ELEKELEKTROTEHNIKA

1. PRIMIJENJENA ELEKTROTEHNIKA

1/50ELEKTROTEHNIKA :: 1. Primijenjena elektrotehnika © Komen

Doc. dr. sc. Vitomir Komen, dipl. ing. el.

1. PRIMIJENJENA ELEKTROTEHNIKA

ELEKTROTEHNIKA

Grana tehnike koja se bavi primjenom učinaka elektriciteta.

• Elektricitet je skup električnih naboja koji ili miruju ili se gibaju.­ naboji u mirovanju (statički elektricitet) – djelovanje električnog polja

oko el. naboja­ naboji u gibanju – djelovanje električnog i magnetskog polja

• Električni naboji su elementarne čestice koje predstavljaju sastojke tvari • Električni naboji su elementarne čestice koje predstavljaju sastojke tvari (materije).

­ pozitivni elementarni el. naboj – proton­ negativni elementarni el. naboj – elektron

• Električna struja je usmjereno gibanje električnih naboja.­ električna struja u vodičima­ električna struja u dielektricima (izolatorima)­ električna struja u talinama i otopinama elektrolita­ električna struja u vakuumu

• Učinci električne struje – izvori i trošila električne struje• Učinci električne struje – izvori i trošila električne struje­ toplinski učinci (zagrijavanje)­ kemijski učinci (elektrokemijski procesi)­ magnetski učinci (magnetske sile)

POVIJESNI PREGLED

• Antičko doba – prije spoznaje o elektricitetu

• Pojam elektrotehnika – grčka riječ elektron / jantar

• 17. stoljeće – osnovne zakonitosti električnih naboja

­ stakleni predmet trljan suhom krpom (pozitivan)

­ smolasti (jantar) predmet trljan krznom (negativan)

• 1785. god. Coulombov zakon o sili koja djeluje između dva el. naboja

• početak 19. stoljeća – otkriće kemijskog izvora električne struje – Voltin članak

• 1820. god. Ampere otkrio da vodiči protjecani strujama djeluju jedan na drugog silama (privlačnim ili odbojnim)

• 1831. god. Faraday otkrio načelo elektromagnetske indukcije i dinamo stroj

• Maxwell uveo skup jednadžbi koje obuhvaćaju elektromagnetske pojave

• Hertz potvrdio postojanje elektromagnetskih valova

• druga polovica 19. stoljeća – započela primjena elektriciteta i elektrotehnike

­ elektroindustrija

­ elektroenergetika

­ telekomunikacije

• Električna rasvjeta i elektrifikacija na bazi istosmjernih struja – Edison

• Izmjenične i višefazne električne struje, okretno magnetsko polje – Nikola Tesla

• Razvoj primijenjene elektrotehnike na bazi trofaznih izmjeničnih struja• Razvoj primijenjene elektrotehnike na bazi trofaznih izmjeničnih struja

• 1891. god. prvi izmjenični prijenos el. energije / Dolivo-Dobrovolski, Frankfurt

• 1895. god. početak elektrifikacije u Hrvatskoj

• Ubrzani razvoj energetske elektrotehnike

• Razvoj ostalih područja elektrotehnike

• Elektronika – na bazi elektronskih cijevi, a od 70-tih godina poluvodička elektronika

PRIMIJENJENA ELEKTROTEHNIKA

I. ENERGETSKA ELEKTROTEHNIKA

II. INFORMACIJSKA ELEKTROTEHNIKA

III. ELEKTRONIKA

• energetska elektronika

• informacijska elektronika• informacijska elektronika

• opća elektronika

IV. ELEKTRIČNA UPRAVLJAČKA I REGULACIJSKA TEHNIKA

I. ENERGETSKA ELEKTROTEHNIKA

Grana elektrotehnike koja se bavi proizvodnjom, prijenosom, distribucijom i potrošnjom električne energije.

