Tomaž Rezar
NA ČRTOVANJE VGRADNJE DALJINSKO VODENIH LO ČILNIH MEST V OMREŽJE ELEKTRA CELJE
Diplomsko delo
Ljubljana, maj 2014
NA ČRTOVANJE VGRADNJE DALJINSKO VODENIH LO ČILNIH MEST V OMREŽJE ELEKTRA CELJE
Diplomsko delo
Študent: Tomaž Rezar Študijski program: univerzitetni študijski program Elektrotehnika Smer: Mo čnostna elektrotehnika Mentor na fakulteti: red. prof. dr. Jože Pihler Somentor na fakulteti: red. prof. dr. Gorazd Štumberger Somentor v gospodarski družbi: Miran Rošer, univ. dipl. inž. el. Lektorica: Cvetka Rezar, prof. slov.
Ljubljana, maj 2014
ii
iii
iv
Zahvala
Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Jožetu Pihlerju in somentorju red. prof. dr. Gorazdu Štumbergerju za strokovno pomo č in vodenje pri izdelavi diplomskega dela. Hvala somentorjema v podjetjih Elektro Celje, d. d., in Altens, d. o. o., g. Miranu Rošerju in g. Darku Lestanu, za vložen čas in trud ter vse konstruktivne pripombe pri nastajanju pri čujo čega diplomskega dela. Posebna zahvala gre staršem in vsej moji družini za pomo č, podporo in spodbude v času mojega študija in nastanka diplomskega dela. Hvala ženi Tini za pomo č, razumevanje in nenehno spodbudo.
v
vi
Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Klju čne besede: daljinsko vodeno lo čilno mesto, elektroenergetsko omrežje, avtomatizacija omrežja, odklopnik, lo čilno stikalo, bremensko stikalo
UDK: 621.311:621.313/.314(043.2)
Povzetek:
V pri čujo čem diplomskem delu je zajeto na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih ločilnih mest v omrežje ene od petih slovenskih elektrodistribucijskih družb, in sicer Elektra Celje. Predstavljeno je trenutno obratovalno stanje omrežja ter stikalni aparati, ki so primerni za vgradnjo v daljinsko vodeno lo čilno mesto. Na spletni strani Javne agencije RS za energijo so dostopni kazalniki kakovosti napajanja z elektri čno energijo SAIFI in SAIDI za leto 2012. Izbrana sta bila dva najslabše napajana izvoda družbe Elektro Celje, Vojnik in Ljube čna, ki se napajata iz RTP Trnovlje. Za ta izvoda je opisana možnost vgradnje dodatnih DVLM z namenom izboljšanja omenjenih kazalnikov kakovosti. V diplomskem delu so predstavljeni tudi kriteriji, na podlagi katerih naj se takšna lo čilna mesta vklju čujejo v omrežje, da bo njihova umestitev tako po tehni čni kot tudi po finan čni plati kar najbolj učinkovita in upravi čena.
vii
viii
Designing of Remote Controlled Switching Points into
Elektro Celje Electrical Network
Key words: remote-control switch point, electrical network, automation of electrical network, circuit breaker, switch disconnector, recloser
UDK: 621.311:621.313/.314(043.2)
Abstract:
The thesis covers the planning of the installation of remote-control switch points into the grid of one of the five Slovenian distributors of electrical energy, namely Elektro Celje. There is presented the current operational status of the electrical grid and switch appliances which are suitable for the installation into the remote-control switch point. On the website of the Energy Agency of the Republic of Slovenia there are available the indicators of the quality of the power supply SAIFI and SAIDI for 2012. There were selected two of the worst feeders powered by electricity of the company Elektro Celje, Vojnik and Ljube čna, which are powered by electricity from the transformer substation Trnovlje. For these two feeders there is a description of the possible installation of additional remote-control switch points to improve the above-mentioned indicators of quality. The thesis also contains the criteria on the basis of which such switch points may be integrated into the electrical grid in a way that their installation should be the most effective and legitimate, both technically as well as financially.
ix
x
KAZALO
1 UVOD ...... 1
2 PREDSTAVITEV OMREŽJA ELEKTRA CELJE ...... 3
3 DALJINSKO VODENO LO ČILNO MESTO ...... 6
3.1 Osnovni pojmi zanesljivosti ...... 6
3.1.1 Dogodek ...... 6
3.1.2 Prekinitev napajanja z elektri čno energijo ...... 6
3.2 Opredelitev napajalnih obmo čij omrežja ...... 7
3.2.1 Mestno obmo čje ...... 7
3.2.2 Podeželje ...... 8
3.2.3 Mestni izvodi RTP/RP ...... 8
3.2.4 Podeželski izvodi RTP/RP ...... 8
3.2.5 Mešani izvodi RTP/RP ...... 8
3.3 Vzrok za nastanek dogodka, ki ima vpliv na kakovost oskrbe z elektri čno energijo ...... 9
3.3.1 Lastni vzroki ...... 9
3.3.2 Tuji vzroki ...... 9
3.3.3 Višja sila ...... 9
3.4 Kakovost oskrbe z elektri čno energijo ...... 10
3.4.1 SAIFI ...... 10
3.4.2 SAIDI ...... 11
3.4.3 CAIFI ...... 11
3.4.4 CAIDI ...... 12
3.4.5 ENS ...... 13
3.5 Minimalni standardi kakovosti ...... 13
xi
3.6 Daljinsko vodenje in DCV Elektro Celje ...... 14
3.7 Daljinsko vodeno lo čilno mesto ...... 16
3.7.1 Lo čilnik (L) ...... 16
3.7.2 Lo čilno stikalo (LS) ...... 17
3.7.3 Odklopnik (O)...... 17
3.8 Primerni stikalni aparati ...... 17
3.8.1 Bremensko stikalo RL27 z SIOB...... 18
3.8.2 Kompaktni vakuumski odklopnik U27 z APV ...... 22
4 IZBIRA IN NA ČRTOVANJE ZA KONKRETNI IZVOD ...... 27
4.1 Omrežje in lokacija ...... 27
4.1.1 Trenutno obratovalno stanje DV Vojnik in DV Ljube čna ...... 30
4.2 Profil DV Vojnik in DV Ljube čna ...... 36
4.2.1 Profil DV Vojnik in DV Ljube čna glede na število vseh odjemalcev in pomembnejših industrijskih odjemalcev ...... 36
4.2.2 Profil DV Vojnik in DV Ljube čna glede na delež okvar za leto 2012 . 39
4.3 Teoreti čna obravnava ...... 42
4.3.1 Programsko orodje gospodarske družbe Elektro Celje ...... 42
4.4 Kriteriji za dolo čitev mesta vgradnje DVLM ...... 43
4.4.1 Število okvar na dolo čenem odseku DV ...... 43
4.4.2 Konfiguracija voda ...... 44
4.4.3 Geografske zna čilnosti trase DV...... 44
4.4.4 Število odjemalcev ...... 45
4.4.5 Vrsta odjemalcev ...... 46
4.4.6 Strošek nedobavljene energije in doseganje minimalnih standardov kakovosti ...... 49
4.4.7 Kazalniki kakovosti (SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI) ...... 51
xii
4.5 Izbira opreme in vgradnja ...... 51
4.5.1 Nadgradnja POL Strmec in DVLM Vojnik na DV Vojnik ...... 54
4.5.2 Izgradnja novega DVLM Vojnik – naselje in DVLM Ivenca na DV Ljube čna ...... 55
5 SKLEP ...... 56
VIRI IN LITERATURA ...... 58
PRILOGE ...... 60
Priloga A: Izpis iz Slovenskega elektrotehniškega slovarja, Podro čje elektroenergetika [12] ...... 60
Priloga B: Naslov študenta in kratek življenjepis ...... 66
Priloga C: Izjava o avtorstvu ...... 66
Priloga D: Izjava o ustreznosti zaklju čnega dela ...... 66
Priloga E: Izjava o istovetnosti tiskane in elektronske verzije zaklju čnega dela in objavi osebnih podatkov diplomantov ...... 66
xiii
KAZALO SLIK
Slika 2.1: Razdelitev Slovenije na podro čja elektrodistribucijskih podjetij [3] ...... 3 Slika 2.2: Razdelitev obmo čja Elektra Celje po ob činah [3] ...... 4 Slika 2.3: Razdelitev obmo čja Elektra Celje po nadzorništvih [3] ...... 5 Slika 3.1: Povezave med osnovnimi sklopi vodenja [6] ...... 15 Slika 3.2: Stikalni aparat iz serije RL proizvajalca Nu-Lec Industries ...... 18 Slika 3.3: Zgradba bremenskega stikala RL27 ...... 19 Slika 3.4: Notranjost bremenskega stikala ...... 20 Slika 3.5: Krmilna omarica ADVC ...... 21 Slika 3.6: Stikalni aparat U27 proizvajalca Nu-Lec Industries ...... 22 Slika 3.7: Zgradba kompaktnega vakuumskega odklopnika U27 ...... 23 Slika 3.8: Sestavni deli kompaktnega vakuumskega odklopnika U27 v prerezu ...... 24 Slika 4.1: Najslabše napajani izvodi – kazalnik SAIDI (lastni vzroki) [2] ...... 27 Slika 4.2: Najslabše napajani izvodi – kazalnik SAIFI (lastni vzroki) [2] ...... 28 Slika 4.3: Obmo čje, ki ga pokrivata DV Vojnik (moder) in DV Ljube čna (zelen) ...... 29 Slika 4.4: Dvosistemska izvedba: DV Vojnik (a) in DV Ljube čna (b) [4] ...... 30 Slika 4.5: Možnost izvedbe zanke na DV Vojnik ...... 31 Slika 4.6: Možnost izvedbe zanke na DV Ljube čna ...... 31 Slika 4.7: Lokacija že vgrajenih DVLM na DV Vojnik in DV Ljube čna ...... 33 Slika 4.8: Eno črtna shema izvodov Vojnik in Ljube čna iz RTP Trnovlje ...... 35 Slika 4.9: Profil DV Vojnik glede na število vseh odjemalcev in pomembnejših industrijskih odjemalcev ...... 37 Slika 4.10: Profil DV Ljube čna glede na število vseh odjemalcev in pomembnejših industrijskih odjemalcev ...... 38 Slika 4.11: Profil DV Vojnik glede na delež okvar za posamezni odsek za leto 2012 ...... 40 Slika 4.12: Profil DV Ljube čna glede na delež okvar za posamezni odsek za leto 2012 ...41 Slika 4.13: Grafi čni vmesnik programskega orodja Gredos z vrisano shemo omrežja Elektra Celje d.d. [4]...... 42 Slika 4.14: Predvideni lokaciji za vgradnjo DVLM na za četku dveh daljših stranskih odcepov DV ...... 45 Slika 4.15: Predvideni lokaciji za vgradnjo DVLM takoj za ve čjim številom odjemalcev (gospodinjskih in industrijskih) ...... 47 Slika 4.16: Inverzne karakteristike nadtokovne zaš čite [5] ...... 48
xiv
Slika 4.17: Tokovno neodvisna in tokovno odvisna zakasnitev delovanja zaš čitnega releja [5] ...... 49 Slika 4.18: Koli čina nedobavljene energije (ENS) ...... 50 Slika 4.19: Kratkosti čni tokovi na za četku DV Vojnik in DV Ljube čna ...... 52 Slika 4.20: Kratkosti čni tokovi na predvidenem mestu vgradnje DVLM Vojnik – naselje ...52 Slika 4.21: Kratkosti čni tokovi na predvidenem mestu vgradnje DVLM Strmec ...... 53 Slika 4.22: Kratkosti čni tokovi na predvideni to čki vgradnje DVLM Ivenca ...... 53
xv
KAZALO TABEL
Tabela 3.1: Minimalni standardi kakovosti za nena črtovane dolgotrajne prekinitve v enem koledarskem letu, ki so posledica lastnih vzrokov [7] ...... 14 Tabela 3.2: Tehni čni podatki bremenskega stikala RL27 [8] ...... 20 Tabela 3.3: Tehni čni podatki kompaktnega vakuumskega odklopnika U27 [9] ...... 24 Tabela 4.1: Podatki o DV Vojnik in vgrajenih DVLM ...... 32 Tabela 4.2: Podatki o DV Ljube čna in vgrajenih DVLM ...... 32
xvi
SEZNAM KRAJŠAV
APV Avtomatski ponovni vklop BS Bremensko stikalo CAIDI Customer average interruption duration index CAIFI Customer average interruption frequency index CV Center vodenja DCV Distribucijski center vodenja DPOL Daljinski progovni odklopni lo čilnik DV Daljnovod DVLM Daljinsko vodeno lo čilno mesto EC Elektro Celje ENS Energy not supplied JARSE Javna agencija Republike Slovenije za energijo KB Kablovod L Lo čilnik LS Ločilno stikalo 1 NN Nizka napetost O Odklopnik PL Progovni lo čilnik POL Progovni odklopni lo čilnik RP Razdelilna postaja RTP Razdelilno transformatorska postaja SAIDI System average interruption duration index SAIFI System average interruption frequency index SCEM Switchgear cable entry module SIOB Samodejna izolacija okvare v breznapetostni pavzi SN Srednja napetost SODO Sistemski operater distribucijskega omrežja z elektri čno energijo TP Transformatorska postaja
1 Za besedno zvezo lo čilno stikalo , ki je definirana v Slovenskem elektrotehniškem slovarju, Podro čje elektroenergetika, se v literaturi podjetja Elektro Celje, d. d. uporablja tudi besedna zveza odklopni lo čilnik .
