prikljuČitev rezervoarjev eko nafta na eeo nafta … · dr. jožetu voršiču za pomoč in vodenje...

Mihael Cigut

PRIKLJUČITEV REZERVOARJEV GORIVA

NA EEO NAFTA LENDAVA

Diplomsko delo

Maribor, april 2011

I

Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa

PRIKLJUČITEV REZERVOARJEV GORIVA

NA EEO NAFTA LENDAVA

Študent: Mihael CIGUT

Študijski program: Visokošolski strokovni, Elektrotehnika

Smer: Močnostna elektrotehnika

Mentor: red. prof. dr. Joţe PIHLER

Somentor: red. prof. dr. Joţe VORŠIČ

Lektor: Branka TOPLAK, prof.

Maribor, april 2011

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju dr. Jožetu Pihlerju in somentorju

dr. Jožetu Voršiču za pomoč in vodenje pri nastajanju

diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi Marjanu Stegnetu za

pomoč in koristne nasvete ter sodelavcem iz podjetja Nafta

Strojna d.o.o.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij.

IV

PRIKLJUČITEV REZERVOARJEV GORIVA NA EEO NAFTA

LENDAVA

Ključne besede: elektroenergetsko omreţje, rezervar goriva, kratkostični izračuni,

izbira opreme

UDK: 621.311.42.064.1(043.2)

Povzetek

V diplomski nalogi je predstavljen potek dimenzioniranja ter izbira opreme in aparatov

novega elektro kontejnerja SB-Č2, iz katerega se napajajo porabniki novega črpališča Č2

in vključitev le-tega v elektroenergetsko omrežje Nafte Lendava. Opisano je

elektroenergetsko omrežje Nafte Lendava in lastna industrijska elektrarna.

V nalogi je izveden izračun kratkega stika nizkonapetostne strani, ki je bil nato

uporabljen za nadaljnje dimenzioniranje aparatov in naprav. Kratkostični izračun je bil

preverjen še v programskem orodju PSCAD. Glede na pridobljene podatke je bila izbrana

oprema za dovodno polje in oprema za posamezne porabnike.

V

CONECTING THE FUEL RESERVOIR ON ELECTRICAL POWER

NETWORK NAFTA LENDAVA

Keywords: electricity network, electric container SB-C2, short-circuit

calculations, selection of equipment

UDK: 621.311.42.064.1(043.2)

Abstract

This thesis presents the process of designing, selecting the equipment and electrical

appliances for new SB-C2 container from which users are getting electricity from and

integrating it into the electricity network from Nafta Lendava. I briefly described

electricity network and industrial plant from Nafta Lendava.

In thesis I made a calculation of a short circuit on low voltage side, which was then used

for further design of appliances and devices. Short-circuit calculation was checked and

controlled with PSCAD software. From the data that I got, I chose equipment for feed box

and other individual users.

VI

KAZALO

1. UVOD ............................................................................................... 1

2. PREDSTAVITEV PODJETJA ........................................................... 2

2.1 Zgodovina Nafte Lendava [7]........................................................................................ 2

2.2 Zgodovina Nafte po letih: .............................................................................................. 2

2.3 Predstavitev hčerinskih druţb Nafte Lendava[7] .......................................................... 7

3. ELEKTROENERGETSKO OMREŢJE NAFTE ................................. 8

3.1 Napajanje proizvodnih procesov Nafte z električno energijo ....................................... 8

3.2 Lastna industrijska elektrarna ...................................................................................... 10

3.2.1 Zaščita v lastni elektrarni ....................................................................................... 14

3.2.2 Upravljanje ............................................................................................................ 17

3.2.3 Meritve in kontrola ................................................................................................ 18

3.2.4 Akumulatorska baterija.......................................................................................... 19

3.3 Transformatorske postaje v Nafti Lendava ................................................................. 19

3.3.1 RTP Petišovci je opremljena z naslednjimi transformatorji .................................. 19

3.3.2 TP Energetika ........................................................................................................ 20

3.3.3 TP Metanol ............................................................................................................ 20

3.3.4 TP Rafinerija ......................................................................................................... 20

3.3.5 TP Topila ............................................................................................................... 20

3.3.6 TP DIM .................................................................................................................. 21

3.3.7 TP SVD ................................................................................................................. 21

3.3.8 TP Rezervoarski prostor ........................................................................................ 21

3.3.9 TP CPP .................................................................................................................. 21

3.3.10 TP Formalin 2 ........................................................................................................ 22

4. PROJEKT REZERVOARJI EKO NAFTA LENDAVA ...................... 23

4.1 Napajanje z energijo ................................................................................................... 23

4.2 Tehnološko črpališče ................................................................................................... 24

4.2.1 Elektromotorni pogon ............................................................................................. 24

5. IZRAČUNI NORMALNIH IN OKVARNIH RAZMER V EEO ............ 26

5.1 Izračun kratkostičnih tokov ......................................................................................... 26

VII

5.1.1 Kratkostična proga do TP Energetika .................................................................... 27

5.1.2 Izračun impedance na TP Energetika .................................................................... 31

5.1.2.1 Izračun skupne kratkostične impedance na TP Energetika ................................. 37

5.1.3 Izračun kratkostičnih impedanc na NN strani in KS-F1......................................... 38

5.2 Simulacija kratkih stikov s pomočjo programa PSCAD ............................................. 44

5.2.1 Kratki stik v točki KS-F1 ...................................................................................... 44

6. DIMENZIONIRANJE IN IZBIRA OPREME ..................................... 49

6.1 Dimenzioniranje NN ločilnega stikala v dovodnem polju[5] ...................................... 49

6.2 Nizkonapetostna stikalna oprema[5] ........................................................................... 51

7. SKLEP ............................................................................................ 55

8. VIRI IN LITERATURA ..................................................................... 57

9. PRILOGE ....................................................................................... 58

9.1 Transformatorske postaje v Nafti Lendava ................................................................. 58

9.2 Vezalna shema v PSCAD-u ......................................................................................... 65

9.3 Tabele in grafi za pomoč pri dimenzioniranju aparatov in naprav .............................. 67

9.4 Naslov .......................................................................................................................... 69

9.5 Ţivljenjepis .................................................................................................................. 69

KAZALO TABEL

Tabela 5. 1: Primerjava simuliranih in izračunanih vrednosti pri kratkih stikih ................. 48

VIII

KAZALO SLIK

Slika 3.1: Poenostavljena shema elektroenergetskega omreţja v Nafti Lendava.................. 9

Slika 3.2: Toplotna shema industrijske elektrarne .............................................................. 10

Slika 3.3: Enočrtna shema industrijske elektrarne............................................................... 13

Slika 5.1: Topološka shema omreţja za izračun začetnega kratkostičnega toka ................. 26

Slika 5.2: Nadomestna shema kratkostične proge do TP Energetika .................................. 30

Slika 5.3: Seznam izvorov pri kratkem stiku ....................................................................... 42

Slika 5.4: Prosti tek v točki trifaznega kratkega stika ......................................................... 45

Slika 5.5: Trifazni kratki stik pri 0 ..................................................................................... 46

Slika 5.6: Trifazni kratki stik pri 90 ................................................................................... 47

Slika 9.1: Enočrtna shema RTP Petišovci ........................................................................... 58

Slika 9.2: Enočrtna shema TP Metanol ............................................................................... 59



Slika 9.5: Enočrtna shema TP DIM ..................................................................................... 61

Slika 9.6: Enočrtna shema TP SVD..................................................................................... 62

Slika 9.7: Enočrtna shema TP Rezervoarski prostor ........................................................... 62

Slika 9.8: Enočrtna shema TP CPP ..................................................................................... 63

Slika 9.9: Enočrtna shema TP Formalin 2 ........................................................................... 64

Slika 9.10: Vezalna shema v PSCAD-u za kratki stik KS-F1 ............................................. 65

Slika 9.11: Izgled NN razdelilca SB-Č2 .............................................................................. 66

Slika 9.12: Faktor m; izguba toplote zaradi enosmerne komponente med kratkimi stiki v

trifaznih in enofaznih sistemih .................................................................................... 67

Slika 9.13: Faktor n; izguba toplote zaradi izmenične komponente med kratkimi stiki v

trifaznih in enofaznih sistemih .................................................................................... 67

Slika 9.14: Razmerje med gostoto nazivnega kratkotrajnega zdrţnega toka (Tkr= 1 sek.) in

temperaturo vodnika (a – polne črte, bakreni vodnik; črtkane črte, nizko obogateno

jeklo; b – aluminij, aluminijeve zlitine, z jeklom ojačan alumunij) .......................... 68

IX

C. UPORABLJENI SIMBOLI

c konstanta

f frekvenca omreţja

dynI temenski zdrţni tok

iI prekinitveni (izklopni) kratkostični tok

kI trajni kratkostični tok

"

kI začetni izmenični kratkostični tok tripolnega kratkega stika

nI nazivni trajni tok

pI udarni tok kratkega stika

rMI nazivni tok motorja

thrI nazivni zdrţni tok

GK korekcijski faktor

KVl dolţina kablovoda

m faktor izgube toplote zaradi enosmerne komponente med kratkimi stiki v trifaznih

in enofaznih sistemih

n faktor izgube toplote zaradi izmenične komponente med kratkimi stiki v trifaznih

in enofaznih sistemih

CuP izgube v navitju transformatorja

GR delovna komponenta impedance generatorja

TR delovna komponenta impedance transformatorja

QR delovna komponenta impedance omreţja

"

kS kratkostična moč omreţja

rGS nazivna navidezna moč generatorja

rMS nazivna navidezna moč motorja

rTS nazivna moč transformatorja

thrS nazivna gostota kratkotrajnega zdrţnega toka

X

kT čas trajanja kratkega stika

rt napetostno prestavno razmerje transformatorja

%ku napetost kratkega stika

nU nazivna napetost

rGU nazivna napetost generatorja

nTNNU nazivna nizka napetost transformatorja

nTSNU nazivna visoka napetost transformatorja

nQU nazivna napetost sistema napajalne točke

rMU nazivna napetost motorja

%Ru delovna komponenta napetosti kratkega stika

%xu induktivna komponenta napetosti kratkega stika

GKZ kratkostična impedanca generatorja

KVZ impedanca kablovoda

rGZ impedanca generatorja

MZ impedanca motorja

TZ impedanca transformatorja

QZ kratkostična impedanca omreţja

qZ kratkostična impedanca SN omreţja preračunana na NN stran

"

dX induktivna komponenta impedance generatorja

"

dx relativna subtranzientna reaktanca generatorja

TX induktivna komponenta impedance transformatorja

Tx relativna reaktanca transformatorja

X Q induktivna komponenta impedance omreţja

faktor razmerja /R X

0 74 10 Vs/Am

XI

D. UPORABLJENE KRATICE

BREF – Best Available Techniques reference document

CPP – Centralna Plinska Postaja

DIM – Dodelava In Manipulacija

ĐĐ – Đuro Đakovič

EMTDC – Electro-Magnetic Transients for DC

IPPC – Integrated Pollution Prevention and Control

itd. – in tako dalje

JUNA – Jugoslovanski Naftovod

KV – kablovod

LVOC – Large Volume Organic Chemicals

NN – nizka napetost

oz. – oziroma

PSCAD – Power System Computer Aided Desing

RPNP – Raziskave Pridobivanja Nafte in Plina

RS – Republika Slovenija

RTP – razdelilna transformatorska postaja

SN – srednja napetost

SVD – Sluţba Varstva pri Delu

št. – številka

TP – transformatorska postaja

TR – transformator

TSN – Tovarna Stikalnih Naprav

Ur.l. – Uradni list

Mihael CIGUT, Diplomsko delo 1

1. UVOD

Druţba Nafta Lendava deluje na področju skladiščenja in trţenja naftnih derivatov,

vzdrţevanja in vrtanja vrtin, raziskav geotermalne energije, proizvodnje metanola in

proizvodov na bazi metanola, proizvodnje energetskih medijev, čiščenja odpadnih voda,

proizvodnje specializiranih strojev in naprav za kemično, naftno ter lesno industrijo,

projektiranja, nadzora, vodenja investicij in razvijanja nove informacijske tehnologije.

