke napetosti za 12 kV do 38 kV,
– SN skoznji izolatorji za prehod tračnih vodnikov za 12 kV do 38 kV,
– SN skoznji izolatorji za prehod iz prostora v prostor za 12 kV in 24 kV,
– izolacijski in konstrukcijski elementi po individualnih željah [11].
Zunanjemontažni izolacijski elementi iz epoksidne smole:
– SN podporni izolatorji za 12 kV do 38 kV in
– SN skoznji izolatorji za prehod iz zgradbe na prosto za 12 kV in 24 kV [11].
3.5 DODATNI ELEMENTI
Dodatni elementi dopolnjujejo proizvodni program in dajejo stikalnim aparatom celovite
funkcionalnosti, kot so:
– grelci za stikalne naprave,
– indikatorji visoke napetosti za postavitev na zbiralnico za 12 kV do 38 kV,
– indikatorji visoke napetosti za daljinsko signalizacijo za 12 kV do 38 kV,
– vtični indikatorji visoke napetosti,
– spojni material,
– ozemljitveni elementi [11].
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 17
4 DOSEDANJE IZVEDBE PODNOŽIJ ZA ZUNANJE TRANSFORMATORSKE POSTAJE
Varovalke predstavljajo oslabljeni del električnega tokokroga v transformatorski postaji ali
razdelilnih omarah. Stikalni izklop varovalke je hiter, saj tok ne naraste na udarno
amplitudno vrednost, ampak ga prekine že v prvi četrtinki polperiode. Ob pogostih kratkih
stikih pa je taka izvedba zaščite neugodna, saj mora pregorelo varovalko vselej zamenjati
odgovorna oseba, ki pa je lahko podvržena nevarnosti dotika delov pod napetostjo [6].
VN taljivi vložki (Slika 4.1) so namenjeni za zaščito visokonapetostnih porabnikov
(vodov, transformatorjev, motorjev, kondenzatorskih baterij, stikalnih naprav itn.) pred
termičnimi in dinamičnimi posledicami, ki jih povzroči tok, ki po amplitudi in trajanju
presega dovoljeno vrednost. Zaradi zmerne cene, enostavnega vzdrževanja in majhnih
dimenzij so visokonapetostni taljivi vložki zelo primerna rešitev v primerih, ko bi uporaba
drugačnih vrst zaščite pomenila previsok strošek glede na ceno celotnega sistema [13].
Visokonapetostni taljivi vložkiso namenjeni zaščiti nizko- in srednjenapetostnih električnih
inštalacij na področju distribucije električne energije. Zanje so značilni visoka izklopna
zmogljivost, zanesljiv sistem zatesnitve proti vdoru vlage ter odsotnost staranja [13].
Slika 4.1: Visokonapetostni taljivi vložki in podnožje podjetja ETI [13]
Zaščita distribucijskih transformatorjev je najpogosteje izvedena s pomočjo taljivih
varovalk in stikal. Energetske transformatorje manjših moči (do 100 kVA) ščitimo pred
kratkostičnimi tokovi z vgradnjo visokonapetostnih varovalk. Taljivi vložek se vstavi na
podnožje, ki je pritrjeno nad samim transformatorjem. Podnožja varovalke so lahko
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 18
različnih izvedb in konstrukcij. Skupno vsem obstoječim izvedbam podnožij je, da niso
izolirana. Tuditaljivi vložek ni izoliran. Pri omenjeni izvedbi obstaja nevarnost dotika
delov pod napetostjo in okvare zaradi dostopa malih živali, kar prikazuje Slika 4.2 [3].
Slika 4.2: Primer neizoliranih mest v razdelilni transformatorski postaji [3]
Primer klasične transformatorske postaje z neizoliranimi 20 kV podstavki varovalk
prikazuje Slika 4.3, a. Enopolni SN izolirani podstavek VOH 01 odpravlja nevarnost
dotika delov pod napetostjo in preprečuje okvare zaradi dostopa malih živali, kar prikazuje
Slika 4.3, b [5].
a) b) Slika 4.3: Klasična TP z neizoliranimi podnožji varovalke a) in z enopolnimi SN izoliranimi
podnožji varovalk VOH 01[5]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 19
5 KONKURENČNI PROIZVOD – ENOPOLNO IZOLIRANO OHIŠJE SN VAROVALKE
Kot konkurenčni proizvod smatramo Enopolno izolirano ohišje SN varovalke. Uporablja
se za vgradnjo na stolpne transformatorske postaje podeželjskega tipa (Slika 5.1), ki pa jih
TSN ne izdeluje.