ELEMENTI ENERGETSKE ELEKTROTEHNIKE

• izvori električne energije – elektrane / sinkroni generatori• izvori električne energije – elektrane / sinkroni generatori

• transformatorske stanice – energetski transformatori

• elektroenergetski vodovi – nadzemni, kabelski

• potrošačka električna postrojenja i instalacije

• trošila električne energije

1. Elektroenergetski sustav

2. Generatorska postrojenja GP – elektrane

3. Transformatorske stanice TS

4. Nadzemni elektroenergetski vodovi NEEV

5. Kabelski elektroenergetski vodovi KEEV

6. Niskonaponske mreže NNM

7. Potrošačka elektroenergetska postrojenja PEEP

8. Potrošačke elektroenergetske instalacije PEEI

9. Trošila električne energije

1. Elektroenergetski sustav

Trofazni sustavi izmjenične struje, f = konst = 50 Hz, U = Un ± 10%

ELEKTROENERGETSKI SUSTAV

PODSUSTAV ZA PROIZVODNJU ELEKTRIČNE

ENERGIJE

PODSUSTAV ZA PRIJENOS

ELEKTRIČNE ENERGIJE

PODSUSTAV ZA DISTRIBUCIJU ELEKTRIČNE

ENERGIJE

PODSUSTAV ZA POTROŠNJU ELEKTRIČNE

ENERGIJE

TRGOVINA ELEKTRIČNOM

ENERGIJOM

OPSKRBA ELEKTRIČNOM ENERGIJOM

OSNOVNA STRUKTURA ELEKTROENERGETSKOG SUSTAVA DRŽAVE HRVATSKE

2. GENERATORSKA POSTROJENJA GP ELEKTRANE

Blok shema generatorskog postrojenja - GP

ELEKTRANE

I. HIDROELEKTRANE

• PROTOČNE

• AKUMULACIJSKE

• PUMPNE

II. TERMOELEKTRANE

• NA KRUTA GORIVA

• NA TEKUĆA GORIVA

• S PLINSKIM TURBINAMA

III. NUKLEARNE ELEKTRANEIII. NUKLEARNE ELEKTRANE

IV. MALE ELEKTRANE – DISTRIBUIRANI IZVORI ELEKTRIČNE ENERGIJE

• MALE HIDROELEKTRANE

• VJETROELEKTRANE

• KOGENERACIJSKE ELEKTRANE

• ELEKTRANE NA BIOMASU

• SUNČANE ELEKTRANE

• GEOTERMALNE ELEKTRANE

• PLINSKE MIKROTURBINE

HIDROELEKTRANE - PRIMJERI

HE Podsused (1)

TE Plomin

TERMOELEKTRANE - PRIMJER

TE-TO Zagreb

NE Krško

MALE ELEKTRANE - PRIMJERI

• MALE HIDROELEKTRANE

• VJETROELEKTRANE

• SUNČANE ELEKTRANE - SOLARNE TE- FN ELEKTRANE

3. Transformatorske stanice TS

Blok shema transformatorske stanice

Transformatorske stanice – primjeri izvedbe

VN EE rasklopna postrojenja unutarnje izvedbe – GIS tehnologija

SN EE rasklopna postrojenja unutarnje izvedbe – AIS tehnologija

Rasklopna postrojenja VN i SN

Tipske TS 10(20)/0.4 kV

4. NADZEMNI ELEKTROENERGETSKI VODOVI NEEV

• ELEKTROENERGETSKI VODOVI – općenito

EE vod povezuje dva čvorišta EE mreže istog nazivnog napona Un

Nadzemni elektroenergetski vodovi

• OSNOVNI PARAMETRI VODA

- NAZIVNI NAPON (0,4 – 1500 kV)- BROJ TROJKI- MATERIJAL I KONSTRUKCIJA VODIČA- PRESJEK VODIČA- MATERIJAL I KONSTRUKCIJA STUPOVA- PRIJENOSNA SNAGA [MVA]- KONSTANTE VODA

5. KABELSKI ELEKTROENERGETSKI VODOVI KEEV

Osnovni parametri voda:

