JUSŠC „ĐURORADMANOVIĆ“
Novi Grad
Maturskiradiz: Elektroenergetskih sistema
Obrazovniprofil: Tehničarelektroenergetike
Zadatak:Proračun zvjezdaste mreže
školska 2017/2018. godina
UČENIK_____________________
Ognjen Čubra
MENTOR___________________
Fatima Knežević
Juni 2018. Godine.
Zadatak:Proračun zvjezdaste mreže
Uvod
Život i rad ljudi bez električne energije je danas veoma teško zamisliti. Proizvedena električna
energija se prenosi na male ili veće udaljenosti i pretvara u drugi oblik potrebne energije, na
primjer u svijetlosnu, mehaničku, toplotnu ili hemijsku energiju. Klasični izvori električne
energije jesu: para dobijena toplotom od sagorijevanja uglja, nafte ili prirodnog gasa, zatim
vodna energija i dizel mašine koje rade na naftu. Postoje i drugi izvori električne energije koji
se u manjoj ili većoj mjeri koriste u obje svrhe npr. snaga vjetra, snaga plime i oseke,
mineralna ulja, sunčeva toplota i naročito u novije vrijeme atomska energija.
Od klasičnih izvora najviše se za proizvodnju električne energije koriste vodena i toplotna
energija. Vodena se u električnu energiju pretvara u hidroelektranama, a toplotna u
termoelektranama. Pošto generator može pretvarati samomehaničku u električnu energiju
najprije se mora prirodna energija pretvoriti u mehaničku. Taj rad obavljaju pogonske mašine.
Toplotnu u mehaničku pretvaraju: parne mašine, parne turbine, motori sa unutrašnjim
sagorijevanjem i plinske turbine. Vodenu energiju u mehaničku pretvaraju vodene turbine.
U savremene termoelektrane ubrajaju se tzv. Nuklearne elektrane. Svoj naziv dobile su od
latinske riječi nukleus što znači jezgro. U njima se umjesto kotlovskih ložišta nalaze nuklearni
reaktori, a kao pogonsko gorivo koriste obični uranijum. U ovim elektranama uranijumovo
nuklearno jezgro se raspada, uz oslobađanje ogromne količine toplote. Taj proces se naziva
fisija. Oslobođena količina toplote prelazi u električnu paru koju slično kao i kod klasičnih
termoelektrana, u mehanički rad pretvaraju turbine.
Uranijumovo gorivo sadrži veoma veliku koncentraciju potencijalne energije: 1 centimetar
kubni uranijuma je energetski ekvivalentan vrijednosti od oko 35 metara kubnih srednje
kalrične vrijednosti.
Lociranje klasičnih termoelektrana uz nalazište goriva ili uz samo mjesto potrošnje zavisi od
više faktora od kojih je najbitniji udaljenost potrošača od nalazišta goriva. Ekonomičnije je iz
klasičnih termoelektrana transportovati električnu energiju umjesto goriva ako se prenos
obavlja na udaljenosti do 400km, dok se izuzetno u slučaju povezanosti vodenim putem ta
granica spušta do 50km.
Hidroelektrane se postavljaju tamo gdje postoji realne mogućnosti iskorištenja vodenog toka.
Nuklearne elektrane se po pravilu, izgrađuju u relativnoj blizini potrošača radi male količine
goriva čije je transportovanje jeftino.
Električna energija se mora prenositi od elektrana do potrošača. Za prenos i raspodijelu
električne energije služe električne mreže, koje se sastoje od električnih vodova, pravilno
izolovanih i opremljeni odgovarajućimaparatima za uključenje i isključenje, mjerenja zaštite.
U električne mreže takođe spadaju i transformatori za povećanje i smanjivanje napona pri
prenosu električne energije od energetskog izvora do potrošača. Prema JUS-u električna
mreža je skup svih međusobno spojenih postrojenja i vodova istog nazivnog napona.
Električna energija se prenosi od elektrane do potrošača mrežama visokog napona, i to od
400, 110 i 10 kV kao i niskonaponskom mrežom (400V), koja napaja potrošače.
Projektovanje elektroenergetskih mreža
Elektroenergetske mreže kao bitan fenomen utilitarističkog dijela savremena civilizacije po
svojoj fizikalnoj strukturi, načinu funkcionisanja, prostornoj rasprostranjenosti i odnosu
čovjeka prema njemu spadaju u kategoriju velikih tehničkih sistema.
Sveobuhvatni matematski model ponašanja velike električne mreže nije moguće ostvariti
zbog današnje nesavršenosti, premalog kapaciteta, a često i sporosti kompjuterske mašinerije
koja nam stoji na raspolaganju.