Slika 5.1: Primer stolpne transformatorske postaje podeželjskega tipa
Pri projektiranju in izgradnji transformatorskih postaj je potrebno transformator zavarovati
pred kratkim stikom z vgradnjo VN varovalk.S stanjem tehnike, ki je danes v uporabi, se
SN vložki varovalke vgrajujejo na stojalo, ki se nahaja pričvrščeno na konstrukcijo stolpa
nad samim transformatorjem. Glede na tip stolpa (betonski, jekleno-rešetasti)so v uporabi
stojala različnih izvedb in konstrukcij.Ne glede na konstrukcije stolpapodnožja varovalk, s
tem tudi varovalke, niso izolirana [10].
Zaradi načina priključitve transformatorske postaje na omrežje je najpogosteje priključek
na VN strani transformatorja neizoliran. Zaradi tega obstaja velika nevarnost dotika delov
pod visoko napetostjo, prav tako obstaja možnost dostopa malih živali [10].
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 20
Izpostavljenost stolpnih transformatorskih postaj neželenim vremenskim vplivom
(predvsem soli in onesnaženosti) lahko v praksi povzroči izpad transformatorja iz pogona,
v nekaterihprimerih tudi napake na postrojenju, kar lahko privede tudi do dolgotrajno
nedostavljanje električne energije.Elektroenergetske transformatorje in objekte je potrebno
tehnično zaščititi pred dostopom malih živali (miši, podgane, kune, vidre, ptice, mačke
itd.). Zaščita mora onemogočiti, da bi živali s svojim telesom premostile dve vodili in tako
izzvale napako na postrojenju. V ta namen je potrebno izolirati vodila in dele pod
napetostjo, ki so dostopni malim živalim, z izolacijskim materialom primerne dielektrične
in mehanske trdnosti [10].
Enopolno izolirano ohišje SN varovalkse uporablja namesto klasičnihpodnožij SN
varovalk. Vgrajuje se na prevodni izolator na primarju transformatorja. Z uporabo
navedenega ohišja se lahko število vgrajenih komponent, potrebnih za izvedbo stolpne
transformatorske postaje,bistveno reducira in s tem tudi konstrukcija same postaje postane
znatno poenostavljena. Sama vgradnja ohišja ne zahteva uporabo posebnih orodij in
znanja. Uporaba navedenega proizvoda, spojno mesto ter sam vložek varovala so popolno
izolirani. S tem se izognemo potrebi po naknadnem izoliranju ali intervenciji kake druge
vrste, pri kateri je potrebno izvajanje različnih izolacijskih elementov [10].
Z uporabo izoliranega ohišja SN varovalke, izvedenega s prevodnim izolatorjem, je moč
uporabljati kabelski priključek s paralelno povezanim odvodnikom prenapetosti, s čemer se
konstrukcija postaje dodatno poenostavi.Kompaktna izvedba ohišja je glavna predpostavka
enostavne montaže [10].
Električni spoj s postrojenjem transformatorja se izvede samo s pomočjo enega vijaka, tako
je ohišje kompaktnejše, vsi ostali dodatni elementi so nepotrebni. Ohišje varovalk se
izdeluje iz visokokakovostnega izolacijskega materiala. Odlikuje ga visoka mehanska
odpornost, pa tudi odpornost na atmosferske in kemijske vplive [10].
Prednosti uporabe:
– popolno izolirano varovalo in spojno mesto,
– enostavna montaža/demontaža,
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 21
– visoka mehanska in dielektrična trdnost,
– odpornost na UV-žarčenja,
– Snaknadno vzdrževanje je nepotrebno [10].
Lahko se uporabljajo samo vremensko nespremenljivi vložki varovala s premerom kape
največ 68 mm.Zaradi segrevanja mora biti nazivni tok vložka varovalke dvakrat večji od
nazivnega toka transformatorja [10].
Slika 5.2: Prikaz NOOS1 z vgradnim mestom varovalke [10]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 22
6 ENOPOLNO SN IZOLIRANO PODNOŽJE VAROVALK VOH 01
Kot že omenjeno, je zaščita distribucijskih transformatorjev najpogosteje izvedena s
pomočjo VN taljivih vložkov in podnožij dosedanjih izvedb, ki niso izolirana. Zaradi novih
varnostnih zahtev in varstva pri delu morajo biti vsi izpostavljeni prevodni deli in podnožja
varovalk ozemljeni. Te pomanjkljivosti odpravlja Enopolno SN izolirano podnožje
varovalk VOH 01, katerega sestava in dimenzije so prikazane v nadaljevanju in natančneje
v prilogah.
