Ekonomija - Ekologija 1-2 2009

Transcription

List Saveza energeti~ara
Broj 1-2 / Godina XI / Mart 2009.
UDC 620.9
ISSN br. 0354-8651
ekonomija ekologija
NF]VOBSPEOP!TBWFUPWBOKF
V!PSHBOJ[BDJKJ
TBWF[B!FOFSHFUJ_BSB
qpe!qplspwjufmktuwpn
Njojtubstuwb!svebstuwb!j!fofshfujlfNjojtubstuwb!obvlf!j!ufiopmp|lph!sb{wpkb
Njojtubstuwb!ajwpuof!tsfejof!
j!qsptupsoph!qmbojsbokb
Njojtubstuwb!flpopnjkf!j!sfhjpobmoph!
sb{wpkbQLT-!KQ!FQT-!OJT!b/e/!Opwj!Tbe-!
KQ!FNT-!KQ!Tscjkbhbt
[CPSOJL!SBEPWB
[mbujcps!!35/14/!.!38/14/311:
ekologija
ekonomija
energija
Energija/Ekonomija/Ekologija
IZDAVA^KI SAVET
Broj 1-2, mart 2009.
Dr Petar [kundri}, ministar
rudarstva i energetike
Mr Boìdar \eli}, ministar za
nauku i tehnolo{ki razvoj
Mr Mla|an Dinki}, ministar
ekonomije i regionalnog
razvoja
Dr Oliver Duli}, ministar ìvotne
sredine i prostornog planiranja
Dr Kiril Krav~enko, gen.direktor NIS ad
Milo{ Bugarin, predsednik PKS
Dragomir Markovi}, gen.dir.
JP EPS-a
Dr Dimitrij Mali{ev, predsednik
UO NIS a.d.
Petar Kneèvi}, predsednik UO
EPS-a
Du{an Mraki}, dràvni sekretar
Prof.dr Ivica Radovi}, dràvni
sekretar
Dr Slobodan Ili}, dràvni
sekretar
Neboj{a ]iri}, dràvni sekretar
Ljubo Ma}i}, direktor Agencije
za energetiku Srbije
Dr Milo{ Milankovi}, gen.dir.
JP Elektromreà Srbije
Du{an Bajatovi}, gen.dir.
JP Srbijagas
Sr|an Mihajlovi}, gen.dir.
JP Transnafta
Mr Zlatko Dragosavljevi}, gen.
dir. JP PEU
Ranko Vojinovi}, izvr{ni dir.
EP CG
Branislava Mileti}, gen.dir.
EP Republike Srpske
Drago Davidovi}, predsednik
SE Republike Srpske
Dr Tomislav Simovi}, gen.dir.
Montinvest ad
Dr Vladan Pirivatri}, gen.dir.
Energoprojekt Holding
Dragan Tomi}, zam.gen.dir.
JP EPS-a
Zoran Predi}, gen.dir.
JKP Beogradske elektrane
Dr Bratislav êperkovi},
predsednik UO JP Transnafta
Stevan Mili}evi}, direktor
PD EDB, doo
Dragan Popovi}, direktor
PD TENT, d.o.o.
Goran Kneèvi}, direktor
PD HE \erdap, doo
Sava \uri}, iz.direktor
NIS Naftagas
Olivera Basta, iz.direktor
NIS Petrol
Vladimir Te{i}, iz.direktor
NIS TNG
Desimir Bogi}evi}, direktor
PD Elektrosrbija, d.o.o.
Vladan Jovi~i}, direktor
PD RB Kolubara, d.o.o.
@eljko Baji}, direktor
PD Elektrovojvodina, doo
Zoran Obradovi}, direktor
PD Panonske TE-TO
Janko ôbrda, direktor
Novosadske toplane
Aleksandar Janji}, direktor
PD Jugoistok, d.o.o.
Ivan Sav~i}, direktor
PD Centar, doo
Ra{a Babi}, direktor
Termoelektro, ad
Milorad Markovi}, predsednik
HK Minel
Marko Pejovi}, potpredsednik
SE
Osniva~ i izdava~
Savez energeti~ara
Predsednik SE
Prof. dr Nikola Rajakovi}
Sekretar SE
Nada Negovanovi}
Glavni i odgovorni urednik
Prof. dr Nenad \aji}
Adresa Redakcije
Savez energeti~ara
11000 Beograd
Knez Mihailova 33
tel. 011/2183-315
faks 011/2639-368
E-mail:[email protected]
www.savezenergeticara.org.rs
Kompjuterski prelom EKOMARK
Dragoslav Je{i}
[tampa
„Akademska
izdanja“,Beograd
Godi{nja pretplata
- 8.000,00 dinara
- za inostranstvo 16.000,00
dinara
Teku}i ra~un SE
broj 355-1006850-61
Radovi su {tampani u izvornom
obliku uz neophodnu tehni~ku
obradu.
Nijedan deo ove publikacije
ne moè biti reprodukovan,
presnimavan ili preno{en bez
prethodne saglasnosti Izdava~a.
Dr Dragan Kova~evi}, gen.dir.
EI „Nikola Tesla“
Dr Vladan Batanovi}, gen.dir.
Institut „Mihajlo Pupin“
Dr Zlatko Rako~evi}, gen.dir.
Instituta Vin~a
Prof.dr Miodrag Popovi},
dekan Elektrotehni~kog
fakulteta Beograd
Prof.dr Nenad Gvozdenac,
Tehni~ki fakultet Novi Sad
Prof.dr Milun Babi}, Ma{inski
fakultet u Kragujevcu
Dr Svetislav Bulatovi},
EFT Group
Slobodan Babi},
Rudnap Group
Tomislav Papi}, zam. pok. sek.
Dr Vladimir @ivanovi}, SE
Dragojlo Baàlac, SE
REDAKCIONI ODBOR
Dr Aca Markovi}, zam.dir.
Agencija za energetiku Srbije
Slobodan Petrovi}, sekretar
Odbora za energetiku PKS
Dr Ozren Oci}, Nis Petrol RNP
Prof.dr Petar \uki}, TMF
Dragan Nedeljkovi}, novinar
Dr Vojislav Vuleti}, gen.sek.
Udruènje za gas
Radi{a Kosti}, direktor
Elektroistok izgradnja
Dr Danilo [ukovi}, direktor
Instituta za dru{tvene nauke
Savo Mitrovi}, direktor
Sever Subotica
Dr Branislava Lepoti}, dir.