Proizvodni procesi druţbe zahtevajo za svoje obratovanje zanesljivost in kakovost oskrbe z

energijo, saj vsak izpad energije povzroči nekajkrat večje stroške od skupnih energetskih

stroškov. Prav zaradi visoke zahteve po kvalitetni energiji je bila zgrajena tudi lastna

industrijska elektrarna, ki sluţi kot osnovni vir napajanja druţbe z električno energijo.

Oskrba z električno energijo poteka s pomočjo transformatorskih postaj, postavljenih pri

posameznih procesih.

Eko Nafta d.o.o. je na industrijskem področju Nafta Lendava zgradila dva enaka

rezervoarja (R-1, R-2) s prostornino in pripadajočo infrastrukturo. Rezervoarja sta

namenjena za skladiščenje diesel goriva D-2. Za uporabljanje je bilo zgrajeno novo

črpališče.

Namen mojega diplomskega dela je izvesti potrebne izračune za dimenzioniranje ter izbiro

opreme novega elektro kontejnerja, iz katerega se napajajo porabniki novega črpališča Č2

in vključitev le-tega v elektroenergetsko omreţje Nafte Lendava.

V drugem poglavju naloge je predstavljena druţba Nafta Lendava. Na kratko je opisana

zgodovina razvoja druţbe.

V tretjem poglavju je predstavljeno elektroenergetsko omreţje Nafte Lendava s

posameznimi transformatorskimi postajami in lastna elektrarna.

V četrtem poglavju sledi predstavitev projekta rezervarji EKO NAFTA. V nadaljevanju

sledi izračun kratkostičnih veličin ter simulacija kratkih stikov s pomočjo programa

PSCAD in dimenzioniranje ter izbira opreme. Sledi sklep v sedmem poglavju.


2. PREDSTAVITEV PODJETJA

2.1 Zgodovina Nafte Lendava [7]

Prvi zapisi o nafti v teh krajih so stari ţe več kot dvesto let. Do prvega organiziranega

raziskovanja in proizvodnje nafte je prišlo leta 1860. Med obema vojnama se je zanimanje,

predvsem tujih podjetij, za iskanje nafte na tem področju zelo povečevalo. Med drugo

svetovno vojno so tuje delniške druţbe raziskovale in pridobivale nafto z modernejšo

opremo in z večjim uspehom. Po vojni so nastopili teţki časi, saj je podjetje čez noč ostalo

skoraj brez vse opreme. Lendavsko naftno podjetje je uradno začelo znova delovati 21.

decembra 1945. Število vrtalnih garnitur se je iz leta v leto povečevalo, ustanovili so tudi

šolo za usposabljanje strokovnih kadrov, tudi proizvodnja se je nenehno povečevala. Ker je

bila proizvodnja v petdesetih letih v stalnem upadu, se je na začetku šestdesetih let pričela

preusmeritev dejavnosti druţbe od naftnoraziskovalne v naftnopredelovalno in

petrokemično dejavnost, kar je temeljna dejavnost Nafte Lendava tudi danes.

Nafta Lendava, d. o. o. je bila v svoji polstoletni zgodovini gonilna sila razvoja tega konca

Slovenije. Ţal je bilo v zgodovini podjetja poleg razvojnih ciklov tudi nekaj razvojnih

mrtvil. Največkrat so bili ti posledica vpletanja politike v gospodarstvo.

2.2 Zgodovina Nafte po letih:

1945

Lendavsko naftno podjetje je uradno začelo svoje delovanje 21. decembra 1945 v okviru

zagrebškega Kombinata za nafto in plin z imenom "Izvori nafte - Dolnja Lendava".

Postavljena je prva rafinerija v vasi Dolina (parna destilacija) za potrebe rdeče armade.


1960

Začetek rekonstrukcije degazolinaţe v rafinerijo. Delo je končano leta 1962.

Prvi zametki rafinerijske dejavnosti

Vrtalci v času od 1960 do 1963 delajo v Egiptu.

Leta 1963 je bila zgrajena prva tovarna metanola s kapaciteto 6000 ton/leto.

Začetek petrokemijske dejavnosti.

1964

Oblikuje se obrat Strojne delavnice. V kooperaciji z Metalno Maribor so izdelali 77

gradbenih ţerjavov POHORC P-14 in 10 ţerjavov LIEBHER LM-25.

Začetek strojne dejavnosti

1976

V druţbenem planu SR Slovenije za obdobje od 1976 do 1980 je bila sprejeta izgradnja

nove rafinerije z zmogljivostjo 2 milijona ton/leto.

1979

22. junija 1979 je bila svečana otvoritev tovarne metanola Lurgi, najmodernejše in največje

tovarne metanola v srednji Evropi.

1981

Po jugoslovanskem naftovodu "JUNA" je v lendavsko rafinerijo 11.2.1981 pritekla prva

nafta Dubay. Kljub tem dejstvom je zaradi spremenjenega stališča takratnega političnega

vodstva SR Slovenije izgradnja ţe nabavljene nove rafinerije bila 20.3.1981 definitivno

ustavljena. Do takrat uspešno podjetje Nafta Lendava se je čez noč znašlo v teţki situaciji,

ker je moralo samo odplačati 45 milijonov USD vredno, ţe popolnoma dobavljeno,

rafinerijsko opremo, prav tako pa je moralo pričeti odplačevati rezervirano kapaciteto

naftovoda po pogodbeni klavzuli "prazno za polno". Izguba zaradi prodaje nove rafinerije

Kitajcem znaša 26 milijonov USD. Če pa k temu po prodaji rafinerije dodamo še obresti,

stroške preprojektiranja in dokupa opreme ter ostale stroške, izguba zaradi prodaje znaša

okrog 36 milijonov USD. Drţava v srednjeročnem druţbenem planu R Slovenije za Nafto

Lendava določi nadomestne razvojne programe, do katerih izvedbe pa ni prišlo.


1985

Decembra leta 1985 Smelt proda novo lendavsko rafinerijo kitajski firmi GPW, v Lendavi

pa se pričnejo priprave za prevoz opreme na Kitajsko. Kljub temu udarcu je Nafta Lendava

uspela z majhno zastarelo rafinerijo do sredine 90. let sama odplačati novo prodano

rafinerijsko opremo in neizkoriščene kapacitete naftovoda. Vendar je odplačevanje tako

velikih obveznosti podjetje finančno izčrpalo in ji povzročilo najmanj 20 let zaostanka v

razvoju.

1994

Nafta Lendava je z odločbo Ministrstva za gospodarske dejavnosti podrţavljena. Petrol in

Republika Slovenija z namenom sanacije Nafte Lendava skleneta konec novembra 1994

druţbeno pogodbo o ustanovitvi druţbe Nafta Lendava, d.o.o. (Petrol postane 55 odstotni,

drţava pa 45 odstotna lastnica Nafte Lendava, d.o.o.). Enovito druţbo sestavljajo štirje

sektorji: RPNP, Rafinerija, Petrokemija in Strojegradnja ter Uprava druţbe.

2000

Uprava druţbe v začetku leta podrobnejše predstavi dopolnilne ekološko naravnane

dobičkonosne razvojne programe in predlog, kako sanirati Nafto Lendava. Zaradi

neizvedene celovite sanacije Nafte Lendava, za katero sta se v preteklosti dogovorila

lastnika, ter zaradi tehnološke enostavnosti in zastarelosti rafinerije pride 14. oktobra 2000

do zaustavitve edine slovenske rafinerije.

2001

Nafta Lendava in Nemmoco Slovenia Corporation sta 23. marca podpisala pogodbo o

sovlaganju, na podlagi katere se bo v naslednjih letih poskušalo pridobiti iz naftno-plinskih

polj Petišovci in Dolina še preostalo nafto.


2002

Lastnika druţbe Vlada Republike Slovenije in Petrol, d.d. sta 17. maja 2002 podpisala

Sporazum o zagotavljanju osnovnih pogojev za sanacijo druţbe, katerega namen je bil

finančno, statusno in poslovno preoblikovanje druţbe. Sklenjeni sporazum je bil tudi

podlaga za prodajo poslovnega deleţa Petrol, d.d. Vladi Republike Slovenije, dne 26.

julija 2002. Na podlagi tega je Republika Slovenija postala edini druţbenik Nafte Lendava.

Ustanovljena je bila druţba Geoenergo z dejavnostjo raziskovanja in

pridobivanja nafte in zemeljskega plina, katere lastnika sta Nafta Lendava

in Petrol, d.d., vsak s 50-odstotnim deleţem.

Iz proizvodnih sektorjev Nafta Lendava v avgustu ustanovi hčerinske druţbe:

EKO Nafta, d.o.o.

Nafta Geoterm, d.o.o.

Nafta Petrochem, d.o.o.

Nafta Strojna, d.o.o.

ki so vse v 100-odstotni lasti Nafte Lendava.

2003

Ustanovljeni sta hčerinski druţbi Nafta Inţeniring, d.o.o. in Nafta Informatika, d.o.o.

2004

Zaključena je prisilna poravnava

Okroţno sodišče v Murski Soboti je na predlog druţbe Nafta Lendava 23. julija 2004

pričelo postopek prisilne poravnave, ki je bil končan 26. novembra istega leta. V postopku

prisilne poravnave je Janaf kot upnik prijavil svojo terjatev, ki je bila v velikem delu

priznana, delno pa prerekana. Zoper sklep Okroţnega sodišča v Murski Soboti je Janaf


vloţil pritoţbo, ki pa je bila s sklepom Višjega sodišča v Mariboru, z dne 20. 1. 2005,

zavrnjena kot neutemeljena. Sklep o potrditvi prisilne poravnave je s tem postal

pravnomočen in prisilna poravnava je bila zaključena.

2005

Pridobljenih je deset certifikatov kakovosti

Od 11. do 26. oktobra 2005 so v hčerinskih druţbah Nafta Lendava potekale zunanje

presoje sistemov vodenja, in sicer v dveh največjih druţbah Nafta-Petrochem in Nafta

Strojna po standardih SIST EN ISO 9001, SIST EN ISO 14001 ter OHSAS 18001; v

ostalih druţbah Nafta-Geoterm, Eko-Nafta, Nafta-Informatika in Nafta-Inţeniring pa po

standardu SIST EN ISO 9001. Vse presoje so bile uspešno opravljene, certifikate za

uvedene sisteme vodenja so druţbe prejele na svečani podelitvi 14. aprila 2006.

2006

Ustanovitev druţbe Nafta Biodizel, d.o.o

Druţba s sedeţem na Mlinski ulici 5 v Lendavi je bila ustanovljena 10. maja 2006 z

namenom realizacije projekta izgradnje tovarne za proizvodnjo biodizla.

2009

Pričetek delovanja nove tovarne formalina F-2

V druţbi Nafta Petrochem so 15. maja 2009 slavnostno odprli novo tovarno formalina

F-2. Tovarna, ki je bila zgrajena po najsodobnejših ekoloških standardih, bo omogočala za

47 odstotkov večjo proizvodnjo. Vrednost naloţbe je znašala pribliţno 6,1 milijona evrov.

Ustanovljena je bila hčerinska druţba Nafta varovanje in poţarna varnost, d.o.o., katere

dejavnost je opravljene storitev poţarne varnosti, varovanja, varstva pri delu in ekologije.

Hčerinska druţba Nafta Biodizel je bila pripojena k druţbi Eko Nafta.


2010

Odprtje prvega Naftinega bencinskega servisa

V druţbi Eko-Nafta so 31. marca 2010 slavnostno odprli prvi lastni bencinski servis

Nafta, ki je zgrajen po najsodobnejših standardih in ponuja kvalitetne naftne derivate,

AdBlue, olja in maziva, moţnost ročnega pranja vozil v sodobnima avtopralnicama ter

pester dodatni program v prodajalni.