Z vgradnjo VOH 01 podnožja na pokrovtransformatorja (Slika 6.1) ima postaja popolnoma
izoliran SN del.Ker so napetostne in tokovne poti popolnoma izolirane, ni nevarnosti, da bi
zaradi ustvarjanjaplazilnih poti prišlo do preboja napetosti.Pri vseh teh postajah se z
uporabo podnožja VOH01 vzdrževanje in čiščenje SN delazmanjša ali popolnoma odpade.
Obenem je pri posegih na NN delu postaje preprečenamožnost dotika delov pod visoko
napetostjo [3].
Slika 6.1: Prikaz vgrajenih podnožij VOH 01 na ohišje transformatorja [9]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 23
6.1 KARAKTERISTIKE PODNOŽJA VOH 01
Karakteristike enopolno izoliranega podnožja varovalk VOH 01 so:
– popolnoma izolirana izvedba, ki omogočavzdrževanje TP brez nevarnosti dotika
visokenapetosti;
– indikacija prisotnosti napetosti v kabelskempriključku;
– mehanska signalizacija delovanja varovalke zmožnostjo prigradnje mikro stikala za
daljinskiprenos informacije stanja vložka;
– uporaba standardnega VN taljivega vložka zudarno iglo;
– namestitev posameznih ohišij na pokrovenergetskega transformatorja z
možnostjonastavljanja pritiska na skoznjiktransformatorja;
– enostavna manipulacija oziroma menjavavarovalke v TP;
– pripravljenost za uporabo na transformatorjih skonektorskim skoznjikom, ki ustreza
standarduSIST EN 50181 (izvedba za izolirani kabelskipriključek);
– pripravljenost za priključitev kabelskegakonektorskega priključka(vmesnik C630A),
kiustreza standardu SIST EN 50181 in istočasnoomogoča prigradnjo odvodnika
prenapetosti;
– ne potrebuje dodatnega vzdrževanja [3].
Nazivna napetost naprave je 24 kV, uporablja se lahko tudi za nižje napetosti. Nazivni tok
naprave je 100 A. Za podnožja nazivnega toka 200 A je predvidena posebna izvedba
kontaktnih povezav in čeljusti. Vsi uporabljeni materiali zagotavljajo mehansko in
dielektrično varnost. Na kabelskem priključku je izvedena svetlobna signalizacija
prisotnosti napetosti (SIST EN 61958:2002, SIST EN 61243-5:2002). Osnovna izvedba z
vgrajenimi indikatorji tipa IN5 (TSN) omogoča lokalno svetlobno signalizacijo prisotnosti
napetosti na priključnem kablu. Indikator IN5 (Slika 6.2) je pritrjen na vrtljivem podnožju
(ohišju) tako, da ga je moč nastaviti v želeno smer [3].
Signal dobiva iz priključka indikacije na fiksnem delu naprave; plašč kabla ozemljimo na
ozemljitveni vijak. V primeru vgradnje indikatorja napetosti IN6 je potrebno lastno
napajanje (<1W, 24–48VDC; 90–220VDC,AC). S tem imamo možnost daljinskega prenosa
signala prisotnosti visoke napetosti in signala neprisotnosti visoke napetosti [3].
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 24
Slika 6.2: Indikacija prisotnosti napetosti na kabelskem priključku VOH 01 z indikatorjem IN5[3]
6.2 KONSTRUKCIJA PODNOŽJA VOH 01
Podnožje varovalke VOH 01 je narejeno za vgradnjo standardiziranih taljivih vložkov z
maksimalnim premerom izolacijske cevi 85 mm in dolžino izolacijske cevi 442 mm.
Premer kontaktne kape taljivega vložka je 45 mm. Zaradi segrevanja v zaprtem ohišju
podnožja mora biti nazivni tok taljivega vložka vsaj dvakrat večji od nazivnega toka
transformatorja [3].
V primeru delovanja taljivega vložka udarna igla sproži vzvodovje v notranjosti podnožja,
ki premakne mehanski indikator. V primeru, da želimo informacijo o delovanju varovalke
daljinsko voditi naprej, indikator na fiksnem delu podnožja sproži mikro stikalo [3].
Pritrditev podnožja na transformator je zasnovana tako, da so zagotovljene vse potrebne
električne karakteristike. Podnožje VOH 01 je sestavljeno iz fiksnega dela, pritrjenega na
pokrov energetskega transformatorja, in iz izvlečljivega dela, ki vsebuje taljivi vložek
(Slika 6.3) [3].