JP Transnafta
Mom~ilo Cebalovi}, dir.za
odnose s javno{}u EPS
Dr Du{an Nestorovi},
NIS RNP
Dr Predrag Stefanovi},
Institut Vin~a
Ivica Ristovi}, JP PEU
Dr Du{an Unkovi}, NIS a.d.
Jelica Putnikovi}, novinar
Miroslav Sofroni},
PD TENT d.d.
Mile Danilovi}, dir.
Termoelektro Enel
Prof.dr Vojin ôkorilo, RGF
Krstaji} Sekula, novinar
Roman Muli}, SE
Dobrica Filipovi},
NIS Naftagas
Rade Borojevi},
Privredna komora Beograda
Nikola Petrovi}, dir.
ENERGETIKA d.o.o.
Tomislav Mi}ovi}, dir.za
odnose s javno{}u NIS
ekologija
ekonomija
energija
ENERGETIKA 2009
ORGANIZACIONI ODBOR
Predsednik: Milun Babi}
Sekretar:
Nada Negovanovi}
^lanovi:
Milo{ Nedeljkovi}, Ivica Radovi}, Neboj{a ]iri},
Radoslav Strikovi}, Ljubo Ma}i}, Milo{ Bugarin,
Milan Jankovi}, Dragomir Markovi}, Du{an Bajatovi},
Bratislav êperkovi}, Vladan Pirivatri}, Milo{ Milankovi},
Sava \uri}, Olivera Basta, Miroslav Babi}, Zoran Predi},
Dragan Kova~evi},Vladan Batanovi}, Zlatko Rako~evi},
Vladimir Te{i}, Svetislav Bulatovi}, Nenad Popovi},
Slobodan Babi}, Tomislav Simovi}, Marko Pejovi},
Radi{a Kosti}, Milorad Markovi}, Nikola Petrovi},
Milan Radunovi}, Aca ]esarevi}
ekologija
ekonomija
energija
Sadràj
[007] Vladimir @ivanovi}, Dejan Mandi}, Miodrag Mesarovi}
Energetika Srbije u dugoro~nom periodu
[014] Miodrag Arsi}, Aleksandar Veljovi}, @ivko [arko}evi}, Marko Rakin,
Zoran Radakovi}
Implementation of European Directives on Energy
[019] Milun Babi}, Dobrica Milovanovi}, Neboj{a Jovi~i},
Du{an Gordi}, Vanja [u{ter{i}, Milan Despotovi},
Dubravka Jeli}, Davor Kon~alovi}
Novi koncepti i iskustva u {kolovanju inènjera energeti~ara
[027] Dejan Mandi}, Miodrag Mesarovi}
Sigurnosni aspekti snabdevanja energijom u normalnim i kriznim
situacijama
[033] Miodrag Mesarovi}, Milan ]alovi}
Prepreke razvoju kogeneracije u Srbiji i njihove posledice
[039] Z. Veli~kovi}, N. Ivankovi}
Ekonomski instrumenti u za{titi ìvotne sredine
[045] Polka Todovi}
Zna~aj i cilj Nacionalne strategije razvoja energetskog sektora Srbije
[049] Dragoljub Sekulovi}
Urbana arhitektura u funkciji oblikovanja kvalitetnije ìvotne sredine
[053] Miodrag Regodi}
Primena daljinske detekcije pri istraìvanjima energetskih sirovina
[059] D. Danilovi}, V. Karovi}-Mari~i}, N. \aji}, D. Ivezi},
B. Medi}, S. Nedeljkovi}, R. Popovi}, V. Mirkov
Planirane i ostvarene aktivnosti Programa ostvarivanja Strategije razvoja energetike Republike Srbije do 2012. godine u naftnom sektoru
[068] Milan Lon~arevi}
Kako pasivnu aktivu, neotkrivene rezerve nafte i gasa
Republike Srbije, pretvoriti u aktivnu vrednost
[073] Borimir Medi}, Dragan Jovi~i}, Ivan Ba{i}
Podzemna erupcija ugljendioksida na gasnom polju Be~ej
[078] Aleksandar Stevanovi}, Rajko Simin
Perspektiva razvoja mreà stanica za komprimovani prirodni
gas u Srbiji
[083] Zoran M. Popovi}
Transport sirove nafte i njenih derivata u Srbiji: sada{njost i budu}
nost
ekologija
ekonomija
energija
[090] Tomislav Simovi}, Ranko Rakanovi}
Transportni sistem Srbije i prevoz energenata
[095] Tomislav Simovi}, Ranko Rakanovi}
Prilog prognozi veka eksploatacije rezervoara
[098] Dejan Ivezi}, Nenad \aji}, Toma Tanaskovi}, Marija @ivkovi}, Milo{
Tanasijevi}, Du{an Danilovi}, Vesna Karovi} Mari~i}, Mirko Todorovi},
Dragan Zlatanovi}, Sa{a Galik
Razvoj gasne infrastrukture u Isto~noj Srbiji
[104] Rade Guberini}, Miodrag Deni}, Du{ko \ukanovi}
Perspektive eksploatacije metana kao energenta iz leì{ta
uglja jame RMU “Soko”
[106] Branko Lekovi}, Vesna Karovi} Mari~i}, Du{an Danilovi}
Mogu}nosti transporta prirodnog gasa
[110] Thomas Franta, Milo{ @ivanov, Mio{ Slankamenac
Hidrauli~na impulsna metoda za oporavak bu{otina za vodu
[114] Brki} Miodrag, Laslo Na|, Viktor Dogan, Milo{ @ivanov
Jedno re{enje za realizaciju prenosa informacija u sistemima za
geofizi~ki karota`
[119] Vujadin Aleksi}, Miodrag Arsi}
Uzroci i posledice korozionih o{te}enje za{titnih ~eli~nih cevi
u naftnoj industriji
[126] P. Stefanov, D. Balkoski
Izmena i dopuna programa ostvarivanja strategije - Modul: Prenos
elektri~ne energije
[133] Nikola Rajakovi}, Du{an Nikoli}, Vladimir M. [iljkut
Uvo|enje sistema za daljinsko upravljanje i o~itavanje brojila u
elektrodistributivnim preduze}ima
[138] Milenko Jevti}, Du{ko Sunari}, Nedeljko Stojni}
Nova elektrohidrauli~ka tehnologija
[142] Milenko Jevti}, Du{ko Sunari}, Nedeljko Stojni}, Z. Nikoli}, S. Joki}
Program modernizacije i osposobljavanja HE “Peru}ica” za
ostvarenje projektovane snage i proizvodnje elektri~ne energije
i uklju~enje u tehni~ki sistem upravljanja elektroenergetskim
sistemom Crne Gore
[148] Ku~era, S., Ku~era, M., Gutten, M., [ebök, M.
