PRIMENA PROGRAMSKIH ALATA U
PROJEKTOVANJU ELEKTROENERGETSKIH SISTEMA I
INSTALACIJA ZA NAPAJANJE BAZNIH STANICA MOBILNIH I
BEŽI
Č
NIH SISTEMA U TELEKOMUNIKACIJAMA
Dr Zlatan Stojkovi
ć
, redovni profesor
Mr Zoran Stojanovi
ć
, asistent
Aleksandar Jovanovi
ć
, student
Elektrotehni
č
ki fakultet, Beograd
SADRŽAJ
Pouzdano i kvalitetno snabdevanje elektri
č
nom energijom predstavlja osnovni zahtev koji
pred elektroenergetski sistem (EES) postavljaju potroša
č
i elektri
č
ne energije. Ovaj zahtev
EES mora ispuniti na svim funkcionalnim nivoima proizvodnje, prenosa i distribucije
elektri
č
ne energije. Distributivne mreže, kao deo EES-a, predstavljaju vezu izme
đ
u
prenosnog sistema i potroša
č
a. Bazne stanice mobilnih i beži
č
nih sistema u
telekomunikacijama predstavljaju potroša
č
e elektri
č
ne energije koja se može obezbediti
iz neobnovljivih izvora energije (fosilna goriva, nuklearna energija) ili, danas posebno
aktuelnih, obnovljivih izvora energije (biomasa, hidroelektrane, energija Sunca, energija
vetra, geotermalna energija, itd.).
U zavisnosti od vrste telekomunikacione (TK) opreme i njenog nazivnog napona
napajanja, bira se i odgovaraju
ć
i sistem za napajanje i rezervno napajanje, što predstavlja
sastavni deo izrade investiciono-tehni
č
ke dokumentacije. Za objekte koji sadrže TK
opremu neophodno je projektovati odgovaraju
ć
u gromobransku zaštitu. U ovom
preglednom radu izloženi su primeri primene sopstveno razvijenih programskih alata u
projektovanju elektroenergetskih sistema i instalacija za napajanje baznih stanica
mobilnih i beži
č
nih sistema u telekomunikacijama. Prvi programski alat odnosi se na
projektovanje gromobranske zaštite objekata opšte i posebne namene primenom
programa AutoCAD i Visual Basic (VB). Mogu
ć
nosti primene ovog programskog alata u
projektovanju gromobranske zaštite prikazane su na primeru konkretnog objekta. U
nastavku su prikazani namena, opis i primeri primene programskog alata za projektovanje
uzemljiva
č
a u udarnom režimu. Formiran primenom savremenih programa Visual C++ i
MATLAB, ovaj korisni
č
ki orijentisan programski alat ima za cilj analizu udarnih
karakteristika uzemljiva
č
a na na
č
in pogodan u projektantskoj praksi. Tre
ć
i programski
alat koristi se za projektovanje sistema za napajanje TK opreme. Zasnovan je na primeni
baza podataka i programa Excel i VB i, kao takav, omogu
ć
ava automatizaciju tehni
č
kih
prora
č
una i odgovaraju
ć
eg izbora ure
đ
aja za napajanje i rezervno napajanje. Primena
ovog programskog alata ilustrovana je na primeru izbora stacionarnih olovnih
akumulatorskih baterija.
1
1. UVOD
Projektovanje elektroenergetskih sistema i instalacija za napajanje baznih stanica
mobilnih i beži
č
nih sistema u telekomunikacijama definisano je Uputstvom [1]. Ovim
Uputstvom odre
đ
eni su na
č
in i potreban obim izrade investiciono-tehni
č
ke
dokumentacije. Za objekte koji sadrže opremu baznih stanica mobilnih i beži
č
nih sistema
(TK oprema) neophodno je projektovati odgovaraju
ć
u gromobransku zaštitu. Pod
gromobranskom zaštitom podrazumeva se kompleks zaštitnih mera protiv direktnog
udara groma i njegovog sekundarnog dejstva, koje obezbe
đ
uje sigurnost ljudi i životinja,
opreme i materijala od eksplozije, požara i rušenja. U cilju zaštite objekata od
atmosferskog pražnjenja projektuje se i izvodi odgovaraju
ć
a instalacija. Ostvarivanje
navedene zaštite ima socijalni i ekonomski karakter. Prvi aspekt odnosi se na zaštitu ljudi
i životinja, i ona je uslovljena zakonskim propisima i normativima
[
2
]
. Drugi aspekt
podrazumeva zaštitu materijalnih dobara od štetnog dejstva atmosferskog pražnjenja.
Atmosferska pražnjenja na objektima bez odgovaraju
ć
e gromobranske zaštite
predstavljaju uzrok velikih šteta i gubitaka u privredi
[
3
]
.
U radu je prikazan deo mogu
ć
nosti sopstveno razvijenog programskog alata za
projektovanje gromobranske zaštite objekata opšte i posebne namene [4-7]. Dati su
algoritam za prora
č
un zaštitne zone prihvatnog sistema i odgovaraju
ć
i metodi. Na
primeru konkretnog objekta ilustrovan je postupak odre
đ
ivanja 3D prikaza zaštitne zone
ostvarene primenom štapne hvataljke. Postupak odre
đ
ivanja zaštitne zone automatizovan
je primenom naprednih tehnika programa AutoCAD
[
8, 9
]
i VB
[
10
]
,
č
ime je omogu
ć
eno
projektovanje optimalnog rešenja gromobranske zaštite objekata opšte i posebne namene.