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 25
Slika 6.3: Sestava podnožja VOH 01 [3]
Fiksni del je izdelan iz izolacijskega materiala (cikloalifatična epoksidna smola). S
sistemom nosilcev je pritrjen na pokrov energetskega transformatorja. V notranjosti
fiksnega dela so integrirani sklopi indikatorske mrežice s priključki, sistem vzvodovja za
signalizacijo delovanja udarne igle taljivega vložka, silikonski vložek za povezavo na
skoznjik transformatorja in fiksni kontakti podnožja. Na nosilcih so ozemljitveni sklopi za
posamezne ozemljitve [3].
Podnožje montiramo tako, da iztisnemo ves zrak med silikonskim vložkom in
izolacijskima materialoma. Mehanska izvedba zagotavlja fiksno pritrditev in varuje VN
priključke transformatorja pred poškodbami. Celotna nosilna konstrukcija je narejena iz
nerjavečih materialov [6].
V montirani fiksni del se postavi izvlečljivi del podnožja. V izvlečljivem delu podnožja so
čeljusti glavnih izvlečljivih kontaktov in kontakti, ki nosijo taljivi vložek. Izvlečljivi
kontakti so izdelani za obremenitev trajnega toka do 400 A. Zaradi uporabe v zaprtem
ohišju, ki onemogoča naravno cirkulacijo, je definiran nazivni tok 100 A. Vse notranje
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 26
bakrene povezave so tokovno predimenzionirane, ker se preko njih odvaja toplota iz ohišja
podnožja [3].
Izvlečljivi del je izdelan iz izolacijskega materiala in oblečen v ozemljeni kovinski plašč. V
notranjem delu so:taljivi vložek, sistem izvlečljivih kontaktov in silikonsko tesnilo. Fiksni
in izvlečljivi del sta povezana s sistemom vodil z možnostjo zaklepanja v končnem
položaju [3].
6.3 UPORABA IN IZVEDBA
Enopolno izolirano podnožje VOH 01 je namenjeno za varovanje transformatorjev.
Primerno je za vgradnjo VN taljivih vložkov do 100 A. Posebna izvedba ohišja omogoča
vgradnjo tudi 200 A varovalnih vložkov [3].
Tabela 6.1: Tehnični podatki [3]
Tip: VOH 01 Nazivna napetost: 24 (12) kV Nazivna vzdržna kratkotrajna napetost: 50 kV Nazivna vzdržna atmosferska udarna napetost:
125 kV
Nazivni tok: 100 (200) A Nazivni temenski tok: 50 kA Nazivni kratkotrajni tok: 20 kA Stopnja zaščite (IEC 60529): IP 54 Širina: Globina: Višina:
225 mm 275 mm 724 mm
Karakteristike taljivega vložka: –nazivni tok –širina izolacijske cevi –dolžina izolacijske cevi –premer priključka vložka –maksimalna dolžina
do 100 (200) A maximum 85 mm 442 mm 45 mm 512 mm
Podnožje VOH 01 je predvideno za vgradnjo na transformatorje hermetičnega tipa s 24
(12) VN priključki tipa plug –inmoči 50 do 630 kVA. Izvedbe nosilne konstrukcije
omogočajo pritrditev podnožja na pokrov brez posega v energetski transformator [3].
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 27
Pri montaži podnožja na pokrov transformatorja z zateznim vijakom zagotovimo pravilen
pritisk na silikonski vložek, ki se nahaja med podnožjem in skoznjikom transformatorja. S
podpornima nosilcema fiksiramo podnožje in preprečimo premikanje pri manipulaciji z
izvlečljivim delom. V nasprotnem lahko pride do poškodb na podnožju ali na skoznjiku
transformatorja. S tem je končana montaža fiksnega dela podnožja na pokrovu in
priključku transformatorja (Slika 6.4). Taljivi vložek vstavimo v izvlečljivi del (pokrov).
Pokrov vstavimo na vodila fiksnega dela, premaknemo ga naprej, da se namestijo
izvlečljivi kontakti, končno lego pa fiksiramo z ročico [3].
Slika 6.4: Pritrjevanje podnožja na pokrov transformatorja [3]
Postopek vstavljanja pokrova s taljivim vložkom ponovimo za vsako fazo. Postopek
zamenjave taljivega vložka poteka po obratnem vrstnem redu. Po snetju pokrova podnožja
lahko pregoreli taljivi vložek zamenjamo zunaj postaje [3]. Na fiksnem delu nastavimo
vzodovje v začetni položaj, ki kaže stanje taljivega vložka. Pokrov z zamenjanim vložkom
ponovno vstavimo na fiksni del. S tem je naprava pripravljena za obratovanje [3].