Efect of Asymmetry on Reliability of a Distribution Transformer in
STAR-DELTA Configuration
[151] Andreja Todorovi}, Miroljub Jevti}, Dardan Klimenta, Jordan Radosavljevi}
Odre|ivanje grupe sprezanja energetskih transformatora pomo}u
trenutnih vrednosti napona
[157] êdomir Zeljkovi}, Sini{a Zubi}, Nikola Rajakovi}
Primjena algoritma za minimizaciju tro{kova na ekonomsku procjenu
isplativosti uvo|enja distribuirane proizvodnje
[163] Lazar Petrovi}
Parazitna elektromagnetna zra~enja u informaciono komunikacionim sistemima
[168] Miroslav Elezovi}, Lazar Petrovi}, Radi{a Stefanovi}, Nikola Leki}
Za{tita elektronske opreme od naponskih udara u mreì za napajanje
[174] Goran \uki}
Ispitivanje i re{avanje problema vi{ih harmonika u niskonaponskoj
mreì - deo 1 (Tehnika faznog pomeranja i eliminatori struje
neutralnog provodnika)
[191] Goran \uki}
Ispitivanje i re{avanje problema vi{ih harmonika u niskonaponskoj
mreì - deo 2 ( Harmony ure|aji, 5-7 i 11-13 eliminatori, drive ure|aji,
lineator)
[207] Goran \uki}
Vi{i harmonici-uzroci, posledice, standardi koji ih defini{u i na~ini
eliminisanja
[220] Goran \uki}
Jedna varijanta algoritma za digitalnu usmerenu za{titu - deo 1
- algoritam usmerenog releja
[233] Goran \uki}
Jedna varijanta algoritma za digitalnu usmerenu za{titu - deo 2
- simulacija rada usmerenog releja
ekologija
ekonomija
energija
[242] Ivan Jankovi}, Mijat Milo{evi}
Trgovina elektri~nom energijom u JP Elektroprivreda Srbije
[247] N. [ijakovi}, I. [kokljev, I. Trkulja
Pore|enje razli~itih metoda za prora~un i dodelu prekograni~nih
prenosnih kapaciteta kori{}enih u Evropi u okviru procedure
upravljanja zagu{enjima
[251] Ivana ôj~i}, Tomislav Milanov, Du{an Vukoti},
Neke specifi~nosti u napajanju elektri~nom energijom objekata op{te
kulture na konzumu EDB
[253] Tomislav Milanov, Ivana ôj~i}
Neke specifi~nosti u napajanju elektri~nom energijom objekata
metalske, hemijske i gra|evinske industrije na konzumu EDB
[258] Tomislav Milanov, Ivana ôj~i}
poljoprivrede i prehrambene industrije na konzumu EDB
[263] Ivana ôj~i}, Tomislav Milanov, Mr. Du{an Vukoti}
trgovine na konzumu EDB
[266] Radi{a Radisavljevi}, Aleksandar Stankovi}, Tomislav Milanov
Neke specifi~nosti u napajanju elektri~nom energijom objekata javne
rasvete na konzumu EDB
[271] R.Milankov
Reklamacije kupaca na kvalitet elektri~ne energije i merenja
[277] Slobodan Damnjanovi}
Analiza specifi~nih kvarova u srednjenaponskoj i niskonaponskoj
mreì
[280] Tomislav Milanov, dipl. el. ing.
Komentar strukture potro{nje elektri~ne energije na konzumu PD
„Elektrodistribucija Beograd“
[288] Andrija Todorovi}, Miroljub Jevti}, Jordan Radosavljevi}, Dardan Klimenta
Metodologija merenja stepena iskori{}enja asinhronih generatora i
motora
[293] Zoran Nikoli}, Du{an Nikoli}
Mogu}nost napajanja izolovanih potro{a~a u Srbiji sa fotonaponskim
panelima
[296] A. Mitrovi}, P. Nik{i}
Kreiranje elektroinstalacionih {ema primenom AutoCAD-a
[299] Nenad Stevanovi}, Daliborka Ili}, Aleksandar Dimitrijevi}
Harmonijski sastav struje neutralnog voda u niskonaponskoj napojnoj mreì Direkcije „Kolubara Povr{inskih kopova“
[] Aleksandar Rosi}, Dejan Kovini}
Prototip suvog energetskog transformatora sa namotajima vi{eg napona
zalivenim epoksi smolom pod vakuumom
[087] Todorov Lj. Dragan
Energizeri sporta kao moduli medijatizacije snage nacije
energija
Prof. dr Vladimir @ivanovi}, Dejan Mandi}, dr Miodrag
Mesarovi}
Srpski nacionalni komitet Svetskog saveta za energiju (WEC), Beograd
UDC: 620.9.001.6 (497.11+100)
Energetika Srbije u
dugoročnom periodu
1. Energetika u
svetu
1.1. Milenijumski ciljevi
Razradom milenijumskih ciljeva UN
(The UN Millennium goals) Svetski
savet za energiju (WEC) je u svojoj
milenijumskoj izjavi (The Millennium
Statement) postavio tri cilja održivosti
razvoja energetike. Skovana kao tri
A to su dostupnost (Accessibility)
savremenoj, prihvatljivoj energiji
za sve, raspoloživost (Availability)
u smislu kontinuiteta snabdevanja
i kvaliteta i pouzdanosti usluga, te
prihvatljivost (Acceptability) u smislu
socijalnih ciljeva i ciljeva u vezi sa
zaštitom životne sredine. Otada su
ovi ciljevi osnova rada WEC i oni
su obeležili i analize u Scenarijima
energetske politike do 2050. godine
(Energy Policy Scenarios to 2050) [1].
Dostupnost (Accessibility)
energije znači da je minimalni nivo
komercijalnih usluga (u obliku
električne energije, stacionarnih
upotreba i transporta) raspoloživ sa
cenama koje su i prihvatljive (dovoljno
niske da zadovolje potrebe siromašnih)
i održive (cene koje odražavaju pune
marginalne troškove proizvodnje,
prenosa i distribucije da bi podržale
finansijsku sposobnost snabdevača da
održe i razvijaju ove energetske usluge).
Snabdevanje dve milijarde ljudi koji
su danas bez pouzdane komercijalne
energije jedan je od milenijumskih
ciljeva koji treba ostvariti.