xvii
UPORABLJENI SIMBOLI
Dk čas, za katerega je prekinjeno napajanje z elektri čno energijo, izražen v urah I tok l razdalja nj število prekinitev oskrbe j-temu odjemalcu
NNS število prizadetih odjemalcev
NS celotno število odjemalcev P delovna mo č
Pk mo č, pri kateri je bilo prekinjeno napajanje z električno energijo, izražena v MWh Q jalova mo č S navidezna mo č t čas T časovni interval oskrbe z elektri čno energijo tij trajanje i-te prekinitev oskrbe j-temu odjemalcu U napetost
Uc dogovorjena napetost
Un nazivna napetost ∆t časovna zakasnitev
xviii
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
1 UVOD
V sodobnem času se potreba po elektri čni energiji že skoraj uvrš ča med osnovne in nujno potrebne dobrine, ki so človeku potrebne za normalno življenje in mu omogo čajo nemoteno opravljanje vsakodnevnih nalog in dolžnosti. Zdi se samoumevno, da se ob pritisku na stikalo v sobi prižge lu č, da hladilnik ali zamrzovalnik neprestano zagotavljata dovolj nizko temperaturo za shranjevanje živil, da nam v vro čih poletnih mesecih klimatska naprava hladi stanovanje in omogo ča znosnejše prestajanje vro čih dni. Prav tako je elektri čna energija življenjskega pomena za nemoteno delovanje bolnišnic in drugih zdravstvenih ustanov, za obratovanje tovarn, šol, vrtcev itd. Drugi vidik, ki sili elektrodistribucijska podjetja k nenehnemu izboljševanju kakovosti dobave elektri čne energije, je predvsem ekonomski – v ekonomskem smislu se na podlagi kazalcev zanesljivosti SAIFI ( ang. System average interruption frequency index) in SAIDI (ang. System average interruption duration index) na relaciji do kon čnih odjemalcev nagrajuje nižja in kaznuje višja vrednost omenjenih kazalcev. To posledi čno pomeni izboljševanje nadzora nad lastnim omrežjem in u činkovito vodenje, kar pa je pogojeno s stalnim izobraževanjem zaposlenih, uvajanjem novih tehnologij ter izpopolnjevanjem obstoje čih sistemov. Neprekinjenost dobave elektri čne energije se nam zdi samoumevna, dokler v elektroenergetskem sistemu ne pride do prekinitve dobave elektrike kon čnim odjemalcem iz kakršnegakoli vzroka, kar posledi čno povzro či nedelovanje vseh elektri čnih naprav in postrojev. Šele takrat se dobro zavemo, da je neprekinjena dobava elektri čne energije v današnjem času res bistvenega pomena za življenje. Mirno lahko re čemo, da bi brez nje človeštvo v eksistencialnem smislu nazadovalo za nekaj stoletij. Da bi zagotovili neprekinjeno dobavo elektri čne energije, elektroenergetska podjetja nenehno skrbijo – v prvi vrsti z dovršenim strojnim delom elektri čnega omrežja, ki ga budno nadzoruje človek: od operaterjev v daljinskih centrih vodenja, do strokovno usposobljenih delavcev, ki v primeru potreb na terenu fizi čno rešujejo težave na omrežju. Kombinacija obojega zagotavlja, da je elektrika prisotna kar najve č časa v elektri čni napeljavi našega doma. V želji po čim ve čji avtomatizaciji manipulacij pri posluževanju elektroenergetskih naprav se dandanes v omrežja že marsikje vgrajujejo elementi, ki operaterju v daljinskem centru vodenja omogo čajo, da lahko z nekaterimi deli elektroenergetskih postrojev upravlja kar na daljavo. S tem se v veliko primerih prihrani odhod terenske ekipe na kraj okvare, če to
1
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
ni nujno potrebno. Posledi čno pomeni to tako ekonomski kot tudi časovni prihranek pri odpravljanju havarijskega stanja v omrežju. V diplomski nalogi bom najprej na kratko predstavil podjetje za distribucijo elektri čne energije, ki pokriva širšo celjsko regijo, vklju čno z obmo čjema Krškega in Slovenj Gradca, tj. Elektro Celje, d.d. in celotno njegovo omrežje. Nato bom poskušal nazorno prikazati, kakšne so realne možnosti umeš čanja daljinsko vodenih lo čilnih mest (v nadaljevanju DVLM) v elektroenergetsko omrežje Elektra Celje (EC). Izpostavil bom kriterije, ki usmerjajo, na katerih mestih v omrežju naj se vključujejo nova daljinsko vodena lo čilna mesta. Pri tem je pomembno, da vklju čitev le-teh predstavlja ekonomsko in tehni čno najbolj optimalen doprinos k delovanju elektroenergetskega sistema. Umestitev DVLM bom raz členil tudi na konkretnem delu omrežja Elektra Celje, in sicer na izvodih Vojnik in Ljube čna iz razdelilno transformatorske postaje RTP Trnovlje.
2
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
2 PREDSTAVITEV OMREŽJA ELEKTRA CELJE
Elektro Celje, d. d. je podjetje za distribucijo elektri čne energije, ki deluje na širšem celjskem podro čju. Je eno izmed petih elektrodistribucijskih podjetij v Sloveniji, ki pokriva tri osrednjeslovenske regije (slika 2.1): savinjsko, koroško in spodnje posavsko. Skupno obsega 4.345 km 2 površine, z elektri čno energijo pa podjetje oskrbuje ve č kot 167.000 odjemalcev.
Slika 2.1: Razdelitev Slovenije na podro čja elektrodistribucijskih podjetij [3]
Celotno omrežje Elektra Celje je razdeljeno na štiri podro čja, in sicer Celje, Velenje, Krško in Slovenj Gradec, pokriva pa obmo čje štiridesetih slovenskih ob čin v celoti ter dveh delno. Vsa štiri področja skupno zajemajo sedemnajst razdelilnih transformatorskih postaj (RTP), petnajst razdelilnih postaj (RP), skupno pa se upravlja 3.888 transformatorskih postaj (TP). Vsako od treh obmo čij je razdeljeno na manjše enote – nadzorništva, ki so prikazana na slikah 2.2 in 2.3. Nadzorništev je skupno dvaindvajset [3].
3
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 2.2: Razdelitev obmo čja Elektra Celje po ob činah [3]
Elektroenergetske postaje povezuje skupno 101,3 km 110kV daljnovodov, 3.519 km srednjenapetostnih (SN) vodov, od tega 2.814 km nadzemnih vodov in 705 km kablovodov (KB), ter 12.908 km 0,4 kV in 1 kV nizkonapetostnega (NN) omrežja [3].
4
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 2.3: Razdelitev obmo čja Elektra Celje po nadzorništvih [3]
Najve čji delež celotnega omrežja zajema obmo čje Celja, kjer je osem RTP, sedem RP ter 1.514 TP. Tu najdemo 67,7 km 110 kV daljnovodov, 1.338,9 km srednjenapetostnih daljnovodov in 292,7 km kablovodov ter 5.793,2 km nizkonapetostnih vodov. Po velikosti drugo najve čje je obmo čje Slovenj Gradca, kjer je pet RTP, štiri RP in 938 TP. Na tem obmo čju ni 110 kV daljnovodov, sta pa 602 km srednjenapetostnih daljnovodov in 223 km kablovodov ter 3.715 km nizkonapetostnih omrežij. Obmo čje Krškega zajema štiri RTP in štiri RP ter 937 TP. 110 kV daljnovodov je tu 33,6 km, srednjenapetostnih daljnovodov 873,1 km, 189,3 km kablovodov in 3.399,8 km nizkonapetostnih omrežij [3].
5
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
3 DALJINSKO VODENO LO ČILNO MESTO
3.1 Osnovni pojmi zanesljivosti
Definicije pojmov zanesljivosti, ki so navedene v podpoglavju 3.1, so povzete po Aktu o posredovanju podatkov o kakovosti oskrbe z elektri čno energijo [1].
3.1.1 Dogodek Dogodek je sprememba obratovalnega stanja omrežja ali naprave, ki jo zazna npr. dispe čer v centru vodenja bodisi s pomo čjo javljanj ali na katerikoli drug na čin. Dogodek predstavlja tudi vzpostavljanje prvotnega obratovalnega stanja oziroma restavracijo napajanja. V sistemu lo čimo na črtovani in nena črtovani dogodek.
Na črtovani dogodek je namenska sprememba konfiguracije omrežja pred vzdrževalnimi deli in po njih ali sprememba zaradi varnega opravljanja del na sosednji napravi (varnostni izklop).
Nena črtovani dogodek je naklju čna sprememba obratovalnega stanja omrežja ali naprave zaradi okvare, ki ima za posledico motnjo ali prekinitev dobave elektri čne energije. Po sanaciji okvare se z vklopom napajanja vzpostavi normalno delovanje sistema in napajanje odjemalcev.
3.1.2 Prekinitev napajanja z elektri čno energijo Na črtovana prekinitev napajanja je definirana kot stanje, ko je napetost na predajnem mestu manjša od 5 % dogovorjene napetosti Uc in kadar so odjemalci predhodno obveš čeni, da se bodo izvajala na črtovana dela na razdelilnem omrežju. Obi čajno nazivna napetost omrežja Un predstavlja dogovorjeno napetost Uc, razen če je to med dobaviteljem in odjemalcem druga če dogovorjeno.
Nena črtovana prekinitev napajanja je definirana kot stanje, ko je napetost na predajnem mestu manjša od 5 % dogovorjene napetosti Uc in jo povzro čijo trajne ali prehodne okvare, katerih vzrok so navadno zunanji dogodki, okvare opreme ali motnje. Nena črtovane prekinitve napajanja so nepredvidljivi, ve činoma naklju čni dogodki. Lo čimo naslednji vrsti prekinitve napajanja:
6
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
• Kratkotrajna prekinitev napajanja je prekinitev napajanja, ki je krajša ali enaka trem minutam. Praviloma jo povzro či prehodna okvara, v izjemnih primerih pa je lahko vzrok zanjo tudi trajna okvara (npr. v manj kot treh minutah se uspešno izvedejo manipulacije za prenapajanje).
• Dolgotrajna prekinitev napajanja je prekinitev napajanja, ki je daljša od treh minut. Praviloma jo povzro či trajna okvara, v izjemnih primerih pa je lahko vzrok zanjo tudi prehodna okvara (npr. pride do daljše »regeneracije« elementov omrežja od treh minut po prehodni okvari).
Trajanje prekinitve napajanja je časovno obdobje, šteto od trenutka prekinitve napajanja do vzpostavitve normalnega napajanja uporabnika. Navaja se v minutah (za dolgotrajne prekinitve), trajanje kratkotrajnih prekinitev pa se spremlja in poro ča preko indeksa MAIFI (Momentary average interruption frequency index).
3.2 Opredelitev napajalnih obmo čij omrežja
Napajalna obmo čja elektroenergetskega omrežja so glede na poselitev (gostoto) opredeljena s pomo čjo kriterijev za dolo čitev mestnih naselij in naselij mestnih obmo čij za statisti čna izkazovanja, ki jih uporablja Statisti čni urad Republike Slovenije. Kriteriji so opredeljeni v [1].
3.2.1 Mestno obmo čje Je napajalno obmo čje, ki ustreza prvim štirim kriterijem za dolo čitev mestnih naselij in naselij mestnih obmo čij za statisti čna izkazovanja, ki jih uporablja Statisti čni Urad Republike Slovenije.
Opomba: Prvi kriterij (67 mestnih naselij) – med mestna naselja štejemo vsa naselja, ki so imela na prese čni datum 3.000 prebivalcev in ve č. Ta kriterij odgovarja besedilu Zakona o lokalni samoupravi, ki vsebuje definicijo mesta. Drugi kriterij (16 mestnih naselij) – po tem kriteriju štejemo med mestna naselja tista naselja, ki so imela na prese čni datum med 2.000 in 2.999 prebivalcev ter hkrati presežek delovnih mest nad številom delovno aktivnega prebivalstva, stanujo čega v tem naselju.