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 28
7 EKONOMSKA ANALIZA VOH 01
Z ekonomsko analizo želimo odkriti in razložiti tiste zakonitosti proizvodnje, ki so skupne
vsem oziroma večini proizvodnih procesov. Glede tehnologije poznamo mnogo vrst
različnih proizvodnih procesov, vsak med njimi uporablja svojo tehniko, vsaka tehnika pa
izkorišča določene naravne zakonitosti. V ekonomiji nas zanima izid proizvodnega
procesa, korist, ki jo imajo ljudje od dobrine, in napor v obliki dela ali drugih proizvodnih
dejavnikov, ki je nuja za doseganje določene koristi [2].
Celotna oprema transformatorja se z uporabo podnožij VOH 01 podraži (cena stare
izvedbe je 350 €, cena nove izvedbe je 1400 €), kar upravičujejo lastnosti:
–varnost obratovanja,
–povečana zanesljivost obratovanja,
–lažja manipulacija - menjava varovalke [9].
Koristi za kupca so:
–zadovolji zahteve pravilnika o varnem delu na elektro energetskih napravah,
–kompaktna izvedba, ki ne potrebuje vzdrževanja;
–omogoča popolnoma izoliran SN del transformatorske postaje, kar omogoča
posege (meritve, nastavitve …) na NN strani brez posebnih pogojev (izpit za delo
na SN napravah);
–zmanjša možnost izpada (male živali, prah …) [9].
Koristi za proizvajalca TSN:
–tržna niša, kjer lahko uveljavljajo svoj izdelek,
–s spremljanjem trga in pogovori s kupci je TSN prišel do novega izdelka,
–kompatibilnost s TSN transformatorsko postajo [9].
Razvoj novega izdelka je trajal 2 leti:
–obstoječe izdelke spremeniti, da odgovarjajo VOH 01,
–modeliranje (3D),
–simulacija z modelom,
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 29
–izdelava prototipnega orodja,
–prototipni izdelek (približek),
–dokumentacija,
–izdelava orodja,
–izdelava izdelka,
–prototipna serija (4 kompleti za preskus, prodanih 11 kompletov) [9].
V sklopu ekonomske analize smo v nadaljevanju izvedli še analizo praga pokritja.
7.1 ANALIZA PRAGA POKRITJA
Analiza, analiziranje, razčlenjevanje: premišljeno ugotavljanje sestavin kakega pojava
ter njihove velikosti in medsebojnih razmerij; pri spoznavanju sestavljenosti kakega
pojava, stanja ali procesa se uporablja metoda razčlenjevanja (metoda analize) [8].
Analiza praga pokritja je ena izmed najstarejših metod, s katero dobimo začetno
informacijo o uspešnosti nameravane proizvodnje, prodaje določenega izdelka, poslovne
aktivnosti in podobno [7].
Analiza praga pokritja je analiza, s katero raziskujemo medsebojne odvisnosti med:
–prihodki podjetja,
–stroški in
–dobički
glede na različne ravni outputa [7].
Prag pokritja ali prelomna točka je tisti obseg proizvodnje, pri katerem so celotni stroški
enaki celotnim prihodkom. Iz Slike 7.1 je razvidno, da podjetje ustvarja dobiček, kjer so
celotni prihodki (CP) večji od celotnih stroškov (CS);med točkamaQAinQC.Do točke QA
(prag pokritja stroškov) podjetje posluje z izgubo, v točki QB pa ustvarja maksimalni
dobiček. Zaradi naraščanja stroškov in padanja celotnih prihodkov podjetje po točki QC
(meja pokritja stroškov) znova začne poslovati z izgubo [7].
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 30
Slika 7.1: Splošni model praga pokritja [7]
7.1.1 Izračun praga pokritja
Podatki:
–prodajna cena: 1400 €;
–lastna cena: 1200€;
–stroški razvoja in opreme:
–orodje za pokrov: 10000 €,
–orodje za ohišje: 10000 €,
–zvon za vakumiranje aralditne mase (novi): 18000 €,
–nova peč za izdelek (faza pečenja): 5000 €;
–stroški dela: 360 €;
–stroški materiala: 840 €;
–proizvodnja 10 izdelkov (3 kompleti in 1 višek) na teden [9].