Raspoloživost (Availability) energije
se odnosi na dugoročno snabdevanje
bez prekida kao i kratkoročni
kvalitet usluga. Nedostaci energije
mogu ugroziti privredni i društveni
razvoj, tako da je neophodan dobro
diversifikovan program domaćih ili
uvoznih (putem ugovora) energetskih
Rezime
Mnoge promene u svetu od interesa za razvoj energetike su se dogodile na prelazu u
novi vek, tako da ih treba uzeti u obzir pri dugoročnom planiranju energetike (nove
pretpostavke o stanovništvu, cenama nafte i gasa, klimatskim promenama, te o razvoju
tehnologije). Postalo je očigledno da su stvarni problemi današnjice pojave masovne
energetske potrošnje, izmenjena geopolitička konstelacija, tržišna moć sve manjeg broja
velikih snabdevača nafte i prirodnog gasa, pomeranje cena energije naviše svuda u svetu,
uloga vladine politike i regulative u određivanju energetske strukture i vrednosti gasova sa
efektom staklene bašte, kao i regionalizacija tržišta energije koja zahteva harmonizirane
standarde i regulativu. Ključni izazov sa kojim će se u najvećoj meri suočiti vlade,
privreda i društvo izražen je u razradi milenijumskih ciljeva UN u oblasti dugoročnog
razvoja energetike do 2050. godine.
Navedene okolnosti u vezi sa milenijumskim ciljevima razvoja energetike u svetu i posebno
u Evropi nisu imale adekvatnog odjeka u Srbiji. Visoka energetska zavisnost, velika
osetljivost na kratkotrajne i pogotovo na produžene prekide u kontinuitetu snabdevanja
pojedinim energentima iziskuju da se naša stručna javnost vrlo ozbiljno pozabavi
sigurnošću snabdevanja privrede i stanovništva u realnim uslovima u kratkoročnom,
srednjoročnom i dugoročnom periodu. U tom smislu ovaj referat treba shvatiti kao
nastojanje i doprinos za stručnu debatu, predloge i sugestije kako usmeravati energetku
Srbije u dugoročnom periodu, uvažavajući izmenjene okolnosti i nove svetska stremljenja,
zbog čega je u referatu značajna pažnja poklonjena prikazu strateških opredeljenja i mera
za ostvarenje milenijumskih ciljeva za održivi razvoj energetike u svetu do 2050. godine.
Long-Term Issues of Serbian Energy Sector
Мany changes of interest for energy development have taken place at the beginning of
the new century, that have to be taken into account with long-term energy planning (new
assumptions on population growth, oil and gas prices, climate change, as well as on the
new technologies development). It became obvious that the real problems of the present
world are an increase in energy consumption, modified geopolitical contellaton, market
power of an ever smaller number of large suppliers if oil and natural gas, a worldwide
upwards shift of energy prices, the role of governmental policy and legistation in
establishing energy structure and values of greenhouse gasses, as well as a regionalisation
of energy market, that requires harmonised standards and legislative. The key challenge
that the governments, economy and society will mostly face with is the implementation of
the UN Millenium goals in the long-term energy development by the year 2050.
The circumstances related to the Millenium goals in energy development in the world and
in Europe in particular did not have an adequate echo in Serbia. High energy dependence
and large vulnerability to the short and particularly to the longer interruptions in
continuity of the supply with certain energy cariers require from our professional
community to pay a serious attention to the security of energy supply to the economy and
population in real conditions in the short, medium and long terms. With that in mind, the
present report should be considered as an endeavour to contribute to the professional
debate, proposals and suggestions on how to direct energy sector in Serbia in the long
term, taking care of the changed circumstances and of the new strivings of the world.
Considerable attention in the report is paid to present strategic decisions and measures to
implement Millenium goals for sustainable development of energy in the world by the year
2050.
Key words: Millenium goals, energy policy, sustainable development
[007]
energija
usluga. Ključ je držati sve energetske
opcije otvorenim.
Prihvatljivost (Acceptability) energije
se odnosi na javno mnenje i probleme
zaštite okoline, pokrivajući nekoliko
pitanja: uništavanje šuma, degradacija
zemljišta ili povećanje kiselosti na
regionalnom nivou; unutrašnje ili
lokalno zagađenje takvo koje potiče
od sagorevanja tradicionalnih goriva
(biomase), ili zbog niskog kvaliteta
briketa uglja ili proizvodnje drvenog
uglja; emisije gasova staklene bašte
i klimatske promene na globalnom
planu; nuklearna sigurnost, upravljanje
otpadom i proliferacija; mogući
negativni uticaji velikih brana ili
modernih razvojnih projekata biomase
velikih razmera. Odgovor na ove
izazove su čiste tehnologije i njihov
transfer u zemlje u razvoju.
1.2. Strate{ka opredeljenja i mere
za ostvarenje milenijumskih
ciljeva
Danas ukupna potrošnja primarne
energije u svetu iznosi oko 12000 Mten,
ali gotovo dve milijarde ljudi nema
pristup komercijalnim oblicima energije,
a još milijardu samo periodično
ima nepouzdan pristup. Ako gotovo
polovina svetske populacije nastavi da
živi u takvim okolnostima, svet kao
celina će se suočiti sa opštom pretnjom
stabilnosti i kvaliteta života. Do 2035.
broj ljudi bez pristupa savremenim
energetskim uslugama bi mogao da
bude prepolovljen sa dve na jednu
milijardu uz minimalni nivo potrošnje
za sva domaćinstva u svetu (kao
ekvivalent u električnoj energiji) od
500 kWh po stanovniku godišnje, dok
bi do 2050. ovaj broj stanovnika mogao
da bude opet prepolovljen, na 500
miliona. Da se ovo dostigne potrebno
je ostvariti nivo međunarodne saradnje
bez presedana, kao i angažovanost
vlada i energetske privrede, te uvođenje
nove paradigme za transfer tehnologije
od razvijenih zemalja ka siromašnim
zemljama, uključujući i investiranje
kapitala.
U prethodnim godinama dešavali su se
značajni poremećaji u dobavi energije
iz područja u kojim je raspoloživa
do područja kojim je bila potrebna i
njenoj konverziji u održivu stacionarnu,
električnu energiju i energiju za potrebe
transportnih usluga. Najveći broj
poremećaja se odnosio na neadekvatnost
fizičke infrastrukture (pomorski i rečni
transport, cevovodi, prenos električne
energije itd.), što je bila posledica
nedovoljnih investicija (Severna
Amerika, Zapadna Evropa, Latinska
Amerika), mada su se neki dogodili iz
komercijalnih, regulatornih, političkih
razloga, odnosno zbog nedostataka
tržišta (Kalifornija, Ukrajina,
Belorusija). Sve analize ukazuju na
udvostručenje potrošnje ukupne energije
u periodu do 2050. godine, a osnovno
pitanje je koji resursi su raspoloživi i
kako ih koristiti. Potrebe energetskog
sektora u investicijama su ogromne:
prema procenama IEA samo do 2030.
godine trebalo bi da iznose 20000
milijardi $. Jasno je da će značajne
investicije u uljne škriljce, kaptiranje
ugljenika i njegovo skladištenje,
biogoriva, nuklearnu energiju, kao i za
efikasniji transport, zavisiti od vladinih
odluka. Očekuje se više konkurencije
između proizvođača energije i krajnjih
korisnika nego između izvora energije.