2.3 Predstavitev hčerinskih družb Nafte Lendava[7]

Nafta Lendava, d. o. o., katere 100-odstotni lastnik je Republika Slovenija, deluje kot

krovna druţba s hčerinskimi druţbami:

Eko Nafta, d. o. o.,

Nafta Geoterm, d. o. o.,

Nafta Petrochem, d. o. o.,

Nafta Strojna, d. o. o.,

Nafta Inţeniring, d. o. o.,

Nafta Informatika, d. o. o.,

Nafta Varovanje in poţarna varnost, d. o. o..

Druţbe delujejo na področju skladiščenja in trţenja naftnih derivatov, vzdrţevanja in

vrtanja vrtin, raziskav geotermalne energije, proizvodnje metanola in proizvodov na bazi

metanola, proizvodnje energetskih medijev, čiščenja odpadnih voda, proizvodnje

specializiranih strojev in naprav za kemično, naftno ter lesno industrijo, projektiranja,

nadzora, vodenja investicij in razvijanja nove informacijske tehnologije.

V skupini je zaposlenih 512 delavcev, ki s svojo zavzetostjo in ustvarjalnostjo pomagajo

izpolnjevati zastavljene načrte.

Organi upravljanja druţbe so: skupščina, nadzorni svet in poslovodstvo.


3. ELEKTROENERGETSKO OMREŽJE NAFTE

Glavna elektroenergetska objekta v Nafti Lendava sta lastna elektrarna in glavna

transformatorska postaja RTP Petišovci, ki sluţita za napajanje porabnikov proizvodnih

procesov z električno energijo s pomočjo posameznih transformatorskih postaj,

nameščenih na posameznih proizvodnih procesih. Poenostavljena shema

elektroenergetskega omreţja je prikazana na sliki 3.1.

3.1 Napajanje proizvodnih procesov Nafte z električno energijo

Nafta Lendava je z električno energijo oskrbovana iz dveh med seboj neodvisnih virov.

Eden od teh virov je distribucijsko omreţje, drugi pa lastni generator na Energetiki.

Energetika je koncipirana kot industrijska elektrarna. V normalnih razmerah obratuje lastni

generator vzporedno z distribucijskim omreţjem in pokriva celotno porabo proizvodnih

procesov Nafte z električno energijo. V primeru remontnih del in nevihtnih situacij v

distribucijskem omreţju ročno ločujemo generator od omreţja, v primeru okvar v

zunanjem omreţju pa pride do avtomatske ločitve od distribucijskega omreţja. Z ločenim

obratovanjem preprečimo negativen vpliv zunanjih okvar na obratovanje generatorja in

proizvodnih procesov.

Ločevanje je moţno v spojnem polju 20 kV RTP Petišovci ali v spojnem polju 6 kV

Energetika. Lastna elektrarna v Energetiki sluţi torej kot osnovni vir napajanja z električno

energijo, medtem ko je distribucijsko omreţje rezervni vir v primeru okvare oz. remonta

turbopostroja. Kot glavni vir zunanjega napajanja sluţi daljnovod 110 kV Ljutomer–

Lendava, kot pomoţni vir pa daljnovod 35 kV Ljutomer–Petišovci. Razen navedenih virov

je v izjemnih primerih in s posebno odobritvijo DCV Maribor moţno napajanje še po

daljnovodu 20 kV Murska Sobota–Lendava.


6/0

,4 k

V

16

0 k

VA

6/0

,4 k

V

25

0 k

VA

G

DV

11

0 k

V

11

0/2

0 k

V

20

MV

A

NA

FT

A III.

NA

FT

A I.

NA

FT

A II.

20

kV

S I.

S II.

35

kV

DV

35

kV

35/2

0 k

V

8 M

VA

20

kV

SP

OJN

O

PO

LJE

20

kV

TR

2

20

/6 k

V

6,3

MV

A

20

kV

TR

1

20/6

kV

6,3

MV

AR

TP

PE

TIŠ

OV

CI

6/0

,4 k

V

50

kV

A

6/0

,4 k

V

10

00

kV

A

6 k

V

0,4

kV

0,4

kV

6 k

V

TOPILA 1

TOPILA 2

6/0

,4 k

V

3 x

10

00

kV

A

0,4

kV

6 k

VT

P T

OP

ILA

0,4

kV

EN

ER

GE

TIK

A II.E

NE

RG

ET

IKA

I.

6 k

V

9,3

3 M

VA

6 k

V

0,4

kV

0,4

kV

6/0

,4 k

v

2 x

10

00

kV

A

RA

F 2

RA

F 1

CC

PS

VD

ME

T 1

ME

T 2

SP

OJN

O

PO

LJE

6 k

V

6/0

,4 k

V

2 x

10

00

kV

A

0,4

kV

6 k

V

TP

RA

FIN

ER

IJA

6 k

V6

kV

6/0

,4 k

V

10

00

kV

A

6/0

,4 k

V

10

00

kV

A

0,4

kV

0,4

kV

PO

ZO

R Z

AN

KA

!!!

ZA

NK

A J

E M

ED

NO

RM

AL

NIM

OB

RA

TO

VA

NJE

M O

DP

RT

A

TP

RE

Z.

PR

OS

TO

RT

P D

IM

TP

CP

PT

P S

VD

0,4

kV

0,4

kV

6/0

,4 k

V

2 x

10

00

kV

A

6 kV MOTORJI

0,4

kV

TP

ME

TA

NO

L

TP

EN

ER

GE

TIK

A

RT

P L

EN

DA

VA

OD

KL

OP

NIK

LO

ČIL

NO

ST

IKA

LO

LO

ČIL

NIK

NIZ

KO

NA

P.

ST

IKA

LO

LE

GE

ND

A

11

0 k

V O

MR

EŢ

JE

35

kV

OM

RE

ŢJE

20

kV

OM

RE

ŢJE

6 k

V O

MR

EŢ

JE

0,4

kV

OM

RE

ŢJE

S I

.

S II.

S I

.

S II.

Slika 3.1: Poenostavljena shema elektroenergetskega omreţja v Nafti Lendava


3.2 Lastna industrijska elektrarna

V lastni industrijski elektrarni poteka kombinirana proizvodnja toplote in električne

energije. Sestavljena je iz parnega kotla, turboagregata in pomoţnih naprav, ki so potrebni

za varno in brezhibno delovanje elektrarne.

Toplotna shema industrijske elektrarne je prikazana na sliki 3.2.

G

40 bar 455oC

12 bar 300oC

5 bar 280oC

TOPLOTNI

PORABNIKI

PK

NR

DR

K

HS

VT NT

KČDČ

NČ

eg

P1

P2

DOVOD KPV

TOPLOTNI

PORABNIKI

R40/12

p40/12

p12/5

R12/5

H12

H5

HČ

Slika 3.2: Toplotna shema industrijske elektrarne

Pomen oznak na sliki 3.2:

KPV – kemijska priprava vode

DR – dnevni rezervoar demineralizirane (demi) vode

DČ – črpalka demi vode

NR – napajalni rezervoar


NČ – napajalna črpalka

PG – parni kotel

eg – energija goriva

P1 – pregrevalnik pare 1

P2 – pregrevalnik pare 2

R40/12 – redukcija pare 40/12 bar

p40/12 – pretok pare za redukcijo 40/12 bar

H12 – hladilnik pare 12 bar

R12/5 – redukcija pare 12/5 bar

p12/5 – pretok pare za redukcijo 12/5 bar

H5 – hladilnik pare 5 bar

VT – visokotlačni del parne turbine

NT – nizkotlačni del parne turbine

G – električni generator

K – kondenzator turbine

KČ – črpalka turbinskega kondenzata

HS – hladilni stolp

HČ – črpalka hladilne vode

Za proizvodnjo električne energije sluţi turboagregat moči 7 MW. Turboagregat je

sestavljen iz parne turbine in električnega generatorja. Parna turbina je kondenzacijska

turbina z reguliranim vmesnim odvzemom pare in ima naslednje tehnične podatke:

Proizvajalec: Jugoturbina

Tip: 1-OK 10

Moč: Pe = 7000 kW

Število vrtljajev: n = 7500 vrt/min

Tlak pare: p = 38 bar

Temperatura pare: Tp = 440 ºC


Generator je trifazni dvopolni sinhronski generator s podatki:

Proizvajalec: Rade Končar

Tip: S 1334-2; 3~

Nazivna napetost: Un = 6300 V ± 5 %

Nazivni tok: In = 855 A ± 5 %

Nazivna navidezna moč: Sn = 9330 kVA

Število vrtljajev: n = 3000 vrt/min

Nazivna frekvenca: f = 50 Hz

Para, temperature 440 oC, tlaka 38 barov, vstopa v parno turbino, kjer oddaja svojo

energijo. Pri pretoku pare skozi turbino pride do zniţevanja njene temperature in tlaka. V

točki turbine, kjer ima para temperaturo 290 oC, njen tlak pa 6 barov, odvzamemo del pare

iz turbine in jo vodimo na tehnološke procese. Preostali del pare potuje dalje skozi turbino

vse do kondenzatorja.

Iz turbine odvzeto paro imenujemo tehnološka para, njen pretok je odvisen od porabe pare

na proizvodnih procesih. Količina iz turbine odvzete pare bistveno vpliva na ceno

električne energije, zato je zaţelen čim večji odvzem pare oziroma čim manjša

kondenzacija.

Generator električne energije je s turbino povezan preko reduktorja, ki reducira število

vrtljajev na 3000 vrt/min. Generator je priključen na 6 kV zbiralke, od koder so razvodi –

kablovodi do vseh transformatorskih postaj znotraj Nafte. Enočrtna shema industrijske

elektrarne je prikazana na sliki 3.3.

Celice =NE10, =NE14 in =NE16 v TP Energetika so rezerve in niso vrisane v enočrtno

shemo industrijske elektrarne zaradi večje preglednosti slike 3.3.


Slika 3.3: Enočrtna shema industrijske elektrarne


3.2.1 Zaščita v lastni elektrarni

Naloga zaščite je delovati v primeru okvare na ščitenem vodu oziroma napravi. Delovanje

zaščite je signalizirano svetlobno in zvočno. Takoj po delovanju zaščite je potrebno zvočno

signalizacijo kvitirati, svetlobno pa zapisati (vrsta zaščite in čas delovanja) in šele potem

kvitirati.

Zaradi zanesljivega in varnega obratovanja lastnega generatorja in procesov Nafte so v 6

kV sistemu Energetike nameščene zaščite. Te zaščite se delijo v tri skupine:

zaščita VN dovodov oziroma odvodov 6 kV in transformatorjev lastne rabe,

zaščita spojnega polja 6 kV,

zaščita generatorja.

3.2.1.1 Zaščita VN dovodov oziroma odvodov 6 kV in transformatorjev lastne rabe

Vsi visokonapetostni kabelski odvodi oz. dovodi v TP Energetika so ščiteni z nadtokovno

zaščito. V ta namen so v posluţne omarice VN celic vgrajeni nadtokovni releji s trenutnim

in časovno zakasnjenim delovanjem.

Transformatorja lastne rabe 2 x 1000 kVA 6/0,4 kV sta razen nadtokovne zaščite ščitena še

z Bucholzovim relejem in s kontaktnim termometrom.

Tako Bucholzova kot tudi temperaturna zaščita sta izvedena v dveh stopnjah. Delovanje v

prvi stopnji pomeni opozorilo, da se v transformatorju nekaj dogaja – izguba olja,

nabiranje zraka, povišana temperatura – delovanje druge stopnje pa povzroči izklop.

Po delovanju nadtokovne zaščite je dovoljen ponovni vklop transformatorja, po delovanju

temperaturne zaščite je dovoljen ponovni vklop, vendar šele potem, ko se transformator

ohladi, po delovanju Bucholzove zaščite je ponovni vklop transformatorja prepovedan.

Na sekundarno stran transformatorja je vgrajeno tropolno močnostno stikalo, opremljeno s

hitrimi elektromagnetnimi proţilci, ki sluţijo kot zaščita proti preobremenitvi.