Uporabljeni simboli enčb:
C = prodajna cena za enoto outputa CP = celotni prihodek CS = celotni strošek CFS = celotni fiksni stroški CVS = celotni variabilni stroški PVS = povprečni variabilni stroški
prihodki in
stroški
količina outputa
QA QB QC
meja pokritja
prag pokritja
izguba
CS
CP
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 31
PPK = povprečni prispevek za kritje Qk = kapaciteta opazovanega obrata QB = obseg prodaje PB = prihodek od prodaje %B = odstotek izrabe kapacitet v točki pokritja D = celotni dobiček od prodaje Q enot
Posamezne vrste stroškov se obnašajo različno do količine produkta. Na fiksne stroške
količina produkta ne vpliva, zato jih imenujemo stroški kapacitet, medtem ko se variabilni
stroški spreminjajo s količino produkta. Celotne stroške sestavljajo tako fiksni kot tudi
variabilni stroški [2].
Lastna cena: vsota vseh neposrednih in posrednih stroškov, ki odpadejo na količinsko
enoto proizvoda ali storitve, pri čemer ni noben del stroškov v obdobju izvzet iz
razporejanja po tedaj nastalih proizvodih in storitvah (ter nabavljenih količinah, kolikor gre
za stroške nabave) [8].
Prodajna cena: cena, po kateri se ponudi in proda blago; lahko vključuje prevozne in
druge stroške do kupca, lahko pa tudi dane popuste [8].
CFS = 43000 €
C = 1400 €
PVS =1200 €
a) izračun potrebnih enot v pragu pokritja
43000
1400 1200 215 7.1
Da bi dosegli prag pokritja, moramo prodati 215kompletov izdelkov.
Izračun celotnih prihodkov in celotnih stroškov pri prodaji 215kompletov izdelkov.
· 1400 · 215 301000 € 7.2
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 32
· 43000 215 · 1200 301000 € 7.3
Kot že omenjeno, morajo biti celotni prihodki in celotni stroški enaki.
b) izračun potrebnega prihodka v pragu pokritja
1 143000
1301000 € 7.4
Potrebni prihodek mora biti 301000 €, da dosežemo prag pokritja stroškov.Povsem jasno
je, da smo dobili enak rezultat, kot je pri prejšnjem izračunu.
c) izračun izrabe kapacitet v pragu pokritja
10 izdelkov/teden (1 teden = 5 delovnih dni)
42 izdelkov (14 kompletov)/mesec (1 mesec = povprečno 21 delovnih dni)
Tako je:
Qk = 336 kompletov/2 leti.
% · · 10043000
1400 1200 · 336 · 100 63,99 % 7.5
Podjetje dosega prag pokritja že pri 63,99% izrabi svojih zmogljivosti v dveh letih
proizvodnje 336-ih kompletov.
d) izračun časav pragu pokritja
č21514 15,4 7.6
Pri 100% izrabi kapacitet podjetje potrebuje 15,4 mesecev za dosego praga pokritja.
7.1.2 Izračun ciljnega dobička
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 33
Običajno v podjetju nismo zadovoljni s tem, da bi ugotovili, kdaj bomo dosegli prag
pokritja, temveč nas predvsem zanima, kdaj bomo dosegli določen ciljni dobiček. Ustvariti
moramo toliko prihodka, prodati toliko izdelkov ali izkoristiti kapacitete do te mere, da
bomo dosegli ciljni dobiček [7].
D = 20000 € (želeni ciljni dobiček)
a) potrebna količina prodaje
43000 20000
1400 1200 315 7.7
b) potrebni prihodek
143000 20000
1441000 € 7.8
c) potrebni odstotek izrabe kapacitet
% · · 10043000 20000
1400 1200 · 336 · 100 93,75 % 7.9
d) izračun časa
č31514 22,5 7.6
Če želimo ustvariti 20000 € dobička, se potrebna količina prodaje poveča na
315kompletov izdelkov, potrebni prihodek od prodaje na 441000 € in potrebni izkoristek
kapacitet na 93,75 % v dveh letih proizvodnje. Pri 100% izrabi kapacitet podjetje doseže
ciljni dobiček v 22,5 mesecih.
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 34
8 SKLEP Cilj diplomske naloge je bil ugotoviti upravičenost uporabe podnožja VOH 01 in ugotoviti,
v kolikem času se povrnejo vložena sredstva. Proučevali in analizirali smo upravičenost
povečanja cene z uporabo teh podnožij, koristi za kupca in koristi za proizvajalca te
opreme ter izvedli analizo praga pokritja stroškov.
Zaščita distribucijskih transformatorjev je najpogosteje izvedena s pomočjo VN taljivih
vložkov, vendar podnožja varovalk dosedanjih izvedb in same varovalke niso izolirane.
Omenjeni neizolirani deli so šibke točke transformatorske postaje. Zaradi novih varnostnih
zahtev in varstva pri delu morajo biti vsi izpostavljeni prevodni deli in podnožja varovalk
ozemljeni.