Ukupni pritisak na energetski sistem
će uticati na promenljivost i likvidnost
tržišta. Cenovni šokovi za naftu i gas
će verovatno ubrzati prelaz od tih
energenata, sa posledičnim uticajima
(pozitivnim i negativnim) na ostvarenje
ciljeva o 3A.
Jedan od ključeva za adekvatnu
proizvodnju energije i investicije u
infrastrukturu je uspostavljanje pravila
za investicije u energetici, u prenosu i
trgovini. Osim Free Trade Agreement i
The Energy Charter Treaty u Severnoj
Americi, ne postoji globalni sporazum
o takvim pravilima. Nije jasno koji
bi oblik globalna tržišta energije
(trgovinski ugovori) mogla imati,
regionalni ili širom sveta. Štaviše
verovatno je da će oni podstaći političke
saveze budućnosti. Nikako nije jasno
da li će energetski „divovi“ koji se
pojavljuju kao proizvođači ili potrošači
energije (Kina, Indija, Brazil, Rusija,
Indija i Kina-BRIK) formirati saveze,
ili će se opredeliti za međusobnu
konkurenciju. Više javno-privatnih
partnerstava u razvoju energetike
sigurno će igrati važnu ulogu u budućim
povezivanjima. Svetska trgovinska
organizacija (WTO) trebalo bi da bude
pozvana da pripremi jedno poglavlje o
energetici koje bi pokrilo sve aspekte
razvoja energetike, uključujući i
vrednost SO2 emisija.
Do 2035. godini u Severnoj Americi,
Evropi i delu Azije biće ostvareni
dovoljni i pouzdani fizički i
komercijalni sistemi za snabdevanje
energijom. Nivoi obezbeđenosti i
fizičkog i komercijalnog sistema trebalo
bi da bude iznad 99% (manje od 2 sata
nedeljno bez snabdevanja). Pouzdanost
snabdevanja nekih komercijalnih
preduzeća sa visokom tehnologijom
morao bi da bude najmanje 99,999%
ili viša da bi oni bili konkurentni. Do
2050. ovaj uslov može da bude proširen
na najveći deo Azije, Afriku i Latinsku
Ameriku. Da se dostignu ovi zahtevi
potrebno je suštinsko angažovanje
energetske privrede na saradnji i
[008]
integraciji na globalnom planu.
Istovremeno, vlade igraju odlučujuću
ulogu da ostvare sigurnost da uslovi
za investiranje postoje i da finansijske
institucije mogu predvideti razuman
povraćaj uloženog kapitala.
Zabrinutost u vezi sa zaštitom okoline
predstavlja jedan od najvažnijih faktora
koji oblikuju budućnost energetike
širom sveta. Osnovni ciljevi (koji treba
da čine osnovu diskusija o post-Kyoto
sporazumu) su: znatno usporiti stopu
rasta emisija do 2020. zbog korišćenja
energije, uprkos značajnom porastu
opšte potrošnje energije. Ovo se može
uglavnom postići utvrđivanjem cene
CO2 globalno dovoljno visoko da
pokrene tržište i utiče na ponašanje ali
i dovoljno nisko da bude kompatibilna
sa snažnim privrednim rastom u svim
regionima sveta. Gradeći na ovim
osnovama, do 2035. godine treba
stabilizovati emisije CO2 i inicirati
proces apsolutnog smanjenja emisija
ugljenika razdvajanjem privrednog
rasta i emisija gasova staklene bašte.
U dekadama koje slede do 2050.
neprekidno smanjivati emisije CO2 bez
ugrožavanja univerzalne raspoloživosti
komercijalnih energetskih usluga. Sve
čistiji energetski izvori, tehnologije
sa nultom emisijom povezane sa
naprednim tehnologijama stokiranja
energije, sve robustniji portfolio
naprednih tehnologija za proizvodnju
i prenos električne energije mogu
da olakšaju dalje smanjenje emisija
CO2, vodeći ka svetu sa zaista niskim
njegovim nivoom.
Očigledno je da je novi nivo
promišljene energetske politike,
regulative u energetici, te investicija
u energetici neophodan danas i u
nekoliko narednih godina ukoliko
treba da se ostvari energetska održivost
u vremenskom periodu 2035.2050. godine. Stoga postoji snažna
potreba da se ostvare visok nivo
saradnje i povezivanja i u privatnom
i javnom sektoru, kao i održivi razvoj
snabdevanja energijom te da se spreče
antropogene klimatske promene. Ovi
nivoi saradnje su takođe bitni ukoliko
globalni energetski intenzitet (€/BDP)
treba da nastavi da se smanjuje, ali
će biti potrebno vreme (najmanje do
kraja posmatranog perioda) da se opšta
energetska potrošnja stabilizuje. Cilj
da se ima sve više energetskih resursa
i raspoloživih opcija za konverziju u
stvari je dostižan u kraćem periodu, a
rezultat je da će energetska struktura biti
sve više diversifikovana.
Što se tiče razlika između regiona,
Evropa, generalno, može da gleda sa
više optimizma nego drugi na svoju
sposobnost da smanji energetski
energija
intenzitet, ali ona brine i o sigurnosti
snabdevanja. Africi, veruje se, biće
potreban duži period nego drugim
regionima da smanji energetski
intenzitet (već najveći) i da proširi
strukturu energije, imajući u vidu
njenu poziciju da danas troši znatno
manje energije po stanovniku. I Azija i
Afrika vide nastavak korišćenja uglja
još duži niz godina. Afrika i Latinska
Amerika imaju ozbiljne dileme oko
prihvatljivosti s obzirom na sadašnji
nizak nivo. Severna Amerika vidi
prihvatljivost kao najvažnije pitanje sa
izuzetkom Meksika gde je prihvatljivost
još uvek glavni problem.