3.2.1.2 Zaščita spojnega polja 6 kV

Zaščita spojnega polja 6 kV je nameščena med obema 6 kV sistemoma v TP Energetika.

Naloga te zaščite je kontrola smeri in velikosti pretoka energije med sistemoma.

Sestavljena je iz nadtokovne zaščite, zaščite za delovno moč, zaščite za jalovo moč in

podfrekvenčne zaščite. Zaščita deluje če teče iz sistema S1 6 kV (slika 3.3) v sistem S2 6

kV delovna energija z močjo 800 kW oz. več ali jalova energija z močjo 1000 kVA oz.

več.

Pogoj za pravilno delovanje te zaščite je, da je generator priključen na sistem S1 6 kV

(slika 3.3 ), omreţje pa na sistem S2 6 kV.

Omenjeno zaščito je moţno blokirati s preklopom izbirnega stikala zaščite v poloţaj

deaktivirano. Stikalo zaščite je nameščeno na sami omarici zaščite, ki se nahaja v 6 kV

prostoru.

3.2.1.3 Zaščita generatorja

Zaščita generatorja je sestavljena iz naslednjih zaščit:

Diferenčna zaščita

Rele: RD 30, Iskra SYSEN In = 30 A (1000/5A).

Deluje v primeru medfaznega kratkega stika v zaščitenem območju med obema skupinama

tokovnikov, pri čemer je ena skupina nameščena v zvezdišču generatorja, druga pa na 6 kV

strani (na sponkah generatorja). Zaščita deluje trenutno na izklop odklopnika,

demognetizacijo, hitro zaporo turbine ter na zvočno in svetlobno signalizacijo.

Nadtokovna zaščita

Rele TFI 1221 Iskra SYSEN 2,5 - 7,7 A (1000/5A).

Deluje v primeru, če generatorski tok zaradi okvare izven generatorja prekorači dopustno

vrednost in kot rezervna zaščita, če bi ostale zaščite zatajile. Zaščita je napajana iz

tokovnikov, nameščenih v zvezdišču generatorja in s časovno zakasnitvijo 3 sek. deluje na

izklop odklopnika, demagnetizacijo ter zvočno in svetlobno signalizira.


Rotorska zaščita

Rele TZE 3001.

Deluje v primeru, če se pojavi v rotorskem navitju ali z njim galvansko povezanih

tokokrogih zemeljski stik. Ker zaradi te okvare ni potrebno takoj zaustaviti generatorja,

deluje samo na signalizacijo.

Pomembno je, da se takoj po delovanju te zaščite pristopi k iskanju napake, saj obstaja

nevarnost ozemljitve še drugega pola in s tem kratkega stika v rotorskem tokokrogu.

Posledica kratkega stika rotorskega tokokroga je izpad generatorja.

Prenapetostna zaščita

Rele TZU 3001 ISKRA SYSEN (6000/100 V).

Zaščitni rele meri napetost generatorja. Pri prekoračitvi nastavljene vrednosti in časa 3 sek.

sproţi izklop generatorskega odklopnika, demagnetizacijo ter zvočno in svetlobno

signalizacijo zaščite.

Povratne energije

Rele RS 55 Iskra.

Zaščita deluje, če pride do zapore dovoda pare na turbino in s tem prepreči delovanje

sinhronskega generatorja v motorskem področju.

S porastom delovne moči iz omreţja v generator na 0,03 (pribliţno 210 kW) nazivne

vrednosti moči generatorja in po prekoračitvi nastavljenega zakasnitvenega časa (4 sek.)

pride do odklopa generatorja iz omreţja in do optične in akustične signalizacije.

Zaščita statorski zemeljski stik

Rele TFI 1220, RXIG 28. Iskra Sysen

Generator Nafte je direktno priklopljen na 6 kV zbiralke brez vmesnega energetskega

transformatorja. Zaradi tega je galvansko povezan s 6 kV omreţjem Nafte. Zaščita deluje

le, če je zemeljski stik v generatorju in ne sme delovati, če je zemeljski stik izven

generatorja v 6 kV sistemu. Delovanje je trenutno na odklopnik generatorja,

demagnetizacijo, hitro zaporo turbine ter zvočno in svetlobno signalizacijo.


Zaščita izpad vzbujanja

Rele RD 30 Iskra

Zaščita deluje, če pride do izpada vzbujanja generatorja in prične iz omreţja v generator

pritekati velik jalov tok. Pri prekoračitvi 40-odstotnega nazivnega toka generatorja zaščita

odklopi generator s časovno zakasnitvijo 0,5 sek. ter sproţi zvočno in svetlobno

signalizacijo.

Razen zvočne in svetlobne signalizacije delovanja navedenih zaščit obstaja še naslednja

signalizacija:

signalizacija zemeljskega stika v 6 kV sistemu Nafte. Obratovanje z enofaznim

zemeljskim stikom je sicer moţno, vendar nevarno za vse visokonapetostne stroje,

saj napetost okvarjene faze pade na nič, napetost drugih dveh faz pa naraste za 1,73

krat. Takoj po pojavu take okvare je potrebno najti okvarjeno mesto in okvarjen stroj

izločiti iz obratovanja,

signalizacija izpada pomoţne napetosti,

signalizacija izpada AS stikal za napajanje tokokrogov enosmerne napetosti,

signalizacija zemeljskega stika v tokokrogih enosmerne napetosti,

signalizacija prenizkega tlaka zraka za pogon ločilk.

3.2.2 Upravljanje

Upravljanje vseh stikalnih naprav visoke napetosti na Energetiki se vrši daljinsko s

komandne plošče. S komandne plošče se vrši tudi ročna regulacija turboagregata in

sinhronizacija z distribucijskim omreţjem ter vključevanje oz. izključevanje generatorja.

Ločilniki 6 kV imajo pogon na stisnjen zrak, medtem ko so močnostna stikala opremljena

z elektromotornim pogonom in s sproţilniki za daljinsko upravljanje.

Za daljinsko upravljanje stikalnih naprav visoke napetosti so na komandni plošči vgrajena

komandno-potrdilna stikala s signalnimi ţarnicami za signalizacijo poloţaja stikal. Razvod

visoke napetosti v TP Energetika prikazuje slepa shema, pritrjena na komandno ploščo.

Kot pomoţna napetost za upravljanje in kontrolo vklopnega stanja aparatov sluţi

akumulatorska baterija 110 V. Upravljanje visokonapetostnih stikalnih naprav je moţno


tudi iz posluţnih omaric 6 kV celic, na katerih je prav tako ustrezna slepa shema s

pokazatelji poloţaja in tipkali za posluţevanje.

Z električno blokado je preprečena moţnost napačne manipulacije ločilk glede na vklopno

stanje močnostnih stikal.

Za proizvodnjo komprimiranega zraka za pogon ločilnikov je v kletnih prostorih nameščen

zračni kompresor z dodanim rezervoarjem. Rezervoar je dimenzioniran tako, da omogoča

enkratno manipulacijo vklopa in izklopa vseh ločilnikov. Delovni pritisk za upravljanje

ločilnikov je 5 barov. Glede na to, da imamo lastne suhozračne kompresorje za

proizvodnjo industrijskega in instrumentalnega zraka, se za pogon ločilk uporablja zrak iz

teh kompresorjev in je kompresor v kletnih prostorih le rezerva.

Zaradi malega števila manipulacij z ločilniki v TP Energetika se zgodi, da se le-ti pri

posameznih manipulacijah ne zaprejo do konca. Zato je po vsaki manipulaciji z njimi

nujna in obvezna kontrola njihovega stanja.

Upravljanje ločilk v RTP Petišovci je ročno. Zaradi tega je ta ločilnik vedno vklopljen in

se pri preklapljanjih manipulira le z odklopniki.

3.2.3 Meritve in kontrola

Za kontrolo toka obremenitve vseh odvodov in dovodov visoke in nizke napetosti so v

komandno ploščo, posluţne omare visokonapetostnih celic in nizkonapetostno razdelilno

ploščo vgrajeni ampermetri.

Za merjenje napetosti na zbiralkah visoke in nizke napetosti so vgrajeni voltmetri s

preklopnimi stikali, ki omogočajo meritev napetosti v posameznih fazah. Voltmetri so na

komandni plošči, posluţnih omaricah visokonapetostnih celic in v dovodnem polju

nizkonapetostne plošče.

Vgrajena sta tudi registrirna instrumenta za kontrolo frekvence in napetosti na zbiralkah 6

kV.

Kontrola napetosti in nadzor polnjenja akumulatorske baterije se vrši s pomočjo

instrumentov na omari usmernika. Na komandni plošči pa se nahaja voltmeter za kontrolo

napetosti zbiralk enosmernega razvoda.


Za merjenje proizvedenih in morebiti kupljenih količin delovne in jalove energije sluţita

števca in procesni računalnik PERM 200. Procesni računalnik daje razen informacij o

proizvedenih oziroma kupljenih količinah tudi informacijo o trenutnih električnih močeh,

ki jih sproti izrisuje na ekran. To omogoča vzdrţevanje konice napram distribucijski mreţi

na ţeleni ravni.

3.2.4 Akumulatorska baterija

V akumulatorskem prostoru se nahajata dve bateriji 110 V. Ena baterija sluţi za napajanje

zaščite, signalizacije in zasilne razsvetljave Energetike, druga pa za napajanje avtomatike

kotla Đuro Đakovič. Napajanje avtomatike kotla se vrši preko usmerniško-razsmerniške

naprave.

Polnjenje akumulatorske baterije je s suhim usmernikom v trajnem spoju, z moţnostjo

hitrega in počasnega polnjenja. Kontrola polnjenja se vrši s pomočjo instrumentov na

omari usmernika.

Zaradi pravilnega delovanja akumulatorskih baterij je nujna kontrola njihovega delovanja.

Pod redno kontrolo razumemo kontrolo polnjenja, kontrolo višine napetosti, kontrolo

nivoja in kvalitete elektrolita ter kontrolo kapacitete. Kontrolo polnjenja in višino napetosti

baterij nadziramo dnevno ob vsakournem zapisovanju stanja. Kontrolo nivoja in kvaliteto

elektrolita izvajamo tedensko, kontrolo kapacitete baterij pa vsaj enkrat letno.

3.3 Transformatorske postaje v Nafti Lendava

Enočrtne sheme posameznih transformatorskih postaj se nahajajo v prilogi.

3.3.1 RTP Petišovci je opremljena z naslednjimi transformatorji

TR I 20/6 kV 6,3 MVA – napajalni transformator Nafte

TR II 20/6 kV 6,3 MVA – napajalni transformator Nafte


TR 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje Čistilnih naprav in Strojegradnje

TR 6/0,4 kV 50 kVA – lastna raba

3.3.2 TP Energetika

TR I 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje porabnikov Energetike

TR II 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje porabnikov Energetike

3.3.3 TP Metanol

TR I 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje porabnikov Metanola

TR II 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje porabnikov Metanola

3.3.4 TP Rafinerija

TR I 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje porabnikov procesov Rafinerije

3.3.5 TP Topila

TR I 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje Formalinov

TR II 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje porabnikov Petrokemije in

Strojegradnje

TR III 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje porabnikov Fenolnih smol

TR I in TR II obratujeta vzporedno.


3.3.6 TP DIM

Napajana iz TP Rafinerija. Moţnost rezervnega napajanja iz TP Rezervarski prostor.

TR I 6/0,4 kV 1000 kVA – napajanje porabnikov Nakladalne, delno

Rezervarskega prostora

3.3.7 TP SVD

TR I 6/0,4 kV 250 kVA – napajanje porabnikov gasilske postaje in

delno Rezervarskega prostora

3.3.8 TP Rezervoarski prostor

TR I 6/0,4 kV 1000 kVA – napaja porabnike Rezervarskega prostora.

Pri TP Rezervarski prostor obstaja moţnost dvostranskega napajanja in zanke med TP

Rafinerija – TP Nakladalna – TP Rezervarski prostor. Med normalnim obratovanjem je

zanka izklopljena. Odprto med TP DIM – TP Rezervarski prostor.