Da bi primarna elektroenergetska mreža kao sistem uopće mogla funkcionisati, ona mora
„živjeti“ u simbiozi sa nekoliko podsistema. To su podsistemi za automatsku zaštitu od
kvarova i poremećaja, za mjerenje električnih i neelektričnih veličina, za automatsku
regulaciju napona i frekvencije, za prenos i obradu podataka i konačno radni čovjek sa svojim
intelektualnim i fizičkim potencijalom.
Dakle, za projektovanje jedne elektroenergetske mreže, potrebno je obratiti pažnju na veliki
broj faktora, bez kojih jedan ovakav sistem ne bi mogao funkcionisati. Od same proizvodnje
električne energije, preko njene transformacije, prenosa i izgradnje sistema za prijenos, pa sve
do povezivanja sa drugim elektroenergetskim sistemima i napajanja krajnog kosirnika tom
vrstom energije.
U ovom radu, nismo se bavili analiziranjem licenci i zahtjeva za izgradnju elektroenergetske
mreže, već smo isključivo analizirali električni dio mreže i proračun zvijezdaste mreže, tj.
način njenog dobijanja, transformacije, prenosa, distribucije i na kraju potrošnje. Uz sve to,
detaljnije smo obradili i nadzemne stubove, vodove i njihovu izgradnju, jer su oni jedan od
najbitnijih faktora kod projektovanja mreža. Kako je dalje u radu naglašeno, za izgradnju i
projektovanje ovakve mreže, potrebno je prije svega izvor (elektranu) električne energije
pozicionirati na mjesto blizu rudnika ili izvora energije kojom se napaja elektrana. Zatim je
bitno projektovati prenosnu mrežu, na način da se uz najmanje troškove ostvare svi potrebni
zahtjevi i na kraju distribucija do krajnjeg korisnika, ponovo vodeći računa da troškovi budu
minimalni uz zahtjevanje što boljeg i sigurnijeg napajanja električnom energijom potrošača.
Sve aktivnosti vezane uz pogon, održavanje i izgradnju elektroenerhetske mreže, treba
usmjeriti tako, da sistem uz zadovoljavajuću kvalitetu, trajno daje potrošačima
električnuenergiju uz najnižu moguću cijenu. U tome vanredno, važnu ulogu igra prijenosna
mreža, jer omogućuje međusobno povezivanje i nadopunu u radu sa jedne strane elektrana, a
sa druge strane potrošača, s vrlo različitim karakteristikama i lokacijama. Drugim riječima,
prijenosna mreža omogućuje ekonomično vođenje elektroenergetskog sistema (dispečiranje
električne energije).
Prejenosom električne energije na veće udaljenosti putem povezane visokonaponske mreže,
omogućeno je:
Korištenje proizvodnje velikih, ekonomičnih izvora (elektrana) u udaljenim
potrošačkim centrima,
Povezivanje elektrana različitih karakteristika i njihovo optimalno prilagođenje
potrebama konzuma,
Smanjenje potrebne rotirajuće i hladne rezerve u elektranama u odnosu na odvojeni
rad manjih sistema i
Smanjenje maksimalnog opterećenja izvora povezivanjem potrošača i konzumnih
područja različitih karakteristika.
Svrha je ovog prikaza, da istakne značaj prijenosne mreže kao dijela elektroenergetskog
sistema za njegovo skladno, potrošnji prilagođeno i ekonomično funkcionisanje. Pri tome
treba imati u vidu istovremenost proizvodnje i potrošnje, odnosno nemogućnost skladištenja
električne energije.
Tipovi električnih mreža
Savremeni elektroenergetski sistemi izvođeni su kao trofazni, frekvencije 50 Hz, a obuhvataju
elektrane, prijenosne vodove, tj. vodove visokih (VN) i vrlo visokih (VVN) napona, te
distributivne vodove srednjih (SN) i vodove niskih (NN) napona uz neizbježivu
transformaciju i potrošače.
Standardom JUS N.A2 001/1957 predviđeni su za vodove i mreže srednjih i visokih napona
nazivni linijeski naponi:
3* 6* 10 20** 35 60** 110 220 380 kV
Nazivni naponi 20 i 60 kV predviđeni su ovim standardom za posebno ekonomski opravdane
prilike (20 kV u Sloveniji za napajanje manjih naselja), a naponi 3 i 6 kV za napajanje
specifičnih potrošača (veliki motori, rudničke jame i sl.).
Isti standard obuhvata i niskonaponske vodove i mreže do 1000 V.