Neophodni su snažni i konzistentni
dugoročni signali o energetskim
ciljevima i politikama. Ovi signali bi
trebalo da budu postavljeni na dva
principa: da su sve energetske opcije
na stolu a da izbor zavisi od izvora
svake zemlje i regionalne integracije
tržišta, te da je moguće ostvariti
udvostručenje globalnog snabdevanja
energijom i neprekidan privredni razvoj
u harmoniji sa društvom sa niskim
nivoom ugljeničnih gasova. Potrebni su
jasni, pouzdani signali za finansijere da
osećaju sigurnost u investiranju održivih
energetskih projekata uz povraćaj
uloženog kapitala. Razvoj energetike,
koji je neophodan, neposredno zavisi
od obezbeđenih investicija i stabilnog
finansiranja. Vlade nisu težile da o
energetskim politikama tržištu šalju
snažne i konzistentne signale; kako je
energetika blisko povezana sa drugim
društvenim ciljevima, kao što su zaštita
okoline i životni standard, za koje su
signali slati, investitori su težili da
izbegnu dugoročne održive energetske
projekte u korist brzih rešenja.
Neophodni su regulatorni okviri
koji osiguravaju atraktivnost tržišta i
konkurentnost energetskoj privredi.
Energetska sigurnost zavisi od
sposobnosti da se energetski resursi
realizuju i koriste efikasno i uz
minimalnu štetu za okolinu. Da bi se
tržište energije razvijalo, potrebno je
da vlade ustanove pouzdana osnovna
pravila za kompeticiju, jer je haos štetan
za tržište i stanovništvo. Međutim,
suviše veliko uplitanje vlade ometa
sposobnost energetske privrede da
pruži efikasne usluge u skladu sa
zahtevanom potrošnjom. Četiri oblasti
za poboljšanje politike i regulatornih
signala su: pravila za trgovanje
energijom, uključujući zaštitu okoline;
obnovljeni napori da se u regionu
harmonizuje regulativa; primena pravila
konkurentnosti za energetske kompanije
koje treba da poboljšaju efikasnost i
upravljanje rizikom; i razumni troškovi
za istraživanja i razvoj i blagovremenu
zamenu stare sa čistom tehnologijom.
Javni i privatni sektori zajednički
identifikuju specifične istraživačke
i razvojne projekte i određuju okvire
finansiranja da bi ih ostvarili. Kako je
politika sve više i više pažnje poklanjala
kratkoročnim problemima koji su se
odnosili na energetiku, istraživanje
i razvoj u energetici za dugoročne
potrebe, koje su po pravilu vodile
vlade, pali su na najniži nivo još od
ranih 70-ih. Ako problemi energetske
održivosti (definisani kao tri A) treba da
budu ostvareni za globalnu populaciju,
tada su potrebni mnogo više i mnogo
bolje integrisani (vladini i iz energetske
privrede) fondovi za istraživanje, razvoj
i demonstracije održivih energetskih
tehnologija, i to sada.
Za rešavanje dugoročnog razvoja
energetike neophodne su smele i
nekonvencionalne mere. Očekuje se
da vlade sa energetskom industrijom
moraju da identifikuju probleme,
raspoložive tehnologije, potrebe za
istraživanja i razvoj, kao i pravce
napred, sa ciljem da se obezbedi
sigurnost čiste energije za transport i
njegovu konverziju i da se pozabave
sa teškim problemom emisija gasova
staklene bašte iz tog sektora. Nove
paradigme za transfer tehnologije se
moraju prihvatiti da uspeh može da
bude obostran (razvijene zemlje ka
onim u razvoju ili obrnuto) i da se
menjaju u toku vremena. Razvijanje
međnarodnog okvira da se osigura
postepeni transfer tehnologije kritičan
je za energetsku održivost. Energične i
koordinirane mere da se stanovništvo
obuči o energiji, od osnovnih principa
do kritičnih odluka koje se moraju
donositi. Bez uverenja javnosti i
razumevanja značaja energetike i pitanja
koja su s njom povezana, javnost ne
može da bude obaveštena o odlukama
o kursu koji društvo treba da sledi.
Ove političke akcije će dugo ići do
ostvarenja da održivi razvoj energetike,
sa svojim koristima za čovečanstvo,
može da ide napred bez štetnih efekata
koji su često povezani sa proizvodnjom
ili korišćenjem različitih energrtskih
resursa ili nosilaca energije. Ove
okolnosti se međusobno ne isključuju
i svaka može da sadrži karakteristike
drugih, ali one zaista definišu generalne
oblasti političkih akcija, te se mora
razmatrati uticaj koji će te političke
akcije imati na ostvarenje ciljeva 3A od
2005. do 2050. godine.
Uticaj postavljenih scenarija se
razlikuje od regiona do regiona i jasno
ilustruje zabludu o pristupu energetskoj
politici kroz «jedna veličina odgovara
svima». Svaki region se sukobljava
sa jedinstvenim skupom energetskih
[009]
problema. Dok postoje stvari koje
su zajedničke, mnogo je toga što je
jedinstveno za region(e). Važno je da se
prihvati da će energetska politika biti
različita od regiona do regiona, kao i
između nacija, posebno unutar nekih
od veoma kompleksnih regiona. Biće
takođe i unutar-regionalnih efekata kao
što su konflikti u vezi sa trasama, utičući
na cene energije u celom svetu.
1.3. Strate{ka opredeljenja i mere
u Evropskom regionu
Evropski region bez Rusije je već
danas visoko rangiran u odnosu na
ispunjenje milenijumskih ciljeva 3A.
Sa ukupnom potrošnjom primarne
energije u Evropi danas od oko 2100
Mten, gotovo sve zemlje na zapadnom
delu kontinenta su ostvarile 100%
dostupnosti energije potrošačima, dok
se nivo postepeno smanjuje ka istoku,
ali su i ovde ciljevi dostižni za nekoliko
narednih godina. Međutim, vreme
sigurne i jeftine energije za Evropu je
prošlo. Izazovi veće uvozne zavisnosti,
klimatskih promena i viših cena energije
su problemi sa kojim se suočavaju sve
evropske zemlje.
Uz postojeće trendove i politiku uvozna
zavisnost će se povećati od 50% ukupne
potrošnje energije na 65% u 2030.god.
(podatak se odnosi na zemlje Evropske
unije). Očekuje se da će uvoz gasa
do 2030.god. porasti sa 57% na 84%,
a nafte od 82% na 93%. Slične, iako
nešto blaže ocene, vrede manje-više i
za ostale evropske zemlje, izvan EU.
Raspoloživost energije bi, dakle, mogla
ozbiljno biti dovedena u pitanje, a
rizici od prekida u snabdevanja rastu.