3.3.9 TP CPP

TR I 6/0,4 kV 160 kVA – napaja porabnike CPP

TP CPP se nahaja izven ograje Nafte na plinski postaji.


3.3.10 TP Formalin 2

TR I 6/0,4 kV 1600 kVA – napaja porabnike tovarne Formalin F-2

TR II 6/0,4 kV 1600 kVA

Vse transformatorske postaje Nafte so med sabo povezane v 6 kV omreţje, ki se lahko

napaja iz lastnega generatorja ali iz distribucijskega omreţja.

Moţna pa je tudi delitev, kar pomeni, da nekatere TP napajamo in lastnega generatorja

druge pa iz distribucijskega omreţja.


4. PROJEKT: REZERVOARJI EKO NAFTA LENDAVA

Eko Nafta, d.o.o. je za skladiščenje diesel goriva D-2 zgradila dva enaka rezervoarja (R-1,

R-2), ki sta opremljena z dvojnim dnom, jeklenim lovilnim bazenom, Al plavajočo

membrano, Al fiksno streho in sodobno poţarno, varnostno, merilno in regulacijsko ter

upravljavsko opremo. Za manipulacijo je zgrajeno novo črpališče in dvostransko delujoče

avtopretakališče. Rezervoarja sta namenjena skladiščenju goriva za blagovne rezerve.

Osnovni parametri rezervoarja R-1 oz. R-2.

- nazivna prostornina: 310.000 m

- medij: diesel gorivo

- notranji premer: 29.253 mm

- višina plašča: 15.600 mm

- polmer lovilnega bazena: 34.300 mm

- višina plašča lovilnega bazena: 11.200 mm

- pod dvojno dno

- tip strehe: Al. kupola – kontaktna membrana

- standard: API 650, DIN 4119, DIN 18800

4.1 Napajanje z energijo

Za napajanje bo postavljen novi elektro kontejner med starim črpališčem Č1 in novim Č2,

v katerem je instaliran novi stikalni blok za napajanje porabnikov tega projekta SB-Č2

( nove črpalke, zasuni, merno-regulacijska oprema, rasvetljava črpališča, avtopretakališča).

Kontejner je postavljen na betonski podstavek. Nadkrit je s sekundarno streho, ki je

podaljšana tudi nad vhodna vrata. Tla kontejnerja so dodatno ojačana, stene in strop pa so

prevlečene s pločevino.

V novi elektro kontejner je premeščena tudi obstoječa stikalna omara (oznaka ' SB-Č1'), ki

napaja porabnike obstoječega črpališča Č-1. Elektroporabniki (elektromotorni pogoni

črpalk, električne instalacije objektov in ostali porabniki) se bodo napajali iz stikalnega

bloka SB-Č2, ki se nahaja v novem elektro kontejnerju.


Za napajanje SB-Č2 je uporabljen obstoječi kabel 2 PP41-y 4×240mm Cu iz interne

transformatorske postaje znotraj kompleksa Nafta Lendava – TP Rafinerija.

4.2 Tehnološko črpališče

Za potrebe prečrpavanja med rezervarji ter za sprejem in odpremo na pretakališče

avtocistern je zgrajeno novo črpališče Č-2, v katerem sta montirani dve črpalki kapacitete

3120 m /h in moči 37 kW (74,7 A), predvidena je tudi vgradnja še dveh črpalk enakih moči.

4.2.1 Elektromotorni pogon

Odvod za elektromotor je opremljen z motorno zaščitnim stikalom in kontaktorjem, mehki

zagon. Črpalka je opremljena z nivo stikalom in termostatom (zaščita pred tekom na suho),

ki sta spojena na relejni vezni člen, a izhodni kontakt veznega člena sluţi za blokado dela

elektromotorja.

Krmiljenje elektromotorja črpalke bo daljinsko, preko nadzornega računalnika (PLC) in

ročno s tipkali, nameščenimi na krmilni kombinaciji in postavljeni lokalno poleg črpalke.

Ročno krmiljenje se uporablja samo za servisna dela. Izbira načina dela črpalk je z

izbirnim preklopnikom nameščena na krmilni kombinaciji motorja. Za elektromotor

črpalke je predvidena signalizacija okvare na stikalnem bloku, delovanja in okvare na

krmilni enoti in na nadzornem računalniku.

4.3 Seznam porabnikov

Porabniki, ki se napajajo iz stikalnega bloka SB-Č2

PORABNIK 1

Iz stikalnega bloka se napajajo SB-Č1 (razdelilnik obstoječih porabnikov na

rezervarskem prostoru), vtičnice, poţarna centrala, neprekinjeno napajanje, omara

procesnega krmilnika, zunanja rasvetljava. Skupna priključna moč je 190 kW.


PORABNIK 2

Iz stikalnega bloka se napajata novi črpalki ČR-1 in ČR-2 v novem črpališču Č-2.

Skupna priključena moč je 74 kW.

PORABNIK 3

Iz stikalnega bloka se bosta napajali tudi črpalki ČR-3 in ČR-4, ki bosta naknadno

vgrajeni v novo črpališče Č-2. Skupna priključena moč bo 74 kW.

4.3.1 Predvideni tehnični podatki

Naziv objekta: elektro kontejner SB-Č2

Nazivna napetost: 0,4 kV

Skupna moč: 338 kW

Nizkonapetostni postroj: eno dovodno polje, dve razvodni polji,

omarica daljinskega vodenja in merilna

omarica

NN aparati ločilno stikalo , motorsko zaščitno stikalo


5. IZRAČUNI NORMALNIH IN OKVARNIH RAZMER V EEO

Novi projekt rezervoarji EKO NAFTA bo vključen v elektroenergetsko omreţje Nafte

Lendava, ki je napajano iz RTP 110/20 kV Lendava in lastnega generatorja na Energetiki.

Kratkostična moč trifaznega kratkega stika na 20 kV zbiralkah v RTP 110/20 kV Lendava

znaša 188 MVA [3].

Q

RTP LENDAVA

" 188 MVAkS

6 kV 6 kV

KV 5

KV 6

KV 1

495 m

T1

T2

20/6 kV ; 6,3 MVA

50 Hz ; 5,24 % ; Dd6

20/6 kV ; 6,3 MVA

50 Hz ; 5,24 % ; Dd6

KV 3

KV 4

245 m

245 m

T3

T4

6/0,4 kV ; 1000 kVA

50 Hz ; 6,1 % ; Dyn5

6/0,4 kV ; 1000 kVA

50 Hz ; 6,1 % ; Dyn5

210 m

210 m

KS – F1

AM

3~

SG

3~

6 kV

9,33 MVA

50 Hz

M1 = 350 kW

M2 = 340 kW

M3 = 250 kW

M4.1 = 280 kW

M4.2 = 280 kW

M4.3 = 280 kW

0,4 kV6 kV20 kV

KV 2

495 m

RTP PETIŠOVCI TP RAFINERIJATP ENERGETIKA

SB-Č2ČR1

3~

ČR2

3~

ČR3

3~

ČR4

3~

KV SB-Č2

160 m

Slika 5.1: Topološka shema omreţja za izračun začetnega kratkostičnega toka

5.1 Izračun kratkostičnih tokov

Za mehansko in termično dimenzioniranje posameznih elementov transformatorske postaje

je potrebno določiti:

– amplitudo udarnega toka kratkega stika (pomemben za mehansko dimenzioniranje),

– izklopilni tok (pomemben za izbiro aparatov),

– začetni simetrični kratkostični tok (pomemben za termično dimenzioniranje).


5.1.1 Kratkostična proga do TP Energetika

Vhodni podatek za 20 kV omreţje je nazivna kratkostična moč omreţja '' 188 MVAkS , ki

je vzeta za izračun. Pri tem nas zanimajo vrednosti kratkostičnih tokov v točki kratkega

stika KS-F1. Enačbe za izračun so povzete po [5].

Kratkostična impedanca tujega omreţja (rezultirajoča impedanca) je:

2 2

"

1,1 202,3404

188Q

k

c UZ

S (5.1)

0,1 0,1 0,1576 0,2329 Q QR X (5.2)

2 2 1,005Q Q Q QZ R X X (5.3)

2,3404X 2,3287

1,005 1,005

Q

Q

Z (5.4)

(0,2329 2,3287) QZ j .

Pri tem je:

Impedanci kablovoda KV 1 in KV 2

Impedanca KV 1:

Tip kablovoda: 23 (IPZO 13A 1 185 mm )

1 1 1KV KV KVZ l R jX (5.5)

1 0,495 0,164 0,120 0,0812 0,0594 KVZ j j .

QZ – kratkostična impedanca tujega omreţja v Ω,

U – napetost omreţja v kV,

''

kS – kratkostična moč omreţja v MVA,

c – konstanta (napetostni faktor),

QR – delovna komponenta impedance omreţja v Ω,

QX – induktivna komponenta impedance omreţja v Ω.


Impedanca KV 2:

Tip kablovoda: 23 (IPZO 13A 1 185 mm )

2 1KV KVZ Z .

Pri tem je:

Impedanci transformatorja T1 in transformatorja T2 preračunani na 6 kV stran

Impedanca transformatorja T1:

232

%1 6

5,24 6 100,2994

100 100 6,3 10

k nT

n

u UZ

S (5.6)

% 0,6577 %ru

2 2 2 2

% % % 5,24 0,6577 5,20 %x k ru u u (5.7)

232

%1 6

0,6577 6 100,03758

100 100 6,3 10

r nT

n

u UR

S (5.8)

232

%1 6

5,20 6 100,29714

100 100 6,3 10

x nT

n

u UX

S (5.9)

1 1 1 0,03758 0,29714 .T T TZ R X


2 1T TZ Z .

KVZ – impedanca kablovoda v Ω,

l – dolţina kablovoda v km,

KVR – delovna komponenta impedance kablovoda v Ω,

KVX – induktivna komponenta impedance kablovoda v Ω.


Pri tem je:

Kratkostična impedanca 6 kV omreţja preračunana na 0,4 kV stran:

2 2

1 1

0,40,03758 0,29714

6

NNqt T

SN

UZ Z j

U (5.10)

1 0,00017 0,0013 qtZ j

Impedanci kablovoda KV 3 in KV 4

Impedanca KV 3:

Tip kablovoda: 23 (PP41 1 240 mm )

3 3 3 0,245 0,074 0,102 0,01813 0,0250 KV KV KVZ l R jX j j .

Impedanca KV 4:

Tip kablovoda: 23 (PP41 1 240 mm )

4 3KV KVZ Z .

%ku – nazivna kratkostična napetost v %,

nU – nazivna napetost v kV,

%ru – delovna komponenta napetosti kratkega stika v %,

%xu – induktivna komponenta napetosti kratkega stika v %,

CuP – izgube na navitju transformatorja kW,

nS – nazivna moč transformatorja v kW,

TZ – impedanca transformatorja v Ω,

TR – delovna komponenta impedance v Ω,

TX – induktivna komponenta impedance v Ω.



2 2

3 3

0,40,01813 0,0250

6

NNqkv KV

SN

UZ Z j

U (5.11)

3 0,00008 0,00011 qkvZ j

Impedanca kratkostične proge do TP Energetika

Na podlagi topološke sheme (slika 5.1) in prej opravljenih izračunov lahko določimo in

narišemo nadomestno shemo kratkostične proge do TP Energetika.

0,2329+j2,3287

0,0812+j0,0594

0,0812+j0,0594

0,03758+j0,29714

0,03758+j0,29714

0,01813+j0,0250

0,01813+j0,0250

ZQ

ZKV1

ZKV2 ZT2

ZT1 ZKV3

ZKV4

Slika 5.2: Nadomestna shema kratkostične proge do TP Energetika

Kratkostična impedanca napajalnega omreţja in impedanci kablovoda KV1 in KV2:

12 1 1 1

1 1 1

2 2 2QKV Q KV Q KV Q KVZ Z Z R R j X X (5.12)

12

12

1 10,2329 0,0812 2,3287 0,0594

2 2

0,2735 2,3584 2,3742 .