7
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Tretji kriterij (21 mestnih naselij) – med mestna naselja po tem kriteriju štejemo tista naselja, ki so imela na prese čni datum najmanj 1.400 prebivalcev (spodnji prag, ki še prenese druge pogoje; pod tem številom zelo naglo pada število delovnih mest, delež kmetij se ve ča) in so hkrati sedeži ob čin. Imeti so morala tudi presežek delovnih mest nad številom delovno aktivnega prebivalstva. Četrti kriterij (52 naselij) – po četrtem kriteriju je neko naselje lahko uvrš čeno med mestna naselja na podlagi pripadnosti mestnemu območju. Vsako naselje, ki po svoji legi sodi v obmestje nekega ve čjega naselja, je obravnavano na podlagi naslednjih kriterijev: - fiziognomsko-morfološki: sklenjena pozidava med mestom in obmestjem, - funkcijski: zaposlitvena navezanost na središ čno, jedrno naselje, - delež kmetij v skupnem številu gospodinjstev.
3.2.2 Podeželje Je napajalno obmo čje, ki ne zadosti nobenemu od štirih kriterijev za dolo čitev mestnih naselij in naselij mestnih obmo čij za statisti čna izkazovanja, ki jih uporablja Statisti čni urad RS.
3.2.3 Mestni izvodi RTP/RP Mestni SN izvod iz RTP je SN izvod, ki napaja vsaj 2/3 vseh odjemalcev na izvodu, ki so nanj priklju čeni v mestnem obmo čju (glej 3.2.1).
3.2.4 Podeželski izvodi RTP/RP Podeželski SN izvod iz RTP je SN izvod, ki napaja vsaj 2/3 vseh odjemalcev na SN izvodu, ki so nanj priklju čeni izven mestnega obmo čja (glej 3.2.2).
3.2.5 Mešani izvodi RTP/RP Mešani SN izvod iz RTP je SN izvod, ki ne ustreza kriterijema za mestni in podeželski izvod RTP/RP (glej 3.2.1 in 3.2.2).
8
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
3.3 Vzrok za nastanek dogodka, ki ima vpliv na kakovost oskrbe z elektri čno energijo
3.3.1 Lastni vzroki Med lastne vzroke štejemo vse tiste vzroke nastanka prekinitev, ki ne sodijo pod tuje vzroke (glej 3.2.2) kakor tudi ne pod višjo silo (glej 3.2.3). Lastni vzroki so lahko posledica vzdrževanja (pregled, revizija, remont, obnova (rekonstrukcija)), novogradnje, stikalnih manipulacij (prenapajanje, preklop v normalno stanje, varnostni izklop itd.). Nastanejo lahko tudi kot posledica nepredvidenih situacij (slu čajni dotik, nepravilno delovanje zaš čite, preobremenitev, obratovalna prenapetost), dotrajanosti (material (slaba izdelava, obraba), staranje itd.), povratnih vplivov, neznanih vzrokov (vzroki, ki jih ni mogo če ustrezno klasificirati po vzroku in hkrati niso tuji oz. niso višja sila) in ostalih lastnih vzrokov. Med lastne vzroke štejemo tudi atmosferske in elementarne vzroke, ki niso višja sila (glej 3.3.3). To so npr. udar strele, atmosferski toplotni vplivi, mraz, megla, rosa, kondenz, dež (vlaga), sol, umazanija, korozija ter ostali atmosferski vzroki. To velja ob pogoju, da v dogodku niso nastopili parametri izven mej, ki so dolo čene s stanjem tehnike oziroma so bile podane v projektnih pogojih in je kljub temu prišlo do prekinitve napajanja [1].
3.3.2 Tuji vzroki Med tuje vzroke štejemo tiste vzroke, ki jih je povzro čila »tretja oseba«. To so npr. posek drevja – padec drevja, zemeljska dela, napa čen priklop pri uporabniku, izklop na zahtevo tretje oz. tuje osebe, namerna poškodba naprav (vandalizem), živali, padec lete čega predmeta, teroristi čno dejanje, vzdrževanje na postrojih sistemskega operaterja, okvare na postrojih sistemskega operaterja, razpad sistema, omejitve moči, omejitve energije in ostali tuji vzroki 2 [1].
3.3.3 Višja sila Višja sila je naravni dogodek izven stvari in zunaj okvira dejavnosti sistemskega operaterja (padavine (sneg, žled), vihar, orkan, plaz (snežni ali zemeljski), požar, poplava, potres ali druge naravne nesre če, ob katerih so bile razglašene krizne razmere), katerega učinka na prekinitve napajanja ni mogo če prepre čiti iz vidika (ne)pri čakovanosti. Višja sila
2 V tuje vzroke se štejejo vsa nenormalna obratovalna stanja, ki so dolo čena v slovenskem standardu SIST EN 50160 .
9
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
je lahko tudi nenaravni dogodek (npr. vojna), ob katerem so bile razglašene krizne razmere [1].
3.4 Kakovost oskrbe z elektri čno energijo Sodobna družba 21. stoletja je glede na prejšnja stoletja razvojno bistveno napredovala, tako v bivanjskem kot tudi tehnološkem smislu. Slednje je nerazdružljivo povezano z elektri čno energijo, ki je nujno potrebna za delovanje strojev, ra čunalnikov, gospodinjskih aparatov itd., ki tvorijo precejšen del našega vsakdana. Od zanesljivosti dobave elektri čne energije je odvisen gospodarski napredek družbe in posledi čno tudi njena splošna dobrobit. Zato je kakovost oskrbe eksistencialnega pomena za celotno družbo. Zanesljivost oskrbe z elektri čno energijo je po definiciji, podani v [11], »sposobnost elektroenergetskega sistema, da v dolo čenem obdobju in pod dolo čenimi pogoji zagotavlja oskrbovanje porabnikov z električno energijo«. Kakšna je kakovost oskrbe v dolo čenem časovnem obdobju za dolo čen del elektroenergetskega sistema (na ravni posamezne elektrodistribucije ali celotne Slovenije), izražajo kazalniki neprekinjenosti napajanja. Opisal bom tiste, na katere se bom opiral v nadaljevanju mojega diplomskega dela.
3.4.1 SAIFI Kazalnik povpre čne frekvence prekinitev napajanja v sistemu ( ang. system average interruption frequency index) predstavlja razmerje med celotnim številom prekinitev napajanja odjemalcev v dolo čenem časovnem intervalu in celotnim številom odjemalcev v sistemu za čas trajanja tega časovnega intervala. Izra čuna se po ena čbi (3.1).
∑ n j SAIFI = j (3.1) NS ⋅ T kjer pomeni: nj – število prekinitev oskrbe j-temu odjemalcu v časovnem intervalu T,
NS – celotno število odjemalcev, T – časovni interval oskrbe z elektri čno energijo.
10
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
SAIFI je izražen s številom prekinitev na odjemalca glede na obdobje opazovanja. Lahko ga uporabimo za opisovanje kakovosti v preteklosti ali za pri čakovano kakovost v prihodnosti. Obi čajno so upoštevane le dolgotrajne prekinitve (tj. prekinitve, daljše od treh minut). Izraz odjemalec predstavlja kon čnega odjemalca in ne vmesnega distribucijskega sistema ali podjetja [1].
3.4.2 SAIDI Kazalnik povpre čnega trajanja prekinitev napajanja v sistemu ( ang. system average interruption duration index) predstavlja razmerje med vsoto trajanja prekinitev napajanja posameznih odjemalcev v dolo čenem časovnem intervalu in celotnim številom odjemalcev v sistemu za čas trajanja tega časovnega intervala. Izra čuna se po ena čbi (3.2).
∑∑ tij SAIDI = i j (3.2) NS ⋅ T kjer pomeni: tij – trajanje i-te prekinitev oskrbe j-temu odjemalcu v časovnem intervalu T,
NS – celotno število odjemalcev, T – časovni interval oskrbe z elektri čno energijo.
SAIDI je izražen v minutah na odjemalca glede na obdobje opazovanja. Lahko ga uporabimo za opisovanje kakovosti v preteklosti ali za pri čakovano kakovost v prihodnosti. Upoštevane so le dolgotrajne prekinitve (tj. prekinitve, daljše od treh minut). Če je časovni interval izražen v letih, se veli čina imenuje »povpre čni letni čas prekinitve na oskrbovanega odjemalca«. Izraz odjemalec predstavlja kon čnega odjemalca in ne vmesnega distribucijskega sistema ali podjetja. Če se kazalnik izra čunava za prenosno omrežje, se izraz odjemalec nanaša na posamezno prevzemno-predajno mesto [1].
3.4.3 CAIFI Kazalnik povpre čne frekvence prekinitev napajanja odjemalca ( ang. customer average interruption frequency index) predstavlja razmerje med celotnim številom prekinitev napajanja odjemalcev v dolo čenem časovnem intervalu in celotnim številom prizadetih
11
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
odjemalcev z vsaj eno prekinitvijo v času trajanja tega časovnega intervala. Izra čuna se po ena čbi (3.3).
∑ n j CAIFI = j (3.3) NNS ⋅ T kjer pomeni: nj – število prekinitev oskrbe j-temu odjemalcu v časovnem intervalu T,
NNS – število prizadetih odjemalcev, T – časovni interval oskrbe z elektri čno energijo.
Pri dolo čanju NNS se šteje vsak prizadeti odjemalec le enkrat, ne glede na to, kolikokrat mu je bilo prekinjeno napajanje v izbranem časovnem intervalu T. To veli čino lahko uporabimo za opisovanje kakovosti v preteklosti ali za pri čakovano kakovost v prihodnosti. Upoštevane so le dolgotrajne prekinitve (tj. prekinitve, daljše od treh minut). Izraz odjemalec predstavlja kon čnega odjemalca in ne vmesnega distribucijskega sistema ali podjetja [1].
3.4.4 CAIDI Kazalnik povpre čnega trajanja prekinitev napajanja odjemalca ( ang. customer average interruption duration index) predstavlja razmerje med vsoto trajanja prekinitev napajanja odjemalcev v dolo čenem časovnem intervalu in celotnim številom prekinitev napajanja odjemalcev z vsaj eno prekinitvijo v času trajanja tega časovnega intervala. Izra čuna se po ena čbi (3.4).
∑∑ tij i j SAIDI CAIDI = = (3.4) ∑ nj SAIFI j kjer pomeni: tij – trajanje i-te prekinitev oskrbe j-temu odjemalcu v časovnem intervalu T, nj – skupno število prekinitev j-tega odjemalca, T – časovni interval oskrbe z elektri čno energijo.
12
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
CAIDI lahko izra čunamo tudi kot razmerje med kazalnikoma SAIDI in SAIFI , izra čunanima za isto obdobje opazovanja. To veli čino lahko uporabimo za opisovanje kakovosti v preteklosti ali za pri čakovano kakovost v prihodnosti. Upoštevane so le dolgotrajne prekinitve (tj. prekinitve, daljše od treh minut). Izraz odjemalec predstavlja kon čnega odjemalca in ne vmesnega distribucijskega sistema ali podjetja [1].
3.4.5 ENS Nedobavljena energija ( ang. energy not supplied) je tista energija, ki bi bila dobavljena iz sistema, če ne bi prišlo do prekinitve napajanja z elektri čno energijo. Izra čuna se po ena čbi (3.5).
= ⋅ ENS∑ Pk D k [ MWh ] (3.5) k kjer pomeni: ENS – nedobavljena energija,
Pk – mo č, pri kateri je bilo prekinjeno napajanje z električno energijo, izražena v MWh,
Dk – čas, za katerega je prekinjeno napajanje z elektri čno energijo, izražen v urah.
Upoštevajo se vse kratkotrajne (tj. prekinitve, krajše ali enake trem minutam) in dolgotrajne prekinitve (tj. prekinitve, daljše od treh minut) na posamezni prizadeti priklju čni to čki uporabnika na prenosnem vodu. Kot uporabnika na prenosnem omrežju razumemo prevzemno-predajno mesto (RTP) [1].
3.5 Minimalni standardi kakovosti
Sistemski operater distribucijskega omrežja z elektri čno energijo dolo ča minimalne standarde kakovosti za nena črtovane dolgotrajne prekinitve v enem koledarskem letu, ki so posledica lastnih vzrokov. Podjetja za distribucijo elektri čne energije morajo slediti tem standardom. Za DV Vojnik in DV Ljube čna, ki se po kriterijih iz razdelkov 3.2.1, 3.2.2 in 3.2.4 uvrš čata med podeželske izvode, tako velja, da skupno trajanje nena črtovanih dolgotrajnih prekinitev (> 3 min), brez višje sile in tujih vzrokov ne sme biti daljše od 480 minut na leto. Prav tako skupno število nena črtovanih dolgotrajnih prekinitev (> 3 min), brez višje sile in tujih vzrokov ne sme presegati šest prekinitev na leto. Število vseh kratkotrajnih prekinitev
13
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
ne sme presegati 28 prekinitev na leto. Zahtevani standardi kakovosti so navedeni v tabeli 3.1 [7].