Istovremeno, potrošnja električne
energije u EU raste po stopi od 1,5%
godišnje, a postojeća infrastruktura i
elektrane dostigle su kraj svog radnog
veka. Za zamenu zastarelih kapaciteta
i nove izvore zbog porasta potrošnje u
narednih 25 godina potrebno je oko 900
milijardi evra.
Kombinacija instrumenata zasnovanih
na tržištu, sa snažnom regulatornom
praksom u većini zemalja Evrope,
pokazuje da je cilj da se ostvari
prihvatljivost, visoko na listi prioriteta
u energetici evropskih zemalja. Pa ipak,
mnogi od elemenata koji bi imali znatan
uticaj na prihvatljivost još nisu na snazi,
pa se procenjuje da će, uz sadašnje
politike u energetici i saobraćaju, nivo
emisija gasova staklene bašte, biti
povećan do 2030.god za 5%. Sadašnja
energetska politika u Evropi nije
održiva.
Energetika zahteva dugoročni pristup.
Ciljevi koje treba ostvariti do 2020.
i dalje do 2050.god. traže aktivnu
energetsku politiku, sposobnu da
energija
odgovori na mogućnosti koje nude
nove tehnologije, a, s druge strane
upućuju na globalno partnerstvo da bi
se sprečile ozbiljne klimatske promene.
Zbog toga polazna tačka opšte evropske
energetske politike jeste borba protiv
klimatskih promena, ograničenja rizika
zbog uvoza nafte i gasa, razvoj internog
konkurentnog tržišta, uz stimulaciju
energetske efikasnosti i investicija. Ovo
znači promenu evropske energetike u
visoko energetski efikasnu energetsku
privredu sa niskim nivoom emisija
SO2 i, za određeni broj godina, znatno
povećanje lokalne proizvodnje sa
niskim emisijama štetnih gasova.
Evropska komisija je, u skladu sa
prethodnim ocenama, kroz “Zelenu
knjigu” (Green Paper) pripremila
strateške ciljeve u energetici sa
odgovarajućim Akcionim planom
sa nizom mera koje je, u okvirima
zajedničke politike, potrebno sprovesti
u određenim periodima vremena:
povećanje energetske efikasnosti,
povećanje udela obnovljivih izvora u
ukupnoj proizvodnji, dalja liberalizacija
tržišta, stvaranje minimalnih tehničkih
uslova za prekogranični promet,
podsticaj globalnih aktivnosti za
sprečavanje klimatskih promena,
podsticaj istraživanja da bi se ubrzao
razvoj konkurentnih tehnologija sa
niskim emisijama CO2, podsticaj
naporima za korišćenje distribuirane
obnovljive energije, kao i unapređenje
mehanizama solidarnosti da bi se
ublažile posledice eventualnih kriznih
situacija.
Energetska tržišta i geopolitička
situacija su poslednjih godina znatno
promenjeni, a strateški ciljevi i Akcioni
plan, uzeti zajedno, koji predstavljaju
suštinu zajedničke evropske energetske
politike, trebalo bi da energetiku u
Evropi u novim uslovima odlučujuće
pokrenu u pravcu održive, sigurne i
konkurentne energetske privrede sa
niskim nivoom emisija štetnih gasova.
2. Energetika Srbije u
dugoro~nom periodu u novim
okolnostima
2.1. Energetika Srbije i
Milenijumski ciljevi
Osnovna poruka sadržana u
milenijumskoj izjavi (The Millennium
Statement) [1] Svetskog saveta za
energiju praćena je konstatacijom
da je davno trebalo doneti odluke
o održivoj svetskoj energetskoj
budućnosti karakterisanu trima
navedenim ciljevima održivosti razvoja
energetike (ostvarenje dostupnosti
savremenoj, prihvatljivoj energiji za
sve, raspoloživosti energije u smislu
kontinuiteta snabdevanja i kvaliteta i
pouzdanosti usluga, te prihvatljivosti
energije u smislu socijalnih ciljeva
i ciljeva u vezi sa zaštitom životne
sredine). Ta izjava ukazuje na put za one
koji formiraju nacionalnu energetsku
politiku da već sada donesu važne
odluke koje će obezbediti da se ostvari
progres u smislu tih ciljeva u periodu
2030.-2050. godine.
Dugoročni ciljevi energetske politike
Srbije postavljeni Zakonom o energetici
potiču iz potrebe uspostavljanja
kvalitativno novih radnih i razvojnih
uslova unutar sektora proizvodnje i
potrošnje energije u stvorenim novim
okolnostima u zemlji i u regionu
Jugoistočne Evrope. Očekuje se da to
dâ novi podsticaj ekonomskom razvoju
Srbije kroz povećanje energetske
efikasnosti, intenzivniju primenu
obnovljivih izvora energije, smanjenje
štetnih emisija iz sektora proizvodnje
i potrošnje energije, kao i olakšanje
integracije u regionalno i Evropsko
tržište energije. Međutim, Strategija
razvoja energetike Srbije obuhvata samo
kratak period do 2015. godine, pri čemu
navedeni milenijumski ciljevi UN u njoj
nemaju pravog odraza.
Relativno visoka uvozna zavisnost
i nizak stepen konverzije primarne
u finalnu energiju u Srbiji stavljaju
energetska među najvažnija pitanja
vladinog interesovanja. Glavne teme su
relativno niska energetska efikasnost,
koja čini visokom potrošnju energije
po jedinici društvenog proizvoda
i svrstava Srbiju nisko u pogledu
energetskog intenziteta, i objektivno
veliki uticaj energetike na životnu
sredinu. Stoga ove teme, uz niske
cene energije, zavređuju sadašnju
posebnu pažnju u okviru ekonomske,
energetske i ekološke politike u Srbiji.
U nastavku je dat pregled energetske
situacije po sektorima i mera koje se u
kratkoročnom periodu moraju preduzeti
da bi se stvorila adekvatna polazna
osnova za dugoročna usmeravanja
razvoja energetike u okviru priprema
za izradu nove dugoročnije strategije
razvoja energetike, zasnovane na
milenijumskim ciljevima i specifičnim
okolnostima kojih se Srbija mora držati.
2.2. Mogu}nosti i neposredni
zadaci razvoja energetike Srbije
To i dugogodišnji rad i poznavanje
stanja u energetici Srbije omogućuju
da se pri tome pokrenu i neka već
duže vreme zapostavljena pitanja.
To se pre svega odnosi na kašnjenje
u projektovanju i izgradnji novih
kapaciteta za proizvodnju električne
energije za zadovoljavanje rastuće
potrošnje i zamenu starijih kapaciteta
koji treba da se prevedu u rezervu
[010]
ili da se gase usled tehničke i
tehnološke zastarelosti ili iscrpljenosti
energetskog potencijala. Ovo tim pre što
istraživanje, projektovanje i uzgradnja
novih kapaciteta hidroelektrana,
termoelektrana na ugalj i rudnika uglja
traje između 7 i 10 godina pri realno
raspoloživim finansijskim sredstvima.