1. Vrsta kabelskog voda (podzemni, podmorski)

2. Nazivni napon Un

3. Presjek vodiča

4. Prijenosna struja / snaga voda

5. Konstrukcija kabela

6. Način polaganja

POLAGANJE KABELA

POLAGANJE KABELA URAVNINI

POLAGANJE KABELA UTROKUTU

6. NISKONAPONSKE MREŽE NNM

Mreže niskog napona mogu biti:

• nadzemne mreže sa klasničnim golim vodičima

• nadzemne mreže sa izoliranim vodičima (samonosivi kabelski snop – SKS)

• podzemne kabelske mreže

• mješovite nadzemno-podzemne mreže

7. Potrošačka elektroenergetska postrojenja PEEP

Potrošačka postrojenja Un = 110-35-20-10-(0,4 kV)

• PEEP Pliva - Savski Marof

• Električna vuča - EVP

8. Potrošačke elektroenergetske instalacije PEEI

ELEKTRIČNE INSTALACIJE

Elektroenergetske instalacije

Telekomunikacijske instalacije

Signalne instalacijeGromobranske

instalacije

Napajanje el. energijom domaćinstava, poslovnih

prostora i industrije

Prijem ili razmjena informacije na daljinu

Prijenos signalaZaštita od atmosferskog

pražnjenja

• Električna rasvjeta• Elektromotorni pogoni• Elektrotermički

potrošači• Elektrokemijski uređaji

• Telefonski razgovori• Kućni telefonski

razgovori• Prijem radio i TV

signala

• Kućna signalizacija• Hotelska signalizacija• Bolnička signalizacija• Zaštita od požara• Zaštita od provala

• Zaštita objekata i ljudi od šteta i opasnosti od udara groma

• Elektrokemijski uređaji signala • Zaštita od provala

ELEKTROENERGETSKE INSTALACIJE

Po mjestu primjene: Po namjeni: Prema načinu izvođenja:

• Instalacije u zgradama• Instalacije u industriji• Instalacije na poljoprivrednim

objektima• Instalacije u prostorijama sa

specifičnim uvjetima• Instalacije u rudnicima sa

podzemnom i površinskom eksploatacijom

• Instalacije za električnu rasvjetu• Instalacije za elektromotorni

pogon• Instalacije za elektrotermičke

potrošače• Instalacije za elektrokemijske

uređaje

• Goli vodiči (neizolirani)• Instalacija po žbukom• Instalacija u žbuci• Instalacija na odstojnim

obujmicama (OG-instalacija)• Vodiči u podnim kanalima• Vodiči na nosećoj konstrukciji,

betonskim kanalima, nosivom užetu i sl.

Prikaz raspodjele električne energije u velikom objektu pomoću glavnog razdjelnika GR i tri podrazdjelnika R1, R2 i R3

Primjer:

Jednopolna shema glavnog razdjelnika GR

Slobodno stojeći glavni razvodni ormari od lima

Primjer 2.:

Plan instalacije stana

9. Trošila električne energije

TROŠILA ELEKTRIČNE ENERGIJE

• Motorska

• Termička• Termička

• Rasvjetna

• Elektronička

• Ostala

II. INFORMACIJSKA ELEKTROTEHNIKA

Grana elektrotehnike koja se bavi primjenom, obradom, pohranjivanjem, pretvorbom i prijenosom informacija.

Informacijska elektrotehnika

• radiokomunikacije• radiokomunikacije

• telekomunikacije

• računarstvo

III. ELEKTRONIKA

Grana elektrotehnike koja se bavi elektroničkim komponentama i njihovom primjenom u elektroničkim sklopovima i uređajima.

Elektronika:

• energetska elektronika• energetska elektronika

• informacijska elektronika

• opća elektronika

IV. ELEKTRIČNA UPRAVLJAČKA I

REGULACIJSKA TEHNIKA

Grana elektrotehnike koja povezuje informacijsku i energetsku elektrotehniku, a ima primjenu u gotovo svim drugim granama tehnike.