Tabela 3.1: Minimalni standardi kakovosti za nena črtovane dolgotrajne prekinitve v enem koledarskem letu, ki so posledica lastnih vzrokov [7] Skupno Skupno število trajanje nena črtovanih nena črtovanih dolgotrajnih Priklju čitev dolgotrajnih Število vseh Vrsta izvoda prekinitev Napetostni odjemalca prekinitev kratkotrajnih RTP/RP na (daljših od treh nivo na SN izvod (daljših od treh prekinitev SN omrežju minut), brez RTP minut), brez [prekinitev/leto] višje sile in tujih višje sile in vzrokov tujih vzrokov [prekinitev/leto] [min/leto] VN 1 Podeželski 480 6 28 SN Mešani neposredno 180 5 18 Mestni 180 4 10 Podeželski 960 16 35 NN Mešani posredno 400 10 22 Mestni 400 8 13
3.6 Daljinsko vodenje in DCV Elektro Celje
Po definiciji je daljinsko vodenje »nadzor in krmiljenje elementov elektroenergetskega sistema, pri katerem se za prenos informacij uporabljajo telekomunikacije« [11].
Vodenje elektroenergetskega sistema poteka v sklopu funkcij, ki jih izvaja posamezni center vodenja. Sčasoma so se z razvojev centrov vodenja (CV) funkcije, ki jih le-ta opravlja, oblikovale v tematske skupine, ki pokrivajo razli čna podro čja vodenja elektroenergetskega sistema: proizvodnje, omrežja in zanesljivosti. V shemi 3.1 so prikazani osnovni sklopi vodenja in povezave med njimi [6].
14
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 3.1: Povezave med osnovnimi sklopi vodenja [6]
Vodenje omrežja se osredoto ča na zbiranje, obdelavo in shranjevanje podatkov o merjenih vrednostih, položajih in al armih, nadzor celotnega stanja sistema (stikalnih stanj, dogodkov, delovanje zaš čit, nevarnost razpada sistema, obremenitve v odov itd.) ter izvajanje stikalnih manipulacij v omrežju. Vodenje proizvodnje zajema napovedi obremenitve sistema, avtomatsko voden je proizvodnje, izra čun optimalnega obratovanja proizvodnih enot , nakupa in prodaje, izra čun optimalnega angažiranja agregatov, regulacija napetosti vozliš č in planiranje proizvodnje jalove mo či ter nadzor in krmiljenje odjema. Nadzor zanesljivo sti sistema se ukvarja z izra čunom to pologije omrežja in oblikovanjem modela, izra čunom zunanjih ekvivalentov omrežja, ocenjevanjem stanja ter še nekaterimi drugimi analizami in izra čuni. Poleg tega na nivoju centrov vodenja potekajo še nekatere druge funkcije, npr . obra čuni energije, analize obratovanja in motenj in podobno.
Vodenje daljinskih lo čilnih mest v omrežju sodi v sklop vodenja omrežja. Njegov prvenstveni cilj je pregled nad celotnim omrežjem in njegovim stanjem ter izvajanjem potrebnih stikalnih manipulac ij. Daljinsko vodenje mora potekati dovolj zanesljivo, da ne pride do napa čnih manipulacij ali napa čne izvedbe manipulacij. Celovit sistem, ki skrbi za zbiranje, preverjanje in obdelavo podatkov za nadzor in krmiljenje sistema, se imenuje SCADA sistem in i zhaja iz angleške kratice (Supervisory
15
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Control And Data Acquisition). Med seboj se SCADA sistemi razlikujejo po dolžini besede, na osnovi katere so zasnovani (16-bitna beseda pri starejših SCADA sistemih oziroma 32- bitna pri novejših). Skladno z razvojem elektroenergetskega omrežja se tudi nenehno spreminja in posodablja nabor funkcij, ki naj jih SCADA sistem ponuja uporabniku. V segmentu vodenja omrežja SCADA skrbi za zajem podatkov od kon čnih postaj v omrežju (merjenje trenutnih vrednosti, stanje stikal v omrežju, omejitve in prekora čitve omejitev itd.), zajem podatkov o motnji v omrežju (beleženje dogodkov pred in po okvari, dolo čanje mesta okvare), sinhronizacijo časa in upravljanje s podatkovno bazo, kamor se podatki beležijo in od koder se izpisujejo [6].
Distribucijski center vodenja podjetja Elektro Celje, d. d. temelji na programski opremi PSI Control-EE, ki je namenjena nadzoru in vodenju elektroenergetskega sistema, avtomatizaciji vodenja, zajemu ter arhiviranju meritev in dogodkov. Sestavlja jo ve č modulov, ki so medsebojno povezani: - podatkovna baza in sistem za vnos podatkov, - sistem nadzora in vodenja, - sistemi za zajem, obdelavo in distribucijo daljinskih podatkov (komunikacije).
3.7 Daljinsko vodeno lo čilno mesto
Daljinsko vodeno lo čilno mesto (DVLM) je lo čilno mesto, opremljeno s takšno stikalno napravo, ki omogo ča izvajanje stikalnih manipulacij na daljavo iz distribucijskega centra vodenja (DCV) preko izbrane vrste komunikacije. Preko njih lahko dispe čer na daljavo opravlja preklope v omrežju (sekcioniranje, rekonfiguracija omrežja, ponovna vzpostavitev normalnega stanja v omrežju po okvari), omogo čajo pa tudi samodejno izklju čitev okvarjenega dela omrežja v breznapetostni pavzi (SIOB) in daljinski prenos meritev.
V elektroenergetsko omrežje so vklju čeni naslednji stikalni aparati: lo čilnik, lo čilno stikalo in odklopnik.
3.7.1 Lo čilnik (L) To je stikalni aparat, ki omogo ča ro čno izklapljanje neobremenjenih vodov oziroma vodov v breznapetostnem stanju. Njegova funkcija je vidna lo čitev voda, zato je najve čkrat uporabljen tam, kjer se odcepni vod lo či od osnovnega, kot mesto lo čitve pri normalno
16
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
odprtem zankastem vodu ali za razdelitev daljšega voda na ve č krajših odsekov. Njegova zgradba je dokaj enostavna, zato so tudi cena in stroški vzdrževanja temu primerno nizki. Zaradi odprte izvedbe je takšen stikalni aparat podvržen negativnim vplivom okolja in vremena, zato je lahko pod dolo čenimi pogoji (npr. led in žled) njegovo delovanje nezanesljivo [10].
3.7.2 Ločilno stikalo (LS) Za razliko od lo čilnika je lo čilno stikalo sposobno izklapljati ne samo neobremenjeni vod, ampak tudi tok bremena (do nazivnega toka), zaradi česar ima vzporedno z glavnimi kontakti prigrajene gasilne komore. Podobno kot lo čilnik je tudi lo čilno stikalo preproste izvedbe, kar omogo ča enostaven vizualni pregled stanja aparata in nizke stroške obratovanja. Obi čajno se lo čilna stikala uporabljajo v podobnih primerih kot ločilniki [10]. Če lo čilnemu stikalu dodamo avtomatiko za samodejni izklop okvare v breznapetostni pavzi, le-to izklopi del daljnovoda, v katerem je prišlo do okvare.
3.7.3 Odklopnik (O) Odklopnik je stikalni aparat, ki zmore izklopiti kratkosti čni tok velikosti ve č 10 kA, česar lo čilno stikalo ni zmožno. Obi čajno imajo vgrajene vakuumske komore ali komore, polnjene z SF 6 plinom, za gašenje obloka. Vgrajen ima lasten prožilni mehanizem in motorski ali elektromagnetni pogon za izvajanje stikalnih operacij, krmilno enoto, lastno napajanje in komunikacijsko opremo za povezavo v DCV. Prednost zaprte izvedbe je neob čutljivost na neugodne vremenske razmere, kar pa posledi čno pomeni višjo ceno [10].
3.8 Primerni stikalni aparati
Pri izbiri stikalnih aparatov za izgradnjo novega ali za nadgradnjo že obstoje čega daljinsko vodenega lo čilnega mesto je treba poznati tako zahteve in omejitve omrežja na eni strani kot tudi tehni čne lastnosti ter procesne zmogljivosti izbranega stikalnega aparata na drugi strani. Treba je izbrati optimalno strojno opremo, ki bo na eni strani v okviru razpoložljivih finan čnih sredstev naro čnika, na drugi strani pa bo zagotavljala dovolj visoko stopnjo zanesljivosti za zagotavljanje čim manj prekinitev dobave elektri čne energije. To vklju čuje tudi na mehanske in vremenske vplive dovolj neob čutljivo strojno opremo skozi daljše časovno obdobje.
17
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Predstavil bom nekaj stikalnih aparatov, med katerimi bi lahko izbirali pri na črtovanju vgradnje v omrežje Elektra Celje.
3.8.1 Bremensko stikalo RL27 z SIOB
Bremensko stikalo iz serije RL , ki je prikazano na sliki 3.2, je izdelek avstralskega proizvajalca Nu-Lec Industries , ki je kot del podjetja Schneider Electric eden vodilnih svetovnih proizvajalcev stikalne opreme. Bremensko stikalo RL27 je lahko uporabljeno kot daljinsko ali ro čno voden stikalni aparat, lahko pa tudi kot polno avtomatizirano bremensko stikalo [8].
Slika 3.2: Stikalni aparat iz serije RL proizvajalca Nu-Lec Industries
RL serija stikalnih aparatov je projektirana za odklope tokovnih obremenitev do 630 A, njena konstrukcija pa omogo ča zunanjo montažo na daljnovodni steber omrežja do 38 kV napetosti. Uporabljamo ga lahko kot daljinsko vodeno bremensko stikalo s samodejno izolacijo okvare v breznapetostni pavzi (SIOB), kot mejno bremensko stikalo ali kot stikalni
18
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
aparat v avtomatizaciji zank. Prigrajen ima motorski mehanizem za izvajanje stikalnih manipulacij, lahko pa ga upravljamo tudi ro čno preko ro čice z izolirno palico [8].
ozemljitveni priklju ček
skoznjiki ro čica za mehansko upravljanje
prikazovalnik SCEM modul blokade plina
motorski pogon mehanska blokada
Slika 3.3: Zgradba bremenskega stikala RL27
Kontakti bremenskega stikala so zaprti v zatesnjenem ohišju iz nerjavnega jekla, kot je prikazano na sliki 3.3. Notranjost ohišja je polnjena s SF 6 plinom, ki služi kot medij za gašenje obloka, kakor tudi kot izolacijsko sredstvo pri razklenjenih kontaktih. Kontakti so vidni na sliki 3.4. Mehanizem, ki poganja kontakte, je neposredno gnan z vzmetjo, ki zagotavlja konstantno hitrost vsakega preklopa, vzmet pa je lahko gnana na dva na čina: ro čno preko zunanjega vzvoda in izolirne palice ali pa s pomo čjo motorja, ki je vgrajen na spodnji strani stikala v zaprtem ohišju. Nad motorskim ohišjem je vgrajen spominski SCEM modul, v katerem so zabeleženi vsi podatki o samem aparatu, kakor tudi dinami čni podatki (števec operacij, obrabljenost kontaktov itd.). Na spodnji strani ohišja je prikazovalnik blokade plina, ki
19
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
prepre či delovanje stikalnega aparata v primeru prenizkega nivoja tlaka plina v komorah. Na strani je dekompresijski oddušnik, ki š čiti ohišje v primeru povišanega tlaka v notranjosti. Na ohišju je šest zunanjih skoznjikov za povezavo z vodniki. V skoznjikih na eni strani aparata so vgrajeni tokovni transformatorji za merjenje linijskih tokov, kapacitivni delilniki napetosti pa so vgrajeni v vsakem skoznjiku [8].
Slika 3.4: Notranjost bremenskega stikala kontakti stikala v
atmosferi z SF 6 plinom
V tabeli 3.2 so podani tehni čni podatki stikalnega aparata.
Tabela 3.2: Tehni čni podatki bremenskega stikala RL27 [8] Nazivna napetost aparata 27 kV Nazivni tok 630 A Nazivna frekvenca 50 Hz Nazivna izklopna zmogljivost za faktor obremenitve 0,7 630 A Nazivna kratkosti čna vklopna zmogljivost 40 kA Nazivni kratkotrajni zdržni tok 4s 16 kA Nazivna udarna zdržna napetost 150 kV Nazivna preskusna napetost omrežne frekvence 60 kV
20
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
nosilec dodatne opreme
zaš čitni in krmilni modul
mo čnostni modul
baterije
Slika 3.5: Krmilna omarica ADVC
Slika 3.5 prikazuje sestav krmilne omarice ADVC . Obi čajno je montirana v stojni višini na drogu pod stikalnim aparatom, vsebuje zaš čitni in krmilni modul, mo čnostni modul, baterije za napajanje in nosilec za dodatno opremo. Po potrebi lahko v omarico namestimo dodatno komunikacijsko ali drugo opremo.