Sistem uzemljenja predstavlja sastavni deo objekata koji sadrže TK opremu. Poznavanje
udarnih karakteristika uzemljiva
č
a je od velikog zna
č
aja u analizi ugroženosti objekata
od atmosferskih pražnjenja. Njihovo odre
đ
ivanje predstavlja složen problem zbog
velikog broja razli
č
itih uticajnih parametara. Najvažniji uticaj na ove karakteristike imaju
konstruktivni parametri uzemljiva
č
a, elektri
č
ne karakteristike tla, kao i oblik, amplituda i
mesto injektiranja strujnog talasa. Kao rezultat višegodišnjeg istraživanja formiran je
matemati
č
ki model kojim se može odrediti ponašanje uzemljiva
č
a u udarnom periodu, uz
obuhvatanje uticajnih parametara [2, 11-16]. Rezultati eksperimentalnih istraživanja
udarnih karakterisitika uzemljiva
č
a ukazuju na prihvatljivu ta
č
nost formiranog modela
[17, 18]. Na osnovu razvijenog matemati
č
kog modela nastao je programski alat za
prora
č
un udarnih karakteristika GIC (
G
rounding
I
mpulse
C
haracteristics). Formiran
primenom savremenih programa Visual C++ i MATLAB [19], ovaj korisni
č
ki orijentisan
programski alat ima za cilj analizu udarnih karakteristika uzemljiva
č
a na na
č
in pogodan u
projektantskoj praksi. U radu su prikazani namena, opis i primeri primene navedenog
programskog alata.
U poslednjem delu rada prikazane su neke mogu
ć
nosti primene baza podataka u
projektovanju elemenata elektroenergetskih sistema i instalacija za napajanje baznih
stanica mobilnih i beži
č
nih sistema. Tehni
č
ki prora
č
uni i odgovaraju
ć
i izbor elemenata
potpuno su automatizovani primenom programa Excel i VB
[
20-24]. Primena baza
podataka ilustrovana je na primeru izbora stacionarnih olovnih akumulatorskih baterija.
2
postavljati oko i iznad objekta u sve mogu
ć
e položaje do tla, kako bi se pronašla dodirna
mesta i površine na kojima se moraju postaviti elementi prihvatnog sistema, jer se na tim
mestima može dogoditi udar. Na zadebljanim linijama prema Slici 1.b) potrebno je
postaviti prihvatni sistem.
a)
b)
Slika 1. a) Skica zaštitne zone odre
đ
ene metodom zaštitnog ugla i metodom fiktivne
(kotrljaju
ć
e) sfere; b) Odre
đ
ivanje zaštitne zone razli
č
itih objekata primenom metoda
fiktivne sfere
Algoritam za prora
č
un zaštitne zone sastoji se od slede
ć
ih koraka:
–
pokre
ć
e se program AutoCAD da bi se nacrtao objekat u 2D ili 3D prikazu,
–
za nacrtan objekat mogu
ć
e je izabrati tip štapne hvataljke i zadati njegove dimenzije,
–
u zavisnosti od nivoa zaštite usvaja se vrednost udarne struje,
–
za tako definisanu udarnu struju primenom izraza (1) prora
č
unava se udarno rastojanje,
–
na osnovu udarnog rastojanja odre
đ
uje se zaštitna zona koja predstavlja kupu sa
spoljnom stranom u vidu izlomljene linije,
–
postupak se ponavlja za slede
ć
u štapnu hvataljku,
č
iji se položaj može proizvoljno
definisati u odnosu na objekat.
Crtanje objekata ostvaruje se programom AutoCAD, dok se prora
č
un zaštitne zone vrši
primenom programa VB.
Za objekat dimenzija 8x9x19 m i štapnu hvataljku visine 4 m koja je postavljena u ugao
krova razmatranog objekta odre
đ
ena je zaštitna zona u vidu ži
č
anog modela (Slika 2.a).
Primenom efikasne tehnike rasterizacije u AutoCAD-u [7-9] mogu
ć
e je formirati
odgovaraju
ć
i 3D prikaz zaštitne zone u vidu punog tela (Slika 2.b).
4
Slika 2. 3D prikaz zaštitne zone ostvarene primenom jedne štapne hvataljke visine 4 m,
postavljene u ugao krova objekta dimenzija 8
×
9
×
19 m: a) Ži
č
ani model; b) Puno telo
Na osnovu 3D prikaza zaštitne zone datih na Slikama 2.a) i 2.b) jasno se mogu uvideti
prednosti vizuelizacije postupka projektovanja gromobranske zaštite primenom
odgovaraju
ć
ih tehnika u AutoCAD-u.
2.2
Programski alat za prora
č
un udarnih karakteristika uzemljiva
č
a
Poznavanje udarnih karakteristika uzemljiva
č
a od velikog je zna
č
aja u analizi ugroženosti
objekata od atmosferskih pražnjenja. Njihovo odre
đ
ivanje predstavlja složen problem
zbog velikog broja razli
č
itih uticajnih parametara. Najvažniji uticaj na ove karakteristike
5