QKV

QKV

Z j

Z j



2 2

12 12

60,2735 2,3584

20

NNqkv QKV

SN

UZ Z j

U (5.13)

12 0,00011 0,00094 qkvZ j .

Skupna impedanca kratkostične proge:

12 1 3

1 1

2 2S qkv qt qkvZ Z Z Z (5.14)

12 1 3 12 1 3

1 1 1 1

2 2 2 2S qkv qt qkv qkv qt qkvZ R R R j X X X

1 1 1 10,00011 0,00017 0,00008 0,00094 0,013 0,00011

2 2 2 2

0,000235 0,007495

0,0075 .

S

S

S

Z j

Z j

Z

5.1.2 Izračun impedance na TP Energetika

V TP Energetika so na 6 kV zbiralke še priključeni (slika 5.1) sinhronski generator in

asinhronski motorji, ki so tudi izvori kratkostičnih tokov in lahko v primeru kratkega stika

napajajo mesto kratkega stika. Potrebno je še izračunati njihove impedance ter kratkostične

in udarne tokove.

Impedanca motorja M1:

2 2

1

1 1 614,43

/ 5,8 430,27

rMM

LR rM rM

UZ

I I S (5.15)

1

350430,27 kVA

cos 0,85 0,957

rMrM

rM rM

PS (5.16)

1 10,15 0,15 14,27 2,14 M MR X (5.17)


1 10,989 0,989 14,43 14,27 M MX Z (5.18)

1 (2,14 14,27) MZ j .

Pri tem je:

LR

rM

I

I – razmerje med zagonskim in nazivnim tokom motorja,

rMS – nazivna navidezna moč motorja v kVA.

Začetni izmenični kratkostični tok trifaznega kratkega stika "

kI (efektivna vrednost

izmenične simetrične komponente kratkostičnega toka v trenutku nastanka kratkega stika)

pri max 1,1c znaša:

" 11

1

1,1 6264,07 A

3 3 14,43

rMkM

M

c UI

Z. (5.19)

Udarni tok kratkega stika pI (največja moţna temenska vrednost kratkostičnega toka po

nastanku kratkega stika) znaša:

"2p kI I , (5.20)

kjer je κ faktor odvisen od razmerja R

X kratkostične tokovne poti in upošteva časovni upad

enosmernega člena, kakor tudi izmeničnega tokovnega člena pri kratkem stiku blizu

generatorja.

MZ – impedanca motorja v Ω,

rMU – nazivna napetost motorja v kV,

rMI – nazivni tok motorja v A,


1

1

2,140,15

14,27

M

M

R

X (5.21)

1

1

3

3 0,151,02 0,98 1,02 0,98 1,645M

M

R

Xe e . (5.22)

1 1,645 2 264,07 614,32 ApMI


2 2

2

1 1 615,34

/ 5,3 442,71

rMM

LR rM rM

UZ

I I S

2

340442,71 kVA

cos 0,80 0,96

rMrM

rM rM

PS

2 20,15 0,15 15,17 2,28 M MR X

2 20,989 0,989 15,34 15,17 M MX Z

2 (2,28 15,17) MZ j .

Začetni izmenični kratkostični tok trifaznega kratkega stika motorja M2 znaša:

" 22

2

1,1 6248,40 A

3 3 15,34

rMkM

M

c UI

Z.

Udarni tok kratkega stika pI motorja M1 izračunamo po enačbi 5.20:

2 1,644 2 248,4 577,5 ApMI

2

2

2,280,15

15,17

M

M

R

X

2

2

3

3 0,151,02 0,98 1,02 0,98 1,644M

M

R

Xe e .



2 2

3

3

3 3

3 3

3

1 1 620,36

/ 6 294,75

250294,75 kVA

cos 0,89 0,953

0,15 0,15 20,14 3,02

0,989 0,989 20,36 20,14

(3,02 20,14) .

rMM

LR rM rM

rMrM

rM rM

M M

M M

M

UZ

I I S

PS

R X

X Z

Z j


" 33

3

1,1 6187,16 A

3 3 20,36

rMkM

M

c UI

Z.

Udarni tok kratkega stika pI motorja M3 dobimo z enačbo 5.20:

3 1,645 2 187,16 435,4 ApMI

3

3

3,020,15

20,14

M

M

R

X

3

3

3

3 0,151,02 0,98 1,02 0,98 1,645M

M

R

Xe e .


Impedance motorjev M4:

3 x AM 280 kW

2 2

4

4

4 4

4 4

4

1 1 1 619,16

3 / 5,8 323,87

280323,87 kVA

cos 0,91 0,95

0,15 0,15 18,95 2,84

0,989 0,989 19,16 18,95

(2,84 18,95) .

rMM

LR rM rM

rMrM

rM rM

M M

M M

M

UZ

I I S

PS

R X

X Z

Z j


" 44

4

1,1 6198,9 kA

3 3 19,16

rMkM

M

c UI

Z.

Udarni tok kratkega stika pI motorja M4 izračunamo po enačbi 5.20:

4 1,645 2 198,9 462,7 ApMI

4

4

2,840,15

18,95

M

M

R

X

4

4

3

3 0,151,02 0,98 1,02 0,98 1,645M

M

R

Xe e .


Impedanca generatorja G:

max

"

6 1,10,954

1 sin 6,3 1 0,149 0,66

nG

rG d rG

U cK

U x (5.23)

2 26,34,25

9,33

rGrG

rG

UZ

S (5.24)

"" 14,9

4,25 0,6333 100% 100%

dd rG

xX Z (5.25)

"0,07 0,07 0,6333 0,0443 G dR X (5.26)

0,0443 0,6333 GZ j

0,954 0,0443 0,6333 0,0423 0,6042 GK GGZ K Z j j . (5.27)

Začetni izmenični kratkostični tok trifaznega kratkega stika sinhronskega generatorja G

znaša:

" 1,1 66,29 kA

3 3 0,6057kG

GK

c UI

Z.

Pri tem je:

GK – korekcijski faktor generatorja,

maxc – napetostni faktor,

nU – nazivna napetost sistema v kV,

rGU – nazivna napetost generatorja v kV,

GKZ – korigirana subtranzientna impedanca generatorja v Ω,

GZ – subtranzientna impedanca pozitivnega sistema v Ω,

rG – fazni kot,

''

dx – relativna subtranzientna reaktanca generatorja, povezana z nazivno

impedanco,

rGS – nazivna navidezna moč generatorja v MVA.


Udarni tok kratkega stika pI generatorja izračunamo po enačbi 5.20:

31,81 2 6,29 10 16,1 kApGI

0,04230,07

0,6042

G

G

R

X

3

3 0,071,02 0,98 1,02 0,98 1,81G

G

R

Xe e .

5.1.2.1 Izračun skupne kratkostične impedance na TP Energetika

1 212

1 2

(2,14 14,27) (2,28 15,17) (-7,1077 2,183)

(2,14 14,27) (2,28 15,17)

M MM

M M

Z Z j jZ j

Z Z j j (5.28)

3 4.134.1

3 4.1

(3,01 20,14) (0,946 6,316) (-4,648 1,425)

(3,01 20,14) (0,946 6,316)

M MM

M M

Z Z j jZ j

Z Z j j

4.2 4.34.2,4.3

4.2 4.3

(0,946 6,316) (0,946 6,316) (-3,054 0,936)

(0,946 6,316) (0,946 6,316)

M MM

M M

Z Z j jZ j

Z Z j j

(0,0423 0,604) GZ j

12 34.11234.1

12 34.1

(-7,1077 2,183) (-4,648 1,425) (2,43- 1,65)

(-7,1077 2,183) (-4,648 1,425)

M MM

M M

Z Z j jZ j

Z Z j j

4.2 4.3

4.2 4.3

(-3,054 0,936) (0,0423 0,6042) (-0,23 - 0,56)

(-3,054 0,936) (0,0423 0,6042)

M M GMG

M M G

Z Z j jZ j

Z Z j j

1234.1

1234.1

(2,43 - 1,65) (- 0,23 - 0,56) (0,103 0,322)

(2,43 - 1,65) (- 0,23 - 0,56)

M GENERG

M G

Z Z j jZ j

Z Z j j


2 2

0,40,103 0,322 (0,0046 0,00143)

6

NNqenerg ENERG

SN

UZ Z j j

U


Impedanci kablovoda KV5 in KV6

Impedanca KV5:

Tip kablovoda: 2 PP41 3×70 mm Cu

5 5 5 0,210 0,268 0,122 0,0563 0,0256 KV KV KVZ l R jX j j


2 2

5 5

0,40,0563 0,0256 (0,00025 0,00011)

6

NNqkv KV

SN

UZ Z j j

U

Impedanca KV6:


6 5KV KVZ Z .

5.1.3 Izračun kratkostičnih impedanc na NN strani in KS-F1

Impedanci transformatorja T3 in transformatorja T4 preračunani na 0,4 kV stran


232

%3 3

3

% 3

2 2 2 2

% % %

6,1 0,4 100,0098

100 100 1000 10

13,5 10100 100 1,35 %

1000 10

6,1 1,35 5,95 %

k nT

n

Cur

n

x k r

u UZ

S

Pu

S

u u u


232

%3 3

232

%3 3

1,35 0,4 100,00216

100 100 1000 10

5,95 0,4 100,00952 .

100 100 1000 10

r nT

n

x nT

n

u UR

S

u UX

S


3 4T TZ Z .

Impedanca kablovoda KV SB-Č2

Impedanca KV SB-Č2:


- 2 - 2 - 2 0,160 0,077 0,079 0,0123 0,0126 KVSB Č KVSB Č KVSB Č

Z l R jX j j

Ekvivalentna impedanca do mesta kratkega stika na NN strani brez upoštevanja NN

motorjev znaša:

56 34 - 2

1 1

2 2

(0,012320 0,01741)

0,0213

S energ

skupna KV T KVSB Č

S energ

skupna

skupna

Z ZZ Z Z Z

Z Z

Z j

Z




znaša:

" 40010,8 kA

3 3 0,0213

nks

q

UI

Z.


Udarni tok kratkega stika pI izračunamo po enačbi 5.20:

1,14 2 10,8 17,41 kApsI

3 0,012323

0,01741

0,012320,707

0,01741

1,02 0,98 1,02 0,98 1,14

S

S

R

X

R

X

e e

Potrebno je še določiti impedance in kratkostične tokove črpalk, ki se napajajo iz 0,4 kV

elektro kontejnerja SB-Č2 in lahko v primeru kratkega stika napajajo mesto kratkega stika.

Impedanca črpalke ČR1:

4 x AM 37 kW

Vsaka črpalka se napaja po svojem kablovodu.

2 2

1

1

1 1 1

1

1

1 1

1 1 0,40,523

/ 6,8 45

3745 kVA

cos 0,91 0,905

ČR

ČR

ČR ČR ČR

ČR

ČR

ČR ČR

UZ

I I S

PS

1 10,42 0,42 0,468 0,203

ČR ČRR X

1 10,922 0,922 0,523 0,468

ČR ČRX Z

1 (0,196 0,482) ČRZ j .

1 2 3 4ČR ČR ČR ČRZ Z Z Z


Impedanca kabla W-ČR1

Impedanca W-ČR1:

Tip kablovoda: 2 4 NYY-J 4×25 mm Cu

- 1 - 1 - 1 0,07 0,727 0,081 0,051 0,0057 W ČR W ČR W ČR

Z l R jX j j

- 1 - 2 - 3 - 4W ČR W ČR W ČR W ČRZ Z Z Z

Izračun skupne impedance kabla in črpalke:

1 - 1 1

1

1

1

( )

(0,051 0,0057) (0,196 0,482)

(0,247 0,488)

0,546

ČR W ČR ČR

ČR

ČR

ČR

Z Z Z

Z j j

Z j

Z

Začetni izmenični kratkostični tok trifaznega kratkega stika črpalke ČR1 znaša:

" 1

1

1

0,4 423 A

3 3 0,9457

ČR

kČR

ČR

UI

Z.