21
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
3.8.2 Kompaktni vakuumski odklopnik U27 z APV
Tako kot zgoraj opisano bremensko stikalo RL27 , je tudi odklopnik U27 , prikazan na sliki 3.6, izdelek avstralske družbe Nu-Lec Industries .
Slika 3.6: Stikalni aparat U27 proizvajalca Nu-Lec Industries
Na sliki 3.7 je prikazana zunanja zgradba kompaktnega vakuumskega odklopnika. V kompaktnem ohišju odklopnika, ki je iz nerjave čega jekla, se nahaja pogonski mehanizem, na pokrovu ohišja pa so vpete v skoznjike zalite vakuumske komore. Epoxy smola, iz katere so skoznjiki, služi kot izolacijsko sredstvo, medij za gašenje obloka pa je v tem primeru vakuum. Na dveh straneh ohišja so nosilci, kamor se pritrdijo prenapetostni odvodniki, ter ozemljitveni priklju ček. Elektromagnetni mehanizem izklopne kontakte premakne in zadrži v skrajnem položaju s pomo čjo elektromagnetne sile, trenutni položaj stikala pa je jasno viden na indikatorju na zunanji strani ohišja. V izolatorje vseh treh faz so zaliti tako tokovni transformatorji kot tudi kapacitivni delilniki napetosti. Podobno kot pri RL seriji ima tudi U27 odklopnik znotraj ohišja nameš čen SCEM modul, ki predstavlja srce odklopnika. V njem so zabeleženi vsi podatki o napravi, na podlagi katerih se krmilnik, ki ga priklju čimo odklopniku, popolnoma prilagodi stikalnemu aparatu [9].
22
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
ohišje X priklju čki vakuumskih komor ohišje tokovnih I priklju čki transformatorjev / kapacitivnih delilnikov Epoxy kompozitni material
indikator položaja stikala mehanska blokada
Slika 3.7: Zgradba kompaktnega vakuumskega odklopnika U27
23
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 3.8 prikazuje zgradbo kompaktnega vakuumskega odklopnika v prerezu. 1. X priklju ček 2. Tokovni transformator 3. I priklju ček 4. Kapacitivni delilnik napetosti 5. Nerjave č pokrov 6. Nosilec prenapetostnih odvodnikov 7. Indikator stanja 8. Obro č za mehanski izklop 9. Vakuumske komore 10. Epoxy izolatorji 11. Gibljiv prevodnik 12. Kontakti 13. Ozemljitveni priklju ček 14. Nerjave če ohišje 15. Elektromagnetni prožilni mehanizem 16. SCEM kartica 17. Krmilni kabel Slika 3.8: Sestavni deli kompaktnega vakuumskega odklopnika U27 v prerezu
Tehni čni podatki kompaktnega vakuumskega odklopnika so navedeni v tabeli 3.3.
Tabela 3.3: Tehni čni podatki kompaktnega vakuumskega odklopnika U27 [9] Nazivna napetost aparata 27 kV Nazivni tok 630 A Nazivna frekvenca 50 Hz Nazivna kratkosti čna izklopna zmogljivost 12,5 kA Nazivna kratkosti čna vklopna zmogljivost 32,5 kA Nazivni kratkotrajni zdržni tok 3s 12,5 kA Nazivna udarna zdržna napetost 125 kV Nazivna preskusna napetost omrežne frekvence 60 kV
Sestav krmilne omarice, ki je predvidena za montažo na drog pod odklopnikom, je enak kot pri bremenskem stikalu RL27 , samodejno se prilagodi le na čin delovanja programske opreme. V primeru odklopnika se aktivira funkcija zaš čite in APV, v primeru bremenskega stikala pa funkcije detekcije in SIOB.
24
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
V tem podpoglavju sta opisana zgolj dva stikalna aparata. Na tržiš ču je sicer prisotnih še veliko ve č proizvajalcev stikalnih aparatov z enako ali podobno namembnostjo. Zaradi obsežnosti jih ne bom popisoval, temve č jih bom le nekaj naštel: - ločilno stikalo tipa NPS proizvajalca ABB, - kompaktni vakuumski odklopnik serije KTR proizvajalca TAVRIDA ELECTRIC, - vakuumski odklopnik tipa VOZ proizvajalca TSN, - ločilniki in lo čilna stikala iz družine NPS TT 24 proizvajalca TEHMAR, - vakuumski odklopnik za zunanjo montažo tipa GVR proizvajalca TEHMAR.
Pri odlo čitvi o izbiri stikalnega aparata za vgradnjo v DVLM mora investitor upoštevati ve č skupin kriterijev, ki lahko zadevajo na čin obratovanja omrežja, specifi čne tehni čne zahteve, konstrukcijske posebnosti, notranjo organizacijo dela, vzdrževanja, izobraževanja itd. Po lastni presoji daje posameznim kriterijem prednost ali pa jih sploh ne upošteva. Na primer, posebnost zgoraj opisanih stikalnih aparatov RL27 in U27 je v tem, da uporabljata enak krmilnik. Tudi programska oprema krmilnika je za oba stikalna aparata enaka, le nabor aktivnih funkcij se samodejno prilagodi priklju čenemu tipu stikalnega aparata. To lahko posluževalcu precej poenostavi vzdrževanje zaradi manjšega nabora rezervnih delov, poenostavi posluževanje naprav, saj se uporabnik soo či le z enim tipom uporabniškega vmesnika in podobno. Zanemariti ne gre niti dejstva, da so lahko razli čni stikalni aparati, ki so opremljeni s tem tipom krmilnika, vklju čeni v koordiniran sistem avtomatizacije zanke, v katerem ve čje število aparatov izvrši samodejno izolacijo okvare, prenapajanje in po odpravi napake samodejni povratek v izhodiš čno stanje. Primerna sta za zanesljivo in celovito rešitev avtomatizacije omrežja. Poleg zgoraj naštetega velja še: - zgradba Nu-Lec aparatov je zasnovana na zaprtem kompaktnem ohišju brez izpostavljenih zunanjih delov, ki bi bili dovzetni za neugodne vremenske pogoje, kar pove ča zanesljivost delovanja v zimskih razmerah (žled, sneg); - kompaktna izvedba krmilne omarice, v kateri so vse povezave izvedene preko komunikacijskih protokolov, pomeni odsotnost klasi čnega oži čenja znotraj omarice in s tem » čisto« ter pregledno notranjost omarice. Tudi povezava med krmilno omarico in samim stikalnim aparatom je izvedena preko enotne povezave z enim samim konektorjem; - sodobni ADVC2 zaš čitni in krmilni modul ima integrirane tako funkcije zaš čite, APV, avtomatizacije zanke pri U27 seriji, kot tudi algoritme detekcije in lokalne avtomatike pri RL27 seriji, poleg tega pa še beleženja dogodkov, meritev I, U, P,
25
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Q, cos φ, statistiko odjema in podobno. Vsi podatki, ki se beležijo v sami napravi, so prav tako dostopni preko daljinske povezave; - Nu-Lec oprema ima izveden zanesljiv sistem rezervnega napajanja, ki ga je prav tako mogo če nadzirati na daljavo; - preko vgrajene preizkusne vti čnice in tovarniško izdelane pomožne opreme je zagotovljeno preizkušanje delovanja zaš čit brez motenj odjemalcev.
26
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4 IZBIRA IN NA ČRTOVANJE ZA KONKRETNI IZVOD
4.1 Omrežje in lokacija
Pri na črtovanju vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest se bom omejil na dva izvoda, ki sta po podatkih Javne agencije Republike Slovenije za energijo (JARSE) med najslabše napajanimi izvodi glede na lastni vzrok [3]. Na slikah 4.1 in 4.2 so prikazane vrednosti kazalnikov za vseh pet slovenskih elektrodistribucij za leto 2012. Glede na kazalnik SAIDI sta najslabše napajana izvoda Vojnik in Ljube čna iz RTP Trnovlje na prvem in drugem mestu, kar prikazuje diagram na sliki 4.1. Glede na kazalnik SAIFI sta ista izvoda na prvem in tretjem mestu, kar je razvidno iz diagrama na sliki 4.2.
Slika 4.1: Najslabše napajani izvodi – kazalnik SAIDI (lastni vzroki) [2]
27
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 4.2: Najslabše napajani izvodi – kazalnik SAIFI (lastni vzroki) [2]
Geografsko gledano ta dva izvoda pokrivata obmo čje severno od RTP Trnovlje: do naselja Brdce nad Dobrno na severu, do Kamne gore pri Črešnjicah na vzhodu in do Prelske pri Vinski gori na zahodu. Tako se iz teh izvodov napajajo naselja Šmarjeta, Zadobrova, Škofja vas, Prekorje, Arclin, Vojnik, Ivenca, Frankolovo z okoliškimi naselji, Nova Cerkev, Dobrna ter Socka do Paškega Kozjaka z bližnjimi naselji. V primeru obeh daljnovodov gre za čisti podeželski tip omrežja glede na kriterije, ki so opisani v podpoglavju 3.2.
28
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
DV Vojnik DV Ljube čna
Slika 4.3: Obmo čje, ki ga pokrivata DV Vojnik (moder) in DV Ljube čna (zelen)
29
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.1.1 Trenutno obratovalno stanje DV Vojnik in DV Ljube čna
Slika 4.4 prikazuje DV Vojnik in DV Ljube čna, ki sta zgrajena v dvosistemski izvedbi od RTP Trnovlje do odcepa za POL Socka.
POL Socka POL Socka
(a) (b) RTP Trnovlje RTP Trnovlje Slika 4.4: Dvosistemska izvedba: DV Vojnik (a) in DV Ljube čna (b) [4]
Omrežje je ve činoma izvedeno z nadzemnimi vodi, le v nekaterih krajših segmentih je kablirano. Gre za radialni tip omrežja, ki ima na dveh mestih možnost za sklenitev zanke. Na DV Vojnik lahko po potrebi s sklenitvijo stikala v POL Socka izvedemo zanko, kar je prikazano na sliki 4.5.
30
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
TP Socka
POL Socka
POL Strmec
Slika 4.5: Možnost izvedbe zanke na DV Vojnik
Prav tako lahko na DV Ljube čna po potrebi s sklenitvijo stikala v POL Straše zaklju čimo zanko, kot kaže slika 4.6.
POL Straše
Slika 4.6: Možnost izvedbe zanke na DV Ljube čna
31
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
V tabeli 4.1 so navedeni podatki o DV Vojnik, in sicer: obratovalna navidezna mo č, število TP in odjemalcev, ki so priklju čeni na DV, njegova skupna dolžina ter podatki o že vgrajenih DVLM na tem DV. Podatki so povzeti po [4].
Tabela 4.1: Podatki o DV Vojnik in vgrajenih DVLM DV Vojnik Navidezna mo č S 4,4 MVA Število TP 63 Število odjemalcev 2.326 Dolžina izvoda 61,378 km Vgrajeni DVLM DVLM Vojnik ločilno stikalo ABB NPS 24 A2-K5 DVLM Paški Kozjak kompaktni vakuumski odklopnik Tavrida OSM 27-12.5/630-205 DVLM Šentjanž (mejni) kompaktni vakuumski odklopnik Nu-Lec U27 DVLM Črnova (mejni) ločilno stikalo ABB NPS 24 A2-K5
Tabela 4.2 vsebuje podatke o DV Ljube čna: navidezno mo č, število odjemalcev in TP, skupno dolžino ter podatke o že vgrajenih DVLM na tem DV. Podatki so povzeti po [4].
Tabela 4.2: Podatki o DV Ljube čna in vgrajenih DVLM DV Ljube čna Navidezna mo č S 3,5 MVA Število TP 46 Število odjemalcev 2.413 Dolžina izvoda 45,378 km Vgrajeni DVLM DVLM Zadobrova (mejni) bremensko stikalo Nu-Lec RL27 DVLM Ljube čna ločilno stikalo ABB NPS 24 A2-K5 DVLM Frankolovo ločilno stikalo ABB NPS 24 A2-K5 DVLM Fužine ločilno stikalo ABB NPS 24 A2-K5
32
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Za lažjo vizualno predstavo so na sliki 4.7 z zelenimi pikami ozna čene lokacije, kjer so DVLM vgrajeni na DV Vojnik, z rumenimi pikami pa DVLM, vgrajeni na DV Ljube čna.