Te pomankljivosti odpravlja enopolno SN izolirano podnožje varovalk VOH 01, saj ima
transformatorska postajatako popolnoma izoliran SN del.Izvedbe nosilne konstrukcije
omogočajo pritrditev podnožja na pokrov brez posega v energetski transformator. Ker so
napetostne in tokovne poti popolnoma izolirane, ni nevarnosti, da bi zaradi
ustvarjanjaplazilnih poti prišlo do preboja napetosti. Pri vseh teh postajah se z uporabo
podnožja VOH01 vzdrževanje in čiščenje SN delazmanjša ali popolnoma odpade. Uporaba
podnožja VOH 01 omogoča poenostavitev in večjo preglednost ter prostornost sicer
utesnjenih transformatorskih postaj tega tipa.
Podražitve celotne zaščitne opreme iz 350 € na 1400 € upravičujejo povečana varnost
obratovanja, povečana zanesljivost obratovanja in lažja menjava varovalke brez nevarnosti
dotika delov pod napetostjo.
Koristi za kupca so predvsem v tem, da zadovolji zahteve pravilnika o varnem delu na
elektroenergetskih napravah. S kompaktno izvedbo se izogne vzdrževalnim delom na tem
delu transformatorja. Naprava imapopolnoma izoliran SN del transformatorske postaje, kar
omogoča posege, kot so meritve in nastavitve ter zmanjša možnost izpada zaradi dostopa
malih živali, praha, vlage … Korist za proizvajalca TSN je, da je prišel do novega izdelka,
ki je kompatibilen z njihovo transformatorsko postajo.
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 35
Pri analizi praga pokritja smo izračunali celotne fiksne stroške 43000 € in povprečne
variabilne stroške 1200 €. Cena enega kompleta je 1400 €. Če podjetježeli doseči prag
pokritja, mora prodati 215kompletov izdelkov ins prodajo doseči prihodek 301000 €.
Podjetje bi doseglo prag pokritja pri 63,99% izrabi svojih zmogljivosti v dveh letih
proizvodnje 336-ih kompletov izdelkov.Pri 100% izrabi zmogljivosti pa potrebuje 15,4
mesecev za dosego praga pokritja. Če pa želi podjetje ustvariti določen ciljni dobiček, v
našem primeru 20000 €, mora prodajo povečati na 315kompletov izdelkov, potrebni
prihodek od prodaje na 441000 € in potrebni izkoristek kapacitet na 93,75 % v dveh letih
proizvodnje. Pri 100% izrabi kapacitet podjetje doseže ciljni dobiček v 22,5 mesecih.
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 36
9 LITERATURA, VIRI
1. B. Grčar,Uvod v zaščito elementov elektroenergetskih sistemov, Maribor, 2000.
2. D. Kračun, Osnove ekonomske teorije I, Maribor, 2004.
3. Z. Nedoh, R. Krivec, S. Grkman, Enopolno SN izolirano podnožje varovalke z
indikacijo prisotnosti napetosti in signalizacijo delovanja varovalke, 9. Konferenca
slovenskih elektrotehnikov – Kranjska Gora, 2009.
4. J. Pihler,Stikalne naprave elektroenergetskega sistema, druga dopolnjena izdaja,
Maribor, 2003.
5. R. Podpečnik,Analiza izolacijske trdnosti enopolnega srednjenapetostnega
izoliranega podstavka varovalke VOH 01, diplomsko delo, FERI, Maribor, 2010.
6. A. Razpet,Elektroenergetski sistemi, Ljubljana, 1997.
7. M. Rebernik, Ekonomika podjetja, 3. dopolnjena izdaja, Ljubljana, 1997
8. I. Turk, Temeljni ekonomski poslovnik s slovensko-angleškim in
angleško-slovenskim strokovnim slovarjem, Slovenski inštitut za revizijo,
Ljubljana, 2009.