Udarni tok kratkega stika pI motorja izračunamo po enačbi 5.20:

11,23 2 423 736 A

pČRI


1

1

1

1

3-

-3 0,51

0,2470,51

0,488

1,02 0,98 1,02 0,98 1,23

ČR

ČR

ČR

ČR

R

X

R

X

e e


kI v točki KS-F1 je enak vsoti

vseh ''

kI izvorov in znaša:

ČR1

''

1

1

kČR

pČR

I

I

ČR2

''

2

2

kČR

pČR

I

I

ČR3

''

3

3

kČR

pČR

I

I

ČR4

''

4

4

kČR

pČR

I

I

''

ks

ps

I

I

TO

''

k

p

I

I KS – F1K

V Č

R1

70

m

KV

ČR

2

70

m

KV

ČR

3

70

m

KV

ČR

4

70

m

Slika 5.3: Seznam izvorov pri kratkem stiku

" '' ''

14k ks kČR

I I I (5.28)

''

''

10,8 4 (423)

12,5 kA

k

k

I

I

Udarni tok kratkega stika pI v točki KS-F1 je enak vsoti vseh pI izvorov in znaša:

1 4p ps pČR

I I I (5.29)

17,41 4 (736)

20,35 kA

p

p

I

I


Simetrični kratkostični prekinitveni (izklopilni) tok iI (efektivna vrednost simetričnega

izmeničnega kratkostičnega toka v trenutku prve ločitve kontakta stikalnega aparata),

znaša:

" 12,5 kAi kI I .

Trajni kratkostični tok kI je efektivna vrednost izmeničnega kratkostičnega toka po

iznihanju vseh prehodnih pojavov. Pri nastopu trifaznega kratkega stika blizu generatorja

ob konstantnem vzbujanju se izmenični kratkostični tok izniha od začetne vrednosti

izmeničnega kratkostičnega toka "

kI na trajni tok kratkega stika ", .k k kI I I Pri oddaljenem

trifaznem kratkem stiku od generatorja je izmenični kratkostični tok med trajanjem

kratkega stika konstanten. Začetna vrednost izmeničnega kratkostičnega toka "

kI je enaka

trajnemu toku kratkega stika ", .k k kI I I

Trajni tok kratkega stika znaša:

" 12,5 kAk kI I .

Impedanca v točki KS-F1:

1 ''

0,40,018475

3 3 12,5F

k

UZ

I

31

1 3

1

0,0184750,0184

1,005 1,005

0,1 0,1 0,0184 0,00184

(0,00184 0,0184) .

FF

F F

F

ZX

R X

Z j


5.2 Simulacija kratkih stikov s pomočjo programa PSCAD

PSCAD/EMTDC predstavlja druţino programskih orodij za simulacije elektroenergetskih

sistemov. Je nepogrešljivo programsko orodje pri oblikovanju in študijah

elektroenergetskega sistema. Uporabno je tudi na področju močnostne elektronike, analizi

kvalitete elektroenergetskih sistemov, študiji načrtovanja električnih sistemov in še kje.

Sestavljen je iz dveh delov, in sicer iz grafičnega vmesnika PSCAD in simulacijskega

gonilnika EMTDC.

PSCAD (Power System Computer Aided Desing) je grafični vmesnik, ki omogoča

grafično sestavljanje vezij energetskih sistemov oz. tokokrogov, zagon simulacije, analizo

rezultatov, upravljanje s podatki in na ta način bistveno izboljšuje zmoţnosti

simulacijskega gonilnika EMTDC.

EMTDC (Electro-Magnetic Transients for DC) je simulacijski gonilnik, ki omogoča

simulacijo tranzientnih elektromagnetnih pojavov in izvršuje nadzor nad celotnim potekom

simulacije[6] .

V svojem diplomskem delu sem uporabljal programsko orodje PSCAD/EMTDC za

simulacijo kratkega stika v točki KS-F1. Po topološki shemi (slika 5.1) sem sestavil vezje

in za elemente vnesel potrebne podatke. Vrednosti, dobljene s simulacijo, sem primerjal z

izračunanimi vrednostmi.

Vezalne sheme se nahajajo v prilogi.

5.2.1 Kratki stik v točki KS-F1

Pri simulaciji kratkih stikov smo simulirali primere, ko se elektroenergetski sistem Nafte

Lendava napaja iz RTP Lendava in iz lastnega generatorja na Energetiki, kar je z vidika

dimenzioniranja aparatov najbolj neugoden primer.

Zanimajo nas kratkostični tokovi in napetosti v točki kratkega stika (slika 5.1).

Na sliki je predstavljen potek kratkostičnih tokov in napetosti pri prostem teku v točki

trifaznega kratkega stika in pri različnih trenutkih vklopa 0 in 90 . V času simulacije 105

ms sem naredil kratek stik, ki je trajal 50 ms.


Kratkosticni tokovi in napetosti v tocki KS-F1

0.000 0.025 0.050 0.075 0.100 0.125 0.150 0.175 0.200 ...

...

...

-0.0015m

-0.0010m

-0.0005m

0.0000

0.0005m

0.0010m

0.0015m

Tok

KS

-F1 [

kA]

Iaf1 Ibf1 Icf1

-0.40

-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

Napeto

st K

S-F

1 [

kV]

Eaf1 Ebf1 Ecf1

Slika 5.4: Prosti tek v točki trifaznega kratkega stika

Vrednosti napetosti v prostem teku so ustrezne in znašajo 400 V med posameznimi fazami.

Napetost je merjena na sekundarni strani transformatorjev 1MVA, na mestu kjer je

priključen blok za vklop kratkega stika in je v tem trenutku izklopljen, kar zagotavlja

obratovanje brez obremenitve oz. prosti tek.

Vrednosti tokov na sekundarni strani transformatorjev so praktično nič, zaradi odprtih

sponk, saj ni priključenega nobenega bremena. Na primarni strani transformatorja pa teče

nek majhen tok, ki dejansko pokriva le izgube prostega teka transformatorja.



0.000 0.025 0.050 0.075 0.100 0.125 0.150 0.175 0.200 ...

...

...

-20.0

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

Tok

KS

-F1 [

kA]

Iaf1 Ibf1 Icf1

-0.40

-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

Napeto

st K

S-F

1 [

kV]

Eaf1 Ebf1 Ecf1

Slika 5.5: Trifazni kratki stik pri 0

Trifazni kratki stik pri začetnem kotu napetosti 0 ° v fazi L1.

Vrednosti napetosti pred nastopom kratkega stika so ustrezne in znašajo 400 V med

posameznimi fazami. V trenutku nastopa kratkega stika pa se napetosti po posameznih

fazah sesedejo praktično na vrednost 0 V.

Največji prehodni pojav in s tem velikost enosmerne komponente v toku kratkega stika se

pojavi v fazi L1. Velikost udarnega toka kratkega stika pI je največja v fazi L1 in znaš

17,2 kApI . Vrednost začetnega simetričnega toka kratkega stika ''

kI znaša

'' 10,6 kAkI .

t [s]



0.000 0.025 0.050 0.075 0.100 0.125 0.150 0.175 0.200 ...

...

...

-20.0

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

Tok

KS

-F1 [

kA]

Iaf1 Ibf1 Icf1

-0.40

-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

Napeto

st K

S-F

1 [

kV]

Eaf1 Ebf1 Ecf1

Slika 5.6: Trifazni kratki stik pri 90

Trifazni kratki stik pri začetnem kotu napetosti 90 ° v fazi L1.

Vrednosti napetosti pred nastopom kratkega stika so ustrezne in znašajo 400 V med

posameznimi fazami. V trenutku nastopa kratkega stika pa se napetosti po posameznih

fazah sesedejo praktično na vrednost 0 V.

Najmanjši prehodni pojav in s tem velikost enosmerne komponente v toku kratkega stika

se pojavi v fazi L1. Velikost udarnega toka kratkega stika pI je največja v fazi L3 in znaš

17,2 kApI . Vrednost začetnega simetričnega toka kratkega stika ''

kI znaša

'' 10,6 kAkI .


Vrednosti tokov, ki sem jih odčital s slike 5.5 in 5.6:

17,2 kApI udarni tok, odčitan z grafa

'' 10,6 kAkI začetni simetrični kratkostični tok, odčitan z grafa

Tabela 5. 1: Primerjava simuliranih in izračunanih vrednosti pri kratkih stikih

Mesto kratkega

stika

Vrednosti dobljene s simulacijo v

PsCAD-u Izračunane vrednosti

''

kI [kA] pI [kA] ''

kI [kA] pI [kA]

KS-F1 10,6 17,2 10,8 17,41

V tabeli 5.1 so primerjane izračunane vrednosti in simulirane vrednosti, ki smo jih dobili s

simulacijo. Tudi pri simuliranju kratkostičnih razmer ni bilo bistvenih razlik glede na

izračunane vrednosti.


6. DIMENZIONIRANJE IN IZBIRA OPREME

6.1 Dimenzioniranje NN ločilnega stikala v dovodnem polju[5]

Dimenzioniranje ločilnega stikala izvedemo glede na:

nazivni tok,

nazivni kratkotrajni zdrţni tok,

nazivni temenski zdrţni tok,

nazivna kratkostična vklopna zmogljivost (določimo jo kot prvo večjo vrednost

izračunanega udarnega tok).




znaša ob nastanku kratkega stika v točki KS-F1 :

3"

1

0,4 1012,5 kA

3 3 0,0185

nk

F

UI

Z.

Nazivni kratkotrajni zdržni tok thrI

Nazivni kratkotrajni zdrţni tok thrI je tisti, ki ga naprava ali aparat zdrţi 1 sek., ne da bi se

prekomerno zviševala temperatura. Določimo ga tako, da najprej izračunamo ekvivalentni

kratkotrajni tok theI .

" 312,5 10 0,03 1 12,7 kAthe kI I m n (6.1)

m = 0,03 za 1,746 → , (slika 9.11)

n = 1 za " 3

3

12,5 101

12,5 10

k

k

I

I → .(slika 9.12)


Glede na ekvivalentni kratkotrajni tok izberemo z lestvice nazivnih kratkotrajnih zdrţnih

tokov naslednjo večjo vrednost za ločilno stikalo. Zaradi majhne razlike med izračunano

vrednostjo toka in naslednjo večjo standardno vrednostjo toka smo se odločili za vrednost

(16 kA):

… 6,3 – 8 – 10 – 12,5 – 16 – 20 – 25 – 31,5 – 40 – 63 – 80 – 100 … kA.

Stikalni aparat ima zadostno kratkostično toplotno odpornost, če za temperaturno

ekvivalentni kratkotrajni tok velja:

the thrI I ,

kjer je:

Nazivni zdržni temenski tok dynI

Nazivni zdrţni temenski tok dynI določimo kot 2,5-kratnik kratkotrajnega zdrţnega toka,

istočasno pa mora biti večji od izračunanega udarnega toka pI :

2,5 2,5 16 40 kA (6.2)

> 40 kA > 20,35 kA.

dyn thr

dyn p

I I

I I

Nazivna kratkostična vklopna zmogljivost NKVZ

Nazivno kratkostično vklopno zmogljivost določimo kot 2.5 kratnik kratkostične izklopne

zmogljivosti. Sočasno moramo upoštevati, da mora biti nazivna kratkostična vklopna

zmogljivost večja od izračunanega udarnega toka.

2,5 2,5 16 40 kA (6.3)

NKZV > 40 kA > 20,35 kA. p

NKVZ NKIZ

I

thrI – nazivni kratkotrajni zdrţni tok pri nazivnem trajanju kratkega stika

(1 sek.)


Na osnovi izračunanih vrednosti izberemo ločilno stikalo proizvajalca

ABB tip OT 400; 400 A; 690 V;n n

I U 15 kA; 65 kA; 60 kACW CM p

I I I .

cw

cm

= nazivni tok

= nazivna napetost

= kratkostični zdržni tok

= kratkostična vklopna zmogljivost

= kratkostični udarni tok

n

n

p

I

U

I

I

I

Ker proizvajalec ne proizvaja ločilnega stikala, katerega vrednosti bi bile primerljive

z izračunanimi, sem izbral ločilno stikalo s prvo najbližjo vrednostjo, ki je

primerljiva z izračunanimi vrednostmi.