DVLM Paški Kozjak
DVLM Šentjanž (mejni) DVLM Fužine DVLM Frankolovo
DVLM Črnova (mejni)
DVLM Vojnik DVLM Ljube čna
DVLM na DV Vojnik DVLM Zadobrova (mejni) DVLM na DV Ljube čna
Slika 4.7: Lokacija že vgrajenih DVLM na DV Vojnik in DV Ljube čna
Na sliki 4.8 je podana enopolna shema izvodov Vojnik in Ljube čna, ki se napajata iz RTP Trnovlje. Na shemi je s svetlo modro barvo prikazan DV Vojnik s pripadajo čimi transformatorskimi postajami in z že vgrajenimi lo čilnimi mesti 3. S krogi so ozna čene transformatorske postaje, s kvadratki mesta lo čitve. Z zelenimi in rde čimi puš čicami so
3 Grafi čne oznake, ki na eno črtni shemi na sliki 4.8 ozna čujejo elemente omrežja, ne ustrezajo oznakam, ki so dolo čene po standardu. V legendi na sliki 4.8 so zato podane oznake in pripadajo ča poimenovanja posameznih elementov, ki so vrisani v shemo in so v splošni uporabi v shemi omrežja Elektra Celje.
33
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
ozna čeni lokatorji okvar. Nakazano je tudi, na katerih mestih se DV povezuje s sosednjimi daljnovodi: DV Ponikva in DV Vinska Gora. Z zeleno barvo je prikazan DV Ljube čna skupaj z nanj priklju čenimi transformatorskimi postajami in mesti lo čitve. DV Ljube čna se preko normalno odprte to čke v DVLM Zadobrova povezuje neposredno z RTP Selce, preko POL Ivenca pa z DV Bovše.
34
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
LEGENDA:
Slika 4.8: Eno črtna shema izvodov Vojnik in Ljube čna iz RTP Trnovlje
35
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.2 Profil DV Vojnik in DV Ljube čna
4.2.1 Profil DV Vojnik in DV Ljube čna glede na število vseh odjemalcev in pomembnejših industrijskih odjemalcev
Za DV Vojnik in DV Ljube čna je na slikah 4.9 in 4.10 prikazana poenostavljena shema osnovnega voda z vsemi stranskimi odcepi, na kateri je z modrimi krogi ozna čeno, kolikšno število vseh odjemalcev je priklju čenih na posameznem odcepu daljnovoda. V legendi je vrisana referen čna velikost kroga za sto odjemalcev. Poleg tega so za posamezni stranski odcep DV z rde čimi krogi ozna čeni tudi pomembnejši industrijski odjemalci, katerim prekinitev ali motena dobava elektri čne energije pomeni prekinitev ali motnjo obratovanja proizvodne linije ter s tem povezane ve čje izgube dohodka. Pomembnejši industrijski odjemalci so bili izbrani na osnovi kriterija priklju čne mo či (24 kW in ve č), pri čemer niso upoštevana tista odjemna mesta, kjer krajša prekinitev napajanja ni življenjskega pomena ali ne povzro či ve čje gospodarske škode z vidika izpada dobi čka (npr. javna razsvetljava, vodna črpališ ča, manjši gostinski lokali in podobno). V legendi je vrisana referen čna velikost kroga za enega pomembnejšega industrijskega odjemalca.
36
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 4.9: Profil DV Vojnik glede na število vseh odjemalcev in pomembnejših industrijskih odjemalcev
37
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 4.10: Profil DV Ljube čna glede na število vseh odjemalcev in pomembnejših industrijskih odjemalcev
38
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.2.2 Profil DV Vojnik in DV Ljube čna glede na delež okvar za leto 2012
Za daljnovoda Vojnik in Ljube čna sem analiziral izpade, ki so se zgodili v letu 2012 kot posledica lastnega vzroka. Med vzroki za nastale izpade so: napaka na opremi, padec veje ali drevesa na vodnike kot posledica zimske obtežbe ali vetra, dotrajanost opreme, porušitev izolacijske trdnosti izolacijskega materiala, atmosferske prenapetosti in ptice. Za nekaj izpadov je vzrok izpada neznan. Upoštevani so bili le dolgotrajni izpadi (> 3 min). Na slikah 4.11 in 4.12 je prikazano, kolikšen delež vseh okvar se je zgodil na posameznem delu DV. V primeru DV Vojnik se je na odseku od RTP do DVLM Vojnik zgodilo 33 % vseh okvar ter 67 % na odseku od DVLM Vojnik do konca DV. V primeru DV Ljube čna se je 18 % vseh okvar zgodilo na odseku od RTP do DVLM Ljube čna, 27 % med DVLM Ljube čna in DVLM Frankolovo ter preostalih 55 % od DVLM Frankolovo do konca DV.
39
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 4.11: Profil DV Vojnik glede na delež okvar za posamezni odsek za leto 2012
40
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Slika 4.12: Profil DV Ljube čna glede na delež okvar za posamezni odsek za leto 2012
41
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.3 Teoreti čna obravnava
4.3.1 Programsko orodje gospodarske družbe Elektro Celje
Pri svoji diplomski nalogi se bom navezoval na model omrežja elektrodistribucijskega podjetja Elektro Celje, kakršen je zajet v programskem orodju Gredos, razli čice 10.4.23. V njem je vrisano celotno omrežje, ki ga pokriva podjetje Elektro Celje: od razdelilno transformatorskih postaj, kablovodov in daljnovodov, do nizkonapetostnih transformatorskih postaj za kon čne odjemalce, že izvedena lo čilna mesta (daljinsko vodena in tudi tista, ki zahtevajo fizi čni pristop posluževalca v primeru izvedbe stikalnih manipulacij). Iz programa je mo č pridobiti podatke o nadzemnem vodniku oziroma kablovodu za katerikoli del omrežja, podatke o mo či posameznih transformatorjev v transformatorskih postajah, izra čunamo lahko poljubne pretoke energije, optimalni razklop, zanesljivost, kratke stike in še nekatere druge [4].
Slika 4.13: Grafi čni vmesnik programskega orodja Gredos z vrisano shemo omrežja Elektra Celje d.d. [4]
42
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.4 Kriteriji za dolo čitev mesta vgradnje DVLM
Da bi z vgradnjo DVLM v omrežje čim bolj izboljšali kazalnika neprekinjenosti napajanja SAIFI in SAIDI, čim bolj zmanjšali koli čino nedobavljene energije kon čnemu odjemalcu ter ne nazadnje upravi čili finan čni vložek vgradnje, moramo pri na črtovanju upoštevati razli čna dejstva. Pomembna je konfiguracija daljnovoda na dolo čenem odseku ter ali je napajano obmo čje pretežno podeželsko ali mestno. Treba je vedeti, ali je na njem veliko industrijskih odjemalcev elektri čne energije, kar je posredno povezano s skupnim stroškom nedobavljene energije za gospodinjske in industrijske odjemalce. Posredno šteje tudi, ali je obmo čje, kamor nameravamo vgraditi DVLM, geografsko zelo razgibano in je zato DV bolj izpostavljen morebitnim pogostejšim izpadom. Koristno je, da preu čimo, kakšne so možnosti za prenapajanje dolo čenega dela DV v primeru okvare ali kakšne so možnosti za obratovanje DV v zaprti zanki in podobno.
4.4.1 Število okvar na dolo čenem odseku DV Dolo čanje mesta vgradnje DVLM v omrežje naj v veliki meri temelji na realnih statisti čnih podatkih o dejanskih najbolj kriti čnih odsekih omrežja. Iz dobljenih statisti čnih podatkov za leto 2012, ki so podani v razdelku 4.2.2, lahko za DV Vojnik vidimo, da se je približno tretjina vseh okvar zgodila na delu DV od RTP Trnovlje do DVLM Vojnik, preostali dve tretjini pa v delu omrežja za DVLM Vojnik. Tu gre za okvare, kot so: napaka v materialu opreme, padec drevesa na DV, dotrajanost opreme, atmosferska prenapetost in nekaj neznanih vzrokov. Da bi zmanjšali vpliv teh okvar na kakovost dobave elektri čne energije v celotnem DV Vojnik, je smiselno mesto vgradnje dolo čiti tako, da okvare v zadnjih dveh tretjinah ne bodo motile ostalih odjemalcev. Analogno lahko re čemo tudi za DV Ljube čna: na prvem delu omrežja (od RTP Trnovlje do DVLM Ljube čna) se je pojavila slaba petina vseh okvar (18 %), na drugem delu (med DVLM Ljube čna in DVLM Frankolovo) približno 27 % in na zadnjem delu od DVLM Frankolovo naprej dobra polovica (kar 55 %) vseh izpadov. Tudi tu gre za podobno vrsto okvar, kot na DV Vojnik: padec drevesa na DV, preboj izolacije, dotrajanost opreme, atmosferska prenapetost, dotik veje ob zimski obtežbi in še nekaj neznanih vzrokov. V tem primeru naj bo mesto vgradnje dolo čeno tako, da se v čim ve čji meri izolirajo okvare v najbolj oddaljenem delu DV in se s tem čim manj motijo odjemalci, ki so bližje RTP-ju.
43
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.4.2 Konfiguracija voda Odklopnik (ali bremensko stikalo s funkcijo SIOB) je najbolj smiselno vgraditi na odcepe osnovnega voda, v katerih se pojavljajo okvare. S tem je zagotovljena neprekinjenost napajanja v primeru okvare vsem odjemalcev pred mestom vgradnje odklopnika, oziroma če uporabimo bremensko stikalo s SIOB v primeru okvare na tem odseku za kratek čas sicer res izpade celoten daljnovod, vendar bo v breznapetostni pavzi avtomatika izolirala okvaro in bo neokvarjenemu delu daljnovoda zatem spet povrnjeno napajanje. Razumljivo je, da vgradnja daljinsko vodenega lo čilnega mesta na za četku čisto vsakega odcepa s stroškovnega vidika ni sprejemljiva, ker izboljšana kakovost dobave elektri čne energije kljub vsemu ne more biti sorazmerna finan čnemu vložku vgradnje.
4.4.3 Geografske zna čilnosti trase DV Če trasa daljnovoda poteka po zelo razgibanem terenu ali po gozdu, kjer je še posebej v zimskem času velika verjetnost prekinitev kot posledica neugodnih vremenskih razmer (sneg na drevju, žled, veter, …) ali če se na dolo čenem odseku pojavlja veliko število prekinitev kot posledica udarov strel v poletnem času, je smiselno na tak odsek vgraditi daljinsko vodeno lo čilno mesto – bremensko stikalo s funkcijo SIOB, ki v povezavi z višje leže čim odklopnikom z zaš čito samodejno izklopi okvarjeni del, v kolikor ni že prej prišlo do ponovne vzpostavitve napajanja v hitrem APV.
Upoštevajo č to čke iz razdelkov 4.4.1, 4.4.2 in 4.4.3 bi bilo smotrno na DV Vojnik obstoje či POL Strmec zamenjati z odklopnikom, kot je nakazano z zeleno piko na sliki 4.14. Odklopnik bi v primeru okvare na tej veji zagotavljal, da odjemalci elektri čne energije na osnovni veji DV proti Socki in Paškem Kozjaku ne bi bili moteni oziroma okvare sploh ne bi čutili. Investicijsko nekoliko cenejša bi bila izvedba tega DVLM z bremenskim stikalom s funkcijo SIOB. Dejstvo pa je, da na ra čun nekoliko nižjega finan čnega vložka v primeru okvare na tej veji izpade celoten DV, dokler ni v ciklu APV samodejno izoliran okvarjeni del in je osnovnemu vodu do bremenskega stikala povrnjeno napajanje. Prav tako bi bila smiselna vgradnja DVLM na DV Ljube čna na odcepu proti Višnji vasi na mestu, kjer se kon ča kablovod in se nadaljuje prostozra čni vod proti Frankolovem (rumena pika na sliki 4.14). Tudi v tem primeru bi dosegli višjo kakovost dobave za odjemalce na osnovnem vodu v primeru okvare na koncu DV. V obeh primerih gre za sorazmerno dolg stranski odcep osnovnega daljnovoda (19 km od odcepa Strmec na DV Vojnik ter 22,5 km prostozra čnega voda od odcepa Višnja vas
44
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
naselje na DV Ljube čna). Prav tako oba odseka potekata po pretežno razgibanem terenu in deloma tudi po gozdu, kar pove čuje možnost za nastanek okvare.