9. Interna dokumentacija TSN.
10. http://www.energoservis.hr/ (Uporabljeno 26.7.2011)
11. http://www.tsn.si/ (Uporabljeno 15. 6. 2011)
12. http://www.bizi.si/ (Uporabljeno 24. 6. 2011)
13. http://www.eti.si/ (Uporabljeno 20. 7.2011)
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 37
10 PRILOGE 10.1 SESTAVA PODNOŽJA VOH 01
1. nosilec na TR.-konstrukcija 26. spodnji kontakt-pokrov 47. zgornji kontakt-fiksni del 2. distančnik – konstrukcija 31. zgornji kontakt na varovalki 48. fiksni del podnožja 9. zatezni vijak – konstrukcija 32. spodnji kontakt na varovalki 49. spodnji kontakt-fiksni del 11. ojačitev nosilca – konstrukcija 35. pokrov podnožja 50. sprožilec delovanja var. 14. nosilec stranski 36. nosilec sprožilca 51. sprožilec delovanja var. 15. nosilec na TR – konstrukcija 37. silikonsko tesnilo v podnožju 52. silikonsko tesnilo (na TR.) 16. nosilec na TR – konstrukcija 38. VN varovalka 53. zapiralo pokrova 19. nosilec – konstrukcija 40. pokrov sprožilca delovanja var. 54. zapiralo pokrova 20. ozemljitveni vijak 41. sprožilec delovanja var. 56. IN5 ohišje 21. zgornji nosilec 42. pokazalo delovanja var. 57. IN5 vtični del 22. spodnji nosilec 45. priključek za indikacijo
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 38
10.2 DIMENZIJE PODNOŽJA VOH 01
Vse mere so v mm.
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 39
10.3 SHEMATSKI PRIKAZ DELOVANJA IN MONTAŽE VOH 01
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 40
10.4 SEZNAM SLIK
Slika 2.1: Enostavna topološka shema elektroenergetskega omrežja
Slika 2.2: Vloga transformatorjev v EES-u [1]
Slika 2.3: Električne okvare transformatorja [1]
Slika 2.4: Konstrukcija ETI taljivega vložka [13]
Slika 2.5: Primer ETI varovalke nameščene v podnožje [13]
Slika 2.6: Prikaz transformatorske postaje z uporabo podstavkov VOH 01[9]
Slika 2.7: Enopolno izolirano ohišje SN varovalke NOOS 1 [10]
Slika 3.1: Primer a) izvlečljive kovinsko oklopljene celice, b) kovinsko pregrajene stikalne celice, c) celice s fiksno vgrajenim odklopnikom in d) kasetne celice [11]
Slika 3.2: Primer a) SN celice s kompresijskimi ločilnimi stikali in b) SN nadstropnega bloka s kompresijskimi ločilnimi stikali [11]
Slika 3.3: Primer a) SN vakuumskega odklopnika, b) SN kompresijskega ločilnega stikala, c) SN ločilnik [11]
Slika 3.4: Primer a) SN vakuumskega odklopnika za zunanjo montažo in b) SN ločilnika v nerjavni izvedbi [11]
Slika 3.5: Primer a) nerjavne pločevinaste transformatorske postaje, b) betonske transformatorske postaje, c) prevozne transformatorske postaje [11]
Slika 3.6: Primer izolacijskih elementov iz epoksidne smole [11]
Slika 4.1: Visokonapetostni taljivi vložki in podnožje podjetja ETI [13]
Slika 4.2: Primer neizoliraniih mest v razdelilni transformatorski postaji [3]
Slika 4.3: Klasična TP z neizoliranimi podnožji varovalke a) in z enopolnimi SN izoliranimi podnožji varovalk VOH 01 [5]
Slika 5.1: Primer stolpne transformatorske postaje podeželjskega tipa
Slika 5.2: Prikaz NOOS1 z vgradnim mestom varovalke [10]
Slika 6.1: Prikaz vgrajenih podnožij VOH 01 na ohišje transformatorja [9]
Slika 6.2: Indikacija prisotnosti napetosti na kabelskem priključku VOH 01 z indikatorjem IN5 [3]
Slika 6.3: Sestava podnožja VOH 01 [3]
Slika 6.4: Pritrjevanje podnožja na pokrov transformatorja [3]
Slika 7.1: Splošni model praga pokritja [7]
Ekonomska analiza enopolnega SN izoliranega podnožja varovalk VOH 01 Stran 41
10.5 SEZNAM PREGLEDNIC
Tabela 3.1: Osnovni podatki podjetja TSN [11] ................................................................. 11
Tabela 6.1: Tehnični podatki [3] ......................................................................................... 26
10.6 NASLOV ŠTUDENTA
Ime in priimek: Matej Pogladič
Naslov: Gornji dolič 131
Pošta: 2383 Mislinja
Tel.študenta: 031 543 282
e-mail študenta: [email protected]
10.7 KRATEK ŽIVLJENJEPIS
Rojen:
5. 8. 1988 v Slovenj Gradcu
Šolanje:
1995–1997 Osnovna šola Vitanje
1997–1999 Osnovna šola Dolič
1999–2003 Osnovna šola Mislinja
2003–2007 Poklicna in tehniška elektro in računalniška šola, Velenje
2007–2011 Fakulteta za elektrotehniko računalništvo in informatiko, Maribor