atmosferski prenaponi potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......odvodnici prenapona na...

20
Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida isporuke električne energije iz OIE u prijenosnu mrežu Filip Mlinarić Mentori: Ivo Uglešić, Božidar Filipović-Grčić Fakultet elektrotehnike i računarstva Zavod za visoki napon i energetiku

Upload: others

Post on 20-Jul-2020

12 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Atmosferski prenaponiPotencijalni uzročnik kvarova i prekida isporuke

električne energije iz OIE u prijenosnu mrežu

Filip Mlinarić

Mentori: Ivo Uglešić, Božidar Filipović-Grčić

Fakultet elektrotehnike i računarstva

Zavod za visoki napon i energetiku

Page 2: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Sadržaj

Uvod - OIE u Hrvatskoj; Atmosferska pražnjenja

Utjecaj atmosferskih prenapona na prijenosnu mrežu

Zaštita od prenapona

Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP)

Programski alat EMTP-RV

Prikaz modela i simulacija

Komentar rezultata

Page 3: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Uvod – OIE u Hrvatskoj

U Hrvatskoj su zastupljene:

• Vjetroelektrane – 576 MW instalirane snage u RH (od ukupno ~ 5403 MW instalirane snage u svim elektranama)

• Do 2028. plan priključiti ukupno 2193 MW vjetroelektrana

• Solarne elektrane – postaju sve popularnije nakon popunjenja prostornog kapaciteta predviđenog za VE

Page 4: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Uvod – Integracije VE u EES

VE snaga manjih od 10 MW distribucijska mreža 10 kV, 20 kV i 35 kV

VE snaga većih od 10 MW prijenosna mreža 110 kV, 220 kV i 400 kV

Problemi za EES:• VE imaju prioritet nad ostalim elektranama• Problem regulacije tokova snaga i priključenja na

prijenosnu mrežu• Ispadi priključnih prijenosnih vodova ili kvarovi unutar

vjetroelektrane• Raspoloživost VE i sigurnost opskrbe• Opasnost od kvarova nastalih atmosferskim pražnjenjima

(direktna/indirektna)• Varijabilnost rada VE (pojava vjetra) – predviđanje brzine

vjetra koliko energije može dati tijekom dana?

Page 5: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Uvod – atmosferska pražnjenja

Nastanak atmosferskog pražnjenja

Page 6: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Uvod – atmosferska pražnjenja

Vrste udara: silazni (OZ), uzlazni (ZO) te između oblaka (OO)

Pozitivni i negativni Najčešći udar: Negativni silazni udar

Silazni udar Udar između oblaka

Page 7: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Uzlazni udar

Page 8: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Utjecaj atmosferskih pražnjenja na prijenosnu mrežu

Udar u zaštitnu užad ili fazni vodič Nastanak prenaponskog putnog

vala koji se širi u oba smjera naprezanja izolacije

Inducirani prenaponi: udar u blizini dalekovoda ili postrojenja

U slučaju VE najgori direktni udar (pucanje lopatica VE i požar)

Page 9: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Zaštita od prenapona

ZnO odvodnik prenapona

Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu

Page 10: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP)

Senzorska mreža LINET

Page 11: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP)

DAQ kartica za

prikupljanje podataka

i prilagođavanje

signala (pojačavanje,

filtriranje i AD

pretvorba signala,

obrada podataka)

Program za obradu podataka/

komunikaciju

GPS antena

Antene za

mjerenje polja

GPS kartica za mjerenje

vremena

Internetska veza

sa središnjim

sustavom LINET

Računalo

Lo

gin

Ob

rađ

en

i po

da

ci

Korisnici

` `

Nowcast

(LINET) server

Neobrađeni

podaci

Senzorska

stanica

Page 12: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP)

Page 13: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP)

Page 14: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Modeliranje problema – EMTP-RV

Modeliranje elemenata 110 kV mreže• Potrebno poznavati tehničke karakteristike dalekovodnih stupova, dalekovodne užadi,

transformatora, mjerne opreme (SMT, NMT), …

Dva slučaja analize:• Postrojenje štićeno odvodnicima prenapona na ulazu u postrojenje i ispred energetskog

transformatora

• Postrojenje nije štićeno od prenapona

Page 15: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Modeliranje problema – EMTP-RV

Model dolaznog dalekovoda

Page 16: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Modeliranje problema – EMTP-RV

Model dolaznog spojnog polja

Page 17: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Rezultati simulacije – preskoci na pogođenom stupu

Page 18: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Rezultati simulacije – prenaponi preneseni u nezaštićeno postrojenje

Page 19: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Rezultati simulacije – prenaponi preneseni u zaštićeno postrojenje

Page 20: Atmosferski prenaponi Potencijalni uzročnik kvarova i prekida ......Odvodnici prenapona na dalekovodnom stupu Sustav za lociranje atmosferskih pražnjenja (SLAP) Senzorska mreža

Hvala na pažnji!

Filip Mlinarić

Diplomski studij

Elektroenergetika (EIT)

Zavod za visoki napon i energetiku, FER, Zagreb

[email protected]