Paški Kozjak
Socka
Frankolovo
DVLM Strmec na DV Vojnik DVLM Ivenca na DV Ljube čna Višnja vas
Slika 4.14: Predvideni lokaciji za vgradnjo DVLM na za četku dveh daljših stranskih odcepov DV
4.4.4 Število odjemalcev Vgradnjo daljinskega lo čilnega mesta je smotrno na črtovati na takšnih delih daljnovoda, da bo v primeru okvare na DV moteno čim manjše število odjemalcev. Treba je poudariti, da vgrajen DVLM izboljšuje kakovost napajanja z elektri čno energijo odjemalcem pred mestom vgradnje DVLM, ne pa v tistem delu, kjer se pojavi okvara. To pomeni, da lo čilno mesto na primer umestimo takoj za delom daljnovoda, kjer je priklju čeno ve čje število
45
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
uporabnikov (npr. ve čje naselje, mesto) in s tem dosežemo, da bo daljnovodu po okvari in delovanju avtomatike SIOB (v primeru bremenskega stikala s SIOB) spet zagotovljeno napajanje pred lo čilnim mestom, oziroma da odjemalci pred odklopnikom okvare za mestom vgradnje sploh ne bodo čutili.
4.4.5 Vrsta odjemalcev V povezavi s predhodno to čko je prav tako smiselno daljinsko mesto lo čitve na črtovati v omrežju tako, da so ob okvarah čim manjkrat prizadeti tisti odjemalci z industrijskim odjemom, kjer je strošek nedobavljene energije (ENS) še toliko ve čji kot pri navadnih gospodinjskih odjemalcih, oziroma prekinitev (tudi samo kratkotrajna) pomeni motnjo za ob čutljive procesne linije, ra čunalnike, aparate, ki so življenjskega pomena v bolnišnicah itd. To so npr.: proizvodni prostori s procesnimi linijami, bolnišnice, domovi za ostarele, šole, vrtci in podobno. V takem primeru je smiselna vgradnja odklopnika na drogu na delu omrežja za takšnimi odjemalci, ker bo v primeru okvare odklopnik lo čil okvarjeni del voda in bo DV pred vgrajenim odklopnikom deloval nemoteno.
Na DV Vojnik je ve čji del industrijskih odjemalcev (vklju čno z industrijsko cono) priklju čenih na DV v prvem delu omrežja (torej pred DVLM Vojnik), kar je shematsko nakazano že na sliki 4.9. Zato bi bila smiselna zamenjava obstoje čega DVLM Vojnik, ki je trenutno izveden z lo čilnim stikalom ABB NPS 24 A2-K5 , z odklopnikom na drogu, vklju čno z zaš čito. V primeru okvare na koncu daljnovoda (npr. pri naselju Socka) bo izpadel celotni DV, dokler operater v DCV ne bo lo čil okvarjenega dela DV z lo čilnim stikalom v DVLM Vojnik. Če pa je na mestu DVLM Vojnik odklopnik z zaš čito, odjemalci pred DVLM Vojnik okvare pri Socki sploh ne bodo čutili, saj bo odklopnik okvaro zaznal in okvarjeni del DV izklopil. Predvideno mesto nadgradnje je z zeleno piko nakazano na sliki 4.15. S tem š čitimo odjemalce od RTP-ja do odklopnika, kadar pride do okvare za odklopnikom. Na DV Ljube čna je velik del odjemalcev (tako gospodinjskih kot tudi industrijskih) skoncentriran približno v prvi polovici daljnovoda – naselji Arclin in Vojnik (slika 4.10), kjer so tudi dom ostarelih, bolnišnica, vrtec, osnovna šola in ve č industrijskih odjemalcev. Zato bi odklopnik z zaš čito takoj za temi odjemalci š čitil omenjeno podro čje v primeru okvar na bolj oddaljeni veji daljnovoda. Predvideno mesto vgradnje DVLM na DV Ljube čna je na sliki 4.15 nakazano z rumeno piko.
46
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Paški Kozjak
Socka
Frankolovo
Višnja vas DVLM Vojnik - naselje na DV Ljube čna
DVLM Vojnik na DV Vojnik
Slika 4.15: Predvideni lokaciji za vgradnjo DVLM takoj za ve čjim številom odjemalcev (gospodinjskih in industrijskih)
Doseganje selektivnosti Bistvenega pomena pri vgrajevanju dodatnih odklopnikov v obstoje če omrežje je, da so zadoš čene osnovne zahteve za zaš čito. Poleg hitrosti delovanja, ob čutljivosti, zanesljivosti in ekonomi čnosti mora zaš čita SN omrežja biti tudi selektivna. Dose či želimo, da v primeru okvare izpade čim manjši del daljnovoda. Z vgrajevanjem zaporednih odklopnikov na drogu daljnovod razdelimo na ve č posamezno š čitenih odsekov. Zagotoviti moramo, da zaporedni zaš čitni členi daljnovoda (torej zaš čita DV v RTP in posamezne zaš čite pri odklopnikih na drogu) delujejo selektivno. To pomeni, da
47
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
morajo biti zaporedne zaš čite daljnovoda nastavljene tako, da v primeru okvare izklopimo le tisti minimalni del, ki je v okvari. Noben od posameznih odsekov ne sme ostati nezaš čiten, zato je pomembno, da se obmo čja š čitenja med seboj prekrivajo. Selektivnost delovanja je lahko: - absolutna ali - relativna. Absolutno selektivna zaš čita deluje le pri okvarah znotraj tistega podro čja, ki ga š čiti. Deluje trenutno, brez časovne zakasnitve. Relativna selektivnost zaš čite se najpogosteje dosega s pomo čjo časovno zakasnjenega delovanja. Navedeno pomeni, da najhitreje oziroma v najkrajšem času deluje tista zaš čita, ki je najbližja okvari. Selektivnost delovanja zaš čite v distribucijskem omrežju v praksi pogosto dosegamo s časovnim stopnjevanjem delovanja zaš čite v smeri od izvora napajanja proti porabniku, kar prikazuje slika 4.17. Časovno stopnjevanje lahko dosežemo z uporabo časovnih zakasnitev, ki so neodvisne od toka okvare, ali z uporabo časovnih zakasnitev, ki so obratno sorazmerne okvarnemu toku – t. i. inverzne karakteristike. Uporaba slednjega principa zahteva precej natan čnejše izra čune nastavitev zaš čit, omogo ča pa, da v razpoložljivi čas najdaljše še dovoljene zakasnitve umestimo ve čje število zaporednih zaš čit [5].
Na sliki 4.14 so prikazane tri standardne časovno odvisne karakteristike, ki so v uporabi.
Slika 4.16: Inverzne karakteristike nadtokovne zaš čite [5]
48
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Pri tokovno neodvisno zakasnjeni karakteristiki je pomembno, da je velikost stopnice ∆t (slika 4.17) ve čja od 200 ÷ 300 ms in hkrati mora biti skupni čas delovanja vseh zaporednih členov čim krajši, da zaš čita okvaro izklopi v dovolj kratkem času. Namesto časovno neodvisnega zakasnjenega delovanja lahko uporabimo časovno odvisno zakasnjevanje, s čimer lahko z razli čnimi inverznimi karakteristikami dosežemo razli čno časovno zakasnitev ∆t. Doseganje časovno odvisnega stopnjevanja z inverznimi karakteristikami prikazuje slika 4.17.
stopnjevanje zaš čite s tokovno neodvisnim časovnim zakasnjevanjem
stopnjevanje zaš čite s tokovno odvisnim časovnim zakasnjevanjem
Slika 4.17: Tokovno neodvisna in tokovno odvisna zakasnitev delovanja zaš čitnega releja [5]
4.4.6 Strošek nedobavljene energije in doseganje minimalnih standardov kakovosti
Za industrijske odjemalce so motnje v dobavi elektri čne energije bistvenega pomena, še posebno, če gre za odjemna mesta, ki napajajo ob čutljive avtomatizirane proizvodnje linije, ra čunalniške sisteme in druge podobne porabnike. Škoda zaradi izpada električne energije je tako na strani distributerja kot tudi na strani odjemalca. Distributer je zaradi izpada prikrajšan za zara čunavanje omrežnine in tudi zaradi elektri čne energije, ki ni bila dobavljena in posledi čno pla čana s strani odjemalca. Industrijski odjemalec pa je
49
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
oškodovan zaradi za časnega prenehanja njegove industrijske dejavnosti kot posledice izpada elektri čne energije. Distributer je s pogodbo zavezan, da takšnim odjemalcem zagotavlja karseda neprekinjeno in nemoteno dobavo elektri čne energije, ki mora biti tudi s pogodbo dolo čene ustrezne kakovosti. Zakonsko je opredeljeno, kolikšno je število izpadov elektri čne energije oziroma skupno trajanje izpadov glede na lastni vzrok, ki ga distribucijsko podjetje ne sme prese či. Morebitne prekora čitve z zakonom dolo čenih standardov ali odstopanja od s pogodbo dolo čenih normativov o koli čini in kakovosti dobavljene energije so neposredno povezane z odškodninami. S tega vidika je skrajševanje časa, ko je odjemalec po okvari brez elektri čne energije, bistvenega pomena in se neposredno odraža tudi v uspešnosti poslovanja distribucijskega podjetja. Zato mora biti v interesu distribucijskega podjetja, da kakovost dobave izboljša zlasti na tistih obmo čjih, kjer je skoncentrirano ve čje število industrijskih odjemalcev.
Nedobavljena energija je energija, ki bi bila dobavljena iz sistema, če ne bi prišlo do prekinitve. Enaka je šrafirani površini pod krivuljo dnevne porabe energije v dolo čenem času izpada ∆t, kar prikazuje slika 4.18.
Slika 4.18: Koli čina nedobavljene energije (ENS)
50
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.4.7 Kazalniki kakovosti (SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI)
Podobno kot koli čina nedobavljene energije je tudi vrednost kazalnikov kakovosti posredno ali neposredno povezana s finan čnim vidikom poslovanja elektrodistribucijskega podjetja. Vgradnja daljinsko vodenih elementov in v naslednjem koraku povezovanje posameznih tovrstnih elementov med seboj v smislu avtomatizacije omrežja gotovo v najve čji meri prispevajo k višanju kakovosti oskrbe z elektri čno energijo in posledi čno k izboljšanju kazalnikov kakovosti. Upoštevanje kazalnikov kakovosti SAIFI in SAIDI, ki jih na nivoju vseh petih slovenskih elektrodistribucijskih podjetij zbira in objavlja Javna agencija Republike Slovenije za energijo, ima v vlogi kriterija za dolo čitev mesta vgradnje DVLM v omrežje veliko težo. Poleg tega velja omeniti še pregled stanja omrežja glede na kazalnika kakovosti CAIFI in CAIDI, ki ga je mogo če pridobiti iz programskega okolja DMS in predstavlja vrednosti omenjenih kazalcev, ra čunane analiti čno glede na dejansko stanje opreme.
4.5 Izbira opreme in vgradnja
Pri na črtovanju vgradnje DVLM v omrežje je poleg vseh že omenjenih vidikov treba upoštevati tudi vidike, ki se nanašajo na dimenzioniranje aparatov in naprav v elektroenergetskem omrežju. Eden takšnih vidikov so kratkosti čne razmere, ki so posredno povezane s pri čakovano življenjsko dobo vgrajenega stikalnega aparata v omrežje. Vsekakor je treba pred vgradnjo stikalnega aparata v omrežje preveriti, kakšne kratkosti čne razmere se pojavljajo v predvideni to čki vgradnje in na podlagi tega dolo čiti primerni stikalni aparat za vgradnjo. Programsko okolje DMS (ang. Distribution Management System), ki je v uporabi v podjetju Elektro Celje, sestoji iz ve č posameznih modulov in med drugim omogo ča izra čun razmer v omrežju, ki temeljijo na podlagi realnega modela omrežja. Za nekatere to čke v omrežju so iz omenjenega programa pridobljeni podatki, iz katerih je razvidno, kakšne vrednosti kratkosti čnih tokov se v dolo čeni to čki omrežja pojavijo. Podatki se nanašajo na trifazni kratki stik, ki predstavlja simetri čno okvaro oziroma obremenitev voda (ne glede na to, ali gre tudi za hkratni stik z zemljo ali ne) in je najslabši možni primer kratkih stikov v omrežju [10].
51
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Iz slike 4.19 je razvidno, da se najve čji trifazni kratkosti čni tok pri čakovano pojavi na za četku daljnovoda, to je približno 100 metrov oddaljenosti od RTP Trnovlje.
za četek izvodov Vojnik in Ljube čna
RTP Trnovlje
Slika 4.19: Kratkosti čni tokovi na za četku DV Vojnik in DV Ljube čna
Kratkosti čni tok, ki bi stekel v primeru trifaznega kratkega stika na daljnovodu, znaša na predvideni lokaciji novega DVLM Vojnik – naselje na DV Ljube čna 2,21 kA . To pomeni, da se po približno 6 km razdalje od RTP do te to čke vgradnje DVLM kratkosti čni tok približno razpolovi (slika 4.20).