6.2 Nizkonapetostna stikalna oprema[5]

Nizkonapetostni aparati se izbirajo na popolnoma enak način kot visokonapetostni. Pri

novejših stikalih imamo več moţnosti zaščite, in sicer varovanje z ustrezno varovalko,

varovanje z nadtokovnim relejem (hitra veja) in varovanje s termičnim relejem –

preobremenitve.

Motorska zaščitna stikala v odvodnih poljih bomo izbrali glede na nazivni tok porabnika

v posameznem odvodu. Motorsko zaščitno stikalo je aparat, ki zdruţuje dve osnovni

funkciji: stikalno in zaščitno. Vklaplja zagonske tokove elektromotorjev in izklaplja

tokove, ki so lahko običajni izklopni, lahko pa tudi preobremenitveni ali kratkostični.


Dimenzioniranje motorskega zaščitnega stikala izvedemo glede na:

nazivni tok,

nazivni kratkotrajni zdrţni tok,

nazivni temenski zdrţni tok,

nazivna kratkostična vklopna zmogljivost (določimo jo kot prvo večjo vrednost

izračunanega udarnega tok).




črpalke ČR1 znaša:

" 1

1

1

0,4 423 A

3 3 0,9457

ČR

kČR

ČR

UI

Z.

Nazivni kratkotrajni zdržni tok thrI

Nazivni kratkotrajni zdrţni tok thrI je tisti, ki ga naprava ali aparat zdrţi 1 sek., ne da bi se

prekomerno zviševala temperatura. Določimo ga tako, da najprej izračunamo ekvivalentni

kratkotrajni tok theI .

" 423 0,01 1 425 Athe kI I m n

m = 0,01 za 1,23 → , (slika 9.11)

n = 1 za "

4231

423

k

k

I

I → .(slika 9.12)


Glede na ekvivalentni kratkotrajni tok izberemo z lestvice nazivnih kratkotrajnih zdrţnih

tokov naslednjo večjo vrednost za motorsko zaščitno stikalo. Zaradi majhne razlike med

izračunano vrednostjo toka in naslednjo večjo standardno vrednostjo toka smo se odločili

za vrednost (6,3 kA):

… 6,3 – 8 – 10 – 12,5 – 16 – 20 – 25 – 31,5 – 40 – 63 – 80 – 100 … kA.

Stikalni aparat ima zadostno kratkostično toplotno odpornost, če za temperaturno

ekvivalentni kratkotrajni tok velja:

the thrI I ,

kjer je:

Nazivni zdržni temenski tok dynI

Nazivni zdrţni temenski tok dynI določimo kot 2,5-kratnik kratkotrajnega zdrţnega toka,

istočasno pa mora biti večji od izračunanega udarnega toka pI :

2,5 2,5 6,3 16 kA

> 16 kA > 736 A.

dyn thr

dyn p

I I

I I

Nazivna kratkostična vklopna zmogljivost NKVZ

Nazivno kratkostično vklopno zmogljivost določimo kot 2,5-kratnik kratkostične izklopne

zmogljivosti. Sočasno moramo upoštevati, da mora biti nazivna kratkostična vklopna

zmogljivost večja od izračunanega udarnega toka.

2,5 2,5 6,3 16 kA

NKZV > 16 kA > 736 A. p

NKVZ NKIZ

I

thrI – nazivni kratkotrajni zdrţni tok pri nazivnem trajanju kratkega stika

(1 sek.)


Na osnovi izračunanih podatkov črpalke

74,7 A; 400 V;n n

I U"

1423 A; 6,3 kA; 16 kA; = 16 kA

thr dynkČRI I I NKVZ

izberemo motorsko zaščitno stikalo proizvajalca:

MOELLER tip NZMN1-M80;

80 A; 400 V;n n

I U 80 A; 1120 Ar i

I I ; 37 kW;P

Standardna stikalna zmogljivost = 50 kA;

Za vse štiri črpalke je enako motorsko zaščitno stikalo.

nazivni tok

nazivna napetost

izklopilni tok

= izklopilni kratkostični tok

nazivna moč

n

n

r

i

I

U

I

I

P

nastavljiva vrednost izklopilnega toka 0,8-1r n

I I

nastavljiva vrednost izklopilnega kratkostičnega toka 8-14i n

I I


7. SKLEP

Cilj diplomskega dela je dimenzionirati in izbrati električno opremo za novi elektro

kontejner SB-Č2 ter vključitev elektro kontejnerja v elektroenergetsko omreţje Nafte

Lendava.

Za dimenzioniranje opreme sem potreboval vrednosti kratkostičnih tokov. Pri izračunih

kratkostičnih tokov sem izhajal iz kratkostične moči na 20 kV strani stikališča RTP

Lendava in kratkostičnega toka sinhronskega generatorja v lastni industrijski elektrarni. Pri

izračunih kratkostičnih tokov sem upošteval najbolj neugoden primer, to je, ko se

elektroenergetski sistem Nafte Lendava napaja tako iz lastnega sinhronskega generatorja

kakor tudi iz RTP Lendava. Pri izračunih sem upošteval tudi srednjenapetostne in

nizkonapetostne asinhronske motorje, ki so tudi izvori kratkostičnih tokov in lahko v

primeru kratkega stika napajajo mesto kratkega stika. Po računskem postopku sem za

primerjavo izračunanih vrednosti izvedel še simulacijo kratkostičnih tokov s programskim

orodjem PSCAD.

V programu sem po enočrtni shemi elektroenergetskega omreţja Nafte Lendava sestavil

model omreţja. Izvedel sem simulacijo kratkega stika na izbranem mestu ter izrisal grafe

kratkostičnih tokov in napetosti. Tudi pri simuliranju kratkostičnih razmer ni bilo bistvenih

razlik glede na izračunane vrednosti.

S pomočjo odčitanih in izračunanih vrednosti kratkostičnih tokov sem izračunal

potrebne karakteristične podatke za dimenzioniranje opreme. Glede na pridobljene podatke

sem izbral opremo za dovodno polje in opremo za posamezne porabnike. Pri izbiri opreme

sem najprej dimenzioniral ločilno stikalo v dovodnem polju elektro kontejnerja SB-Č2,

na osnovi dimenzioniranja aparatov in naprav na nazivne tokove in pričakovane tokove

okvar. Sledilo je dimenzioniranje motorskih zaščitnih stikal za črpalke v črpališču Č-2, ki

sem jih dimenzioniral glede na nazivne tokove porabnikov v posameznih napetostnih

dovodih. Najpomembnejše lastnosti motorskega zaščitnega stikala so poleg nazivnega

toka predvsem stikalna zmogljivost, električna in mehanska ţivljenjska doba. Pomembna

prednost motorskega zaščitnega stikala je, da vedno izklopi vse tri pole. V krmiljenih

elektromotornih sistemih motorskim zaščitnim stikalom običajno prigradimo tudi

kontaktorje. Motorsko zaščitno stikalo izklaplja samo nadtoke (preobremenitev ali kratki

stik), običajne vklope in izklope motorja pa opravlja kontaktor. V tem primeru bo


ţivljenjska doba motorskega zaščitnega stikala mnogo daljša, saj bo večino preklopov

opravil kontaktor.

Ugotavljam, da se večino vgrajene opreme in naprav vedno predvidi z določeno rezervo.

Takšna izbira je smotrna predvsem iz varnostnega stališča, saj pripomore k varovanju

celotne opreme ob morebitnih nastalih okvarah v elektroenergetskem sistemu. Smotrnost

takšne izbire je tudi glede na obratovalno stališče, ker nam omogoča zanesljivo delovanje

ob naknadnih dodatnih obremenitvah.


8. VIRI IN LITERATURA

[1] Anton Ogorelec, Slovenski elektrotehniški slovar, Področje elektroenergetika,

Skupina 605: Proizvodnja, prenos in razdeljevanje električne energije – postaje,

Sloko CIGRÉ, Ljubljana, 1996.

[2] Bogoljub Orel, Energetski pretvorniki I., 2. izd., Fakulteta za elektrotehniko in

računalništvo, Ljubljana, 1992.

[3] Elektro Maribor d.d., Oddelek razvoja, GREDOS – Grafično Razdelilno

Energetsko Distribucijsko Omreţje Slovenije

[4] H. W. Beckmann, K. Lampe, H. Milde, H. Rohlfing, M. Scheurmann, F. Tornau, F.

P. Zantis, Priročnik za elektrotehniko in elektroniko, prenovljena izd., Tehniška

zaloţba Slovenije, Ljubljana, 2003.

[5] Joţe Pihler, Stikalne naprave elektroenergetskega sistema, 2. dopolnjena izd.,

Fakulteta za elektrotehniko računalništvo in informatiko, Maribor, 2003.

[6] Joţe Pihler, Andrej Hanţič, Darko Koritnik, Stikalne naprave elektroenergetskega

sistema, laboratorijske vaje, 1.izd., Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in

informatiko, Maribor, 2000.

[7] Nafta Lendava d.o.o., http:// www.nafta-lendava.si

[8] Prospekti proizvajalcev opreme

[9] Tine Zorič, Joţe Voršič, Izračun obratovalnih stanj v elektroenergetskih omreţjih,

1. izd., Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, Maribor, 2003.

http://www.nafta-lendava.si/


9. PRILOGE

9.1 Transformatorske postaje v Nafti Lendava

Slika 9.1: Enočrtna shema RTP Petišovci


Slika 9.2: Enočrtna shema TP Metanol



Slika 9.5: Enočrtna shema TP DIM


Slika 9.6: Enočrtna shema TP SVD

Slika 9.7: Enočrtna shema TP Rezervoarski prostor


Slika 9.8: Enočrtna shema TP CPP


Slika 9.9: Enočrtna shema TP Formalin 2


9.2 Vezalna shema v PSCAD-u

Slika 9.10: Vezalna shema v PSCAD-u za kratki stik KS-F1


Slika 9.11: Izgled NN razdelilca SB-Č2


9.3 Tabele in grafi za pomoč pri dimenzioniranju aparatov in naprav

Slika 9.12: Faktor m; izguba toplote zaradi enosmerne komponente med kratkimi stiki v

trifaznih in enofaznih sistemih

Slika 9.13: Faktor n; izguba toplote zaradi izmenične komponente med kratkimi stiki v

trifaznih in enofaznih sistemih


a)

b)

Slika 9.14: Razmerje med gostoto nazivnega kratkotrajnega zdrţnega toka (Tkr= 1 sek.) in

temperaturo vodnika (a – polne črte, bakreni vodnik; črtkane črte, nizko obogateno jeklo;

b – aluminij, aluminijeve zlitine, z jeklom ojačan alumunij)


9.4 Naslov

MIHAEL CIGUT

ŢIŢKI 109/A

9232 ČRENŠOVCI

GSM: 031 259 199

e-naslov: [email protected]

9.5 Življenjepis

Osebni podatki

Ime in priimek

Naslov

GSM

e–naslov

Mihael Cigut

Ţiţki 109/a, 9232 Črenšovci, Slovenija

031 259 199

[email protected]

Drţavljanstvo slovensko

Datum rojstva 1. 9. 1986

Izobrazba

2005 – 2011 Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in

informatiko

Program Elektrotehnika

Smer Močnostna elektrotehnika

2001 – 2005 Srednja poklicna in tehniška šola Murska Sobota

Smer Elektrotehnik elektronik

1993 – 2001 Osnovna šola Franceta Prešerna Črenšovci

Delovne izkušnje

Od 1. 7. 2010 Zaposlen v Nafti Strojna, d.o.o.

Oddelek Elektro in merna regulacija

Opis dela Meritve jakega in šibkega toka, ter strelovodnih in ozemljitvenih

instalacij, pregledi in popravila v protieksplozijski Ex izvedbi.

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

prikljuČitev rezervoarjev eko nafta na eeo nafta … · dr. jožetu voršiču za pomoč in vodenje...

Documents