DVLM Vojnik - naselje
Slika 4.20: Kratkosti čni tokovi na predvidenem mestu vgradnje DVLM Vojnik – naselje
52
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Kratkosti čni tok, ra čunan v to čki nadgradnje POL Strmec v DVLM, ki je od RTP oddaljena približno 9,3 km, je še manjši in znaša 1,67 kA . Vrednosti KS tokov v tej to čki so prikazane na sliki 4.21.
DVLM Strmec
Slika 4.21: Kratkosti čni tokovi na predvidenem mestu vgradnje DVLM Strmec
Kratkosti čni tok na mestu vgradnje DVLM Ivenca je v primerjavi s to čko vgradnje DVLM Vojnik – naselje nekoliko manjši, saj znaša 1,9 kA (slika 4.22), njuna medsebojna razdalja pa je približno 2,6 km.
DVLM Ivenca
Slika 4.22: Kratkosti čni tokovi na predvideni to čki vgradnje DVLM Ivenca
53
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.5.1 Nadgradnja POL Strmec in DVLM Vojnik na DV Vojnik
Na DV Vojnik se že obstoje če lo čilno mesto POL Strmec nadomesti s kompaktnim vakuumskim odklopnikom ali bremenskim stikalom. Obstoje či DVLM Vojnik, ki je trenutno izveden z lo čilnim stikalom, se demontira in se namesto njega vgradi kompaktni vakuumski odklopnik z integriranimi zaš čitnimi funkcijami. Nadgradnja DVLM zajema: - kompaktni vakuumski odklopnik nazivne napetosti 27 kV, - krmilno omarico vklju čno z integrirano pripadajo čo napajalno, krmilno in komunikacijsko opremo, - napetostni transformator 20/0,11 kV – 24/50/125 kV – 200 VA, - opremo za daljinsko vodenje.
V primeru, da se glede na razpoložljive finan čne okvire nadgradnja lo čilnega mesta POL Strmec izvede z bremenskim stikalom, le-to zajema: - bremensko stikalo s funkcijo SIOB nazivne napetosti 27 kV, - krmilno omarico vklju čno z integrirano pripadajo čo napajalno, krmilno in komunikacijsko opremo, - napetostni transformator 20/0,11 kV – 24/50/125 kV – 200 VA, - opremo za daljinsko vodenje 4.
V smislu racionalizacije stroškov nadgradnje omrežja z daljinsko vodenimi lo čilnimi mesti je lo čilno stikalo tipa ABB NPS 24 A2-K5 , ki je trenutno vgrajeno v DPOL Vojnik in bi bilo v primeru nadgradnje tega lo čilnega mesta z odklopnikom demontirano, mogo če ponovno vgraditi na mesto, kjer je trenutno POL Strmec. S tem pridobimo nadgradnjo lokalno vodenega lo čilnega mesta POL Strmec v daljinsko vodeno, poleg tega pa prihranimo nakup enega odklopnika ali bremenskega stikala, ki je sicer predviden za vgradnjo na to mesto.
4 Daljinsko vodenje je lahko glede na naro čnikove zahteve in glede na to, ali je druga vrsta komunikacije zaradi tehni čnih možnosti bolj dopustna, izvedeno tudi s pomo čjo druge vrste komunikacije, npr. GPRS.
54
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
4.5.2 Izgradnja novega DVLM Vojnik – naselje in DVLM Ivenca na DV Ljube čna
Na DV Ljube čna se izgradita dve novi daljinsko vodeni lo čilni mesti s kompaktnim vakuumskim odklopnikom na drogu. DVLM Vojnik – naselje se umesti na prvo primerno stojno mesto takoj za naseljem Vojnik, DVLM Ivenca pa na prvo stojno mesto za kabelsko izvedenim delom omrežja na tem odcepu. Izgradnja vsakega od obeh lo čilnih mest zajema: - kompaktni vakuumski odklopnik nazivne napetosti 27 kV, - krmilno omarico vklju čno z integrirano pripadajo čo napajalno, krmilno in komunikacijsko opremo, - napetostni transformator 20/0,11 kV – 24/50/125 kV – 200 VA, - opremo za daljinsko vodenje.
55
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
5 SKLEP
Na za četku tega diplomskega dela je predstavljeno podjetje za distribucijo elektri čne energije Elektro Celje, d.d.: nekaj osnovnih podatkov o omrežju, geografska umestitev, razdelitev po podro čjih, enotah vzdrževanja, nadzorništvih in ob činah. V tretjem poglavju je opisano daljinsko vodeno lo čilno mesto ter opredelitev stikalnih aparatov za prekinjanje SN tokokrogov glede na njihovo funkcijo. V nadaljevanju so predstavljeni stikalni aparati razli čnih proizvajalcev (podrobneje aparati dveh proizvajalcev), ki so primerni bodisi za izgradnjo novega daljinsko vodenega lo čilnega mesta bodisi za nadgradnjo že obstoje čega lo čilnega mesta v daljinsko vodenega. Četrto poglavje zajema na črtovanje vgradnje tovrstnih lo čilnih mest na konkretni odsek. Na podlagi podatkov Javne agencije Republike Slovenije za energijo sem izbral dva najslabše napajana izvoda na ravni celotnega podjetja Elektro Celje, in sicer daljnovoda Vojnik in Ljube čna. Analiziral sem ju glede na to, na katerem delu DV se pojavlja najve č okvar v enem letu (2012). Izdelal sem profil obeh daljnovodov glede na gostoto vseh odjemalcev in glede na razporeditev industrijskih oziroma pogodbenih odjemalcev vzdolž DV. Postavil sem kriterije, ki naj bodo osnova pri na črtovanje vgradnje novih DVLM v omrežje. Cilj tovrstnega na črtovanja je, da je v primeru okvare prizadetih čim manj odjemalcev, še posebej industrijskih in takšnih, za katere je oskrba z elektri čno energijo bistvenega pomena, oziroma da je v primeru okvare na DV in njegovega izpada čas do ponovne vzpostavitve napajanja čim krajši. Glede na zastavljene kriterije sem predlagal štiri konkretne to čke v omrežju, kjer naj se bodisi izgradi novo daljinsko mesto lo čitve bodisi nadgradi obstoje če ro čno lo čilno mesto v daljinsko vodenega. Na DV Vojnik sem predvidel zamenjavo obstoje čega lo čilnega stikala DVLM Vojnik s kompaktnim vakuumskim odklopnikom ter nadgradnjo POL Strmec z lo čilnim stikalom ali odklopnikom. V tem primeru je izbira med odklopnikom in lo čilnim stikalom odvisna od finan čnih sredstev, ki jih ima investitor na razpolago za izgradnjo, ter od teže posameznih prednosti in pomanjkljivosti, ki jih eden in drugi tip stikalnega aparata ponujata. V smislu racionalizacije stroškov je možna tudi ponovna vgradnja stikalnega aparata iz DVLM Vojnik v POL Strmec, ki je kot alternativa nadrobneje opisana v razdelku 4.5.1. Na DV Ljube čna glede na kriterije predlagam vgradnjo kompaktnega vakuumskega odklopnika takoj za odjemalci v samem središ ču naselja Vojnik, vklju čno s pomembnejšimi odjemalci (šola, bolnica, dom starejših, industrijska cona …), saj s tem v primeru okvare za odklopnikom omenjenim odjemalcem zagotovimo nemoteno dobavo
56
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
elektri čne energije. Drugo potencialno mesto za izgradnjo DVLM je DVLM Ivenca na odcepu stranske veje daljnovoda Ljube čna proti Frankolovem. V primeru umeš čanja novih DVLM na obeh daljnovodih ima pomembno vlogo ekonomski vidik. Če skupni stroški, ki nastanejo kot posledica izpada ali prekinitve dobave elektri čne energije kon čnemu odjemalcu, v nekem časovnem okviru presežejo predvideni strošek investicije vgradnje DVLM, ki se vgrajuje za enako časovno obdobje, je vgradnja nedvomno tudi glede na finan čni kriterij upravi čena. Z vedno ve čjo porabo elektri čne energije in širjenjem elektroenergetskega omrežja je pri čakovati, da se bo sorazmerno s tem tudi v prihodnosti pojavljalo vedno ve č prekinitev njene dobave, bodisi zaradi vremenskih neprijetnosti (poleti neurja z udari strel, pozimi snegolomi in žledolomi) bodisi zaradi drugih vzrokov, ki povzro čajo kratkotrajne ali dolgotrajne izpade elektri čne energije. Ker pa ritem in na čin življenja v 21. stoletju vklju čno z vsem tehni čnim napredkom zahtevata kakovostno oskrbo naših domov v elektroenergetskem smislu, bodo posledi čno elektrodistribucijska podjetja prisiljena k zagotavljanju čim bolj neprekinjene in kakovostne dobave elektri čne energije do vsakega odjemalca. S tega vidika je razvoj in vsakršno vlaganje v obnovo obstoje če ter gradnjo nove infrastrukture v smislu avtomatizacije in prihajajo čih pametnih omrežij gotovo smer slovenskega elektrogospodarstva za prihodnost.
57
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
VIRI IN LITERATURA
[1] Akt o posredovanju podatkov o kakovosti oskrbe z elektri čno energijo. Uradni list RS, 73/2012 z dne 28. 9. 2012, stran 7286. Dostopno na: http://www.uradni- list.si/uradni-list?year=2012&edition=201273 [9. 5. 2014].
[2] Bati č, D. Poro čilo o kakovosti oskrbe z elektri čno energijo v letu 2012, 16- 8/2013/254. Maribor: Javna agencija Republike Slovenije za energijo, 2014. Dostopno na: https://www.agen- rs.si/dokumenti/29/2/2014/POR_20140115_Poro%C4%8Dilo_o_kakovosti_oskrbe_v _letu_2012_1965.pdf [9. 5. 2014].
[3] Distribucijsko omrežje. Elektro Celje, d. d. Dostopno na: http://www.elektro- celje.si/omrezje [9. 5. 2014].
[4] Elektroinštitut Milan Vidmar, Gisdata. GREDOS 10.4 . Ljubljana, 1999–2010.
[5] Gr čar, B. Uvod v zaš čito elementov elektroenergetskih sistemov. Maribor: Fakulteta za elektrotehniko, ra čunalništvo in informatiko, 1999.
[6] Gubina, F., Ogorelec, A. Vodenje elektroenergetskega sistema. Ljubljana: Sloko- CIGRÉ, 1997.
[7] Minimalni standardi kakovosti. Maribor, 2013. Dostopno na: http://www.sodo.si/_files/535/MSK_2013.pdf [9. 5. 2014].
[8] Nu-Lec RL27 Bremensko stikalo s krmilnikom ADVC2, Tehni čni priro čnik. Ljubljana, ALTENS, družba za tehniko in inženiring, d. o. o., 2011.
[9] Nu-Lec U2712 Zunajmontažni kompaktni vakuumski odklopnik s krmilnikom ADVC2, Tehni čni priro čnik. Ljubljana, ALTENS, družba za tehniko in inženiring, d. o. o., 2012.
[10] Pihler, J. Stikalne naprave elektroenergetskega sistema, 1. Izdaja. Maribor: Fakulteta za elektrotehniko, ra čunalništvo in informatiko, 1999.
58
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
[11] Slovar izrazov za trg z elektri čno energijo. Ljubljana: Sloko-CIGRÉ, 2001. Dostopno na: http://www.powerlab.uni-mb.si/novo2012/Download/Literatura/CIGRE- Slovar_izrazov_za_trg_el_energije_ves.pdf [9. 5. 2014].
[12] Slovenski elektrotehniški slovar. Podro čje elektroenergetika. Poglavje 441, Stikalne naprave in varovalke. Ljubljana: Sloko – CIGRÉ, 1995.
[13] Šiško, L., Pavši č, A. Komunikacije in zbiranje podatkov v sistemu DVLM Elektro Maribor. 10. konferenca slovenskih elektroenergetikov. Ljubljana: 2011.
59
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
PRILOGE Priloga A: Izpis iz Slovenskega elektrotehniškega slovarja, Podro čje elektroenergetika [12]
60
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
61
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
62
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
63
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
64
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
65
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
Priloga B: Naslov študenta in kratek življenjepis Tomaž Rezar Bežigrad 18 1000 Ljubljana Telefon študenta: +38651634909 E-poštni naslov študenta: [email protected]
Rojen: 5. 12. 1986 Šolanje: 1993–2001 Osnovna Šola Štore 2001–2005 Gimnazija Celje Center 2005–2014 Fakulteta za elektrotehniko, ra čunalništvo in informatiko
Priloga C: Izjava o avtorstvu
Priloga D: Izjava o ustreznosti zaklju čnega dela
Priloga E: Izjava o istovetnosti tiskane in elektronske verzije zaklju čnega dela in objavi osebnih podatkov diplomantov
66
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
67
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
68
Rezar, T.: Na črtovanje vgradnje daljinsko vodenih lo čilnih mest v omrežje Elektra Celje
69