Zahvaljujući uspešno izvedenim
rekonstrukcijama i modernizaciji
većine postojećih termo i nekih
hidroenergetskih objekata i njihovom
kvalitetnom odžavanju, kao i povoljnim
hidrološkim prilikama u nekim
predkritičnim vremenskim razdobljima
uzbegnute su moguće brojne poteškoće,
ali je već došlo do kritičnog perioda
kada se sigurnost i kontinuitet
snabdevanja potrošača u Srbiji ne može
pouzdano obezbediti, čak i ako bi u
ovom globalno kritičnom vremenu bila
obezbeđena sva potrebna sredstva za
finansiranje. Zadovoljavajuća sigurnost
snabdevanja električnom energijom se
ne može obezbediti bez odgovarajućeg
nivoa rezervnih termoelektrana i vršnih
akumulacionih hidroenergetskih izvora
na pogodnim lokacijama, kao i čvršćeg
povezivanja sa elektroprivredama
susednih zemalja, slika 1.
Kod nas je zadnji izvor za proizvodnju
električne energije izgrađen i pušten
u pogon 1992. godine, a od tada je
zaustavljena izgradnja nekih započetih
objekata (Kolubara B i Toplodolska
Reka). Takođe su prekinute započete
(zajedno sa elektroprivredama
Slovenije, Hrvatske i Makedonije)
aktivnosti na istraživanju i pripremama
za izgradnju novih termoenergetskih
i rudarskih kapaciteta na Kosovskom
basenu, koje su već bile u poodmakloj
fazi. Ovi projekti su uticali da se u Srbiji
zaustave ranije započete aktivnosti
istraživanjima za izbor lokacija za
izgradnju nuklearnih elektrana i na
istraživanju nuklearnih sirovina i
proizvodnji uran-koncetrata iz uvoznih
fosfata u procesu proizvodnje fosfatnih
đubriva. Navedene aktivnosti bi trebale
biti nastavljene, jer se u dugoročnom
periodu na sve od njih mora računati.
Za korišćenje značajnog
preostalog ekonomski iskoristivog
hidroenergetskog potencijala
mogućom izgradnjom većih i manjih
višenamenskih objekata kao da
je izostao ozbiljniji interes. Male
hidroelektrane, geotermalne vode i
tople stene, biomasa, novi i obnovljivi
izvori u vidu solarne i energije vetra se
pominju tek kao nešto što je iskoristiv
potencijal, ali se ne iznose objektivno
realne vrednosti. Sve to nije moguće
utvrditi bez odgovarajućih istraživanja i
projektovanja.
energija
Slika 1 Elektroenergetski izvori i prenosna mreža Srbije
Korišćenje preostalog iskoristivog
potencijala na zajedničkom vodotoku
sliva reke Drine je nedavno
promovisano i delimično su započete
zajedničke aktivnosti sa Republikom
Srpskom, koje će verovatno trajati
nešto duže zbog nedostatka sredstava
i oskudnosti stručnjaka. Kada će moći
da se govori o izgradnji nekih objekata,
sem male “Buk Bijele”, teško je
predvideti.
Naša zemlja je veoma deficitarna
u nekim značajnim energetskim
potencijalima (nafta, gas,
visokokvalitetni ugalj) i po specifičnim
ukupnim rezervama energije je na
veoma niskom nivou i spada u dosta
siromašne zemlje. To navodi na potrebu
da se ne zaboravi trajno značajan
energetski potencijal i poznata nalazišta
uljnih škriljaca, čiji se sadržaj kerogena
kreće do oko 10%, a ukupne rezerve
[011]
iznose blizu 3 milijarde tona ili oko
200 miliona tona ekvivalentne nafte. Za
njihovo korišćenje su u svetu razvijene
komercijalne tehnologije, a kod nas se
o tome gotovo i ne razmišlja, iako je
u prethodnom periodu bilo ozbiljnih
akcija da se utvrde mogućnosti i efekti
njihovog korišćenja.
Mali ugljeni baseni, kojih ima oko 25
sa ukupnim rezervama uglja na nivou
od oko jedne milijarde tona pretežno
energija
Slika 2 Trase regionalnih gasovoda
mrkog i mrko-lignitskog uglja sa
mogućom godišnjom proizvodnjom 4-6
miliona tona je značajan potencijal za
snabdevanje industrije i stanovništva,
kao i za zapošljavanje radne snage
pre svega u nedovoljno razvijenim
područjima. Za mnoga ležišta su
urađena studijska istraživanja i
investiciono-tehnička dokumentacija,
čija bi inovacija veoma doprinela da se
reše aktuelni problemi u ovoj oblsti.
Najzad, da se osvrnemo i na veoma
aktuelno pitanje proizvodnje i
prerade nafte i prirodnog gasa, kao
i na snabdevanje ovim energentima.
Geološke rezerve nafte i gasa na
području Vojvodine, Podunavlja i
Pomoravlja iznose svega oko 60
miliona tona ekvivalentne nafte, od
čega su bilansne rezerve oko 22 miliona
tona ekvivalentne nafte. Ove količine
su dovoljne samo za podržavanje
sigurnosti snabdevanja privrede i
potrošača u kratkotrajnom periodu.
Zato se, pored nastavka istraživanja
naftno-gasnih područja u zemlji, mora
nastaviti sa ovim istraživanjima u
inostranstvu u uslovima koncesija, što je
puno značajnih rizika i neizvesnosti, uz
nedostatak finansijskih sredstava.
Za uredno snabdevanje potrošača u
zemlji treba raditi kako to radi razuman
svet. Neki to rešavaju ratovima i
ucenama, što nije opredeljenje većine
zemalja, kao ni naše. Zbog toga je
povezivanje sa mrežom gasovoda
i naftovoda sa proizvođačima ovih
energenata iz zemalja koje su bogate
rezervama nafte i prirodnog gasa, veoma
primereno našim uslovima i potrebama.
Naše iskustvo sa jednostranim
napajanjem, kao što je bio slučaj sa
naftovodom preko Hrvatske ili slepim
krakom gasovoda preko Mađarske
ukazuje na moguće velike rizike i
nedovoljnu pouzdanost. Snabdevanje
gasom gasovodom iz velikih nalazišta u
Rusiji samo preko Ukrajine u dva maha
se pokazalo nedovoljno pouzdanim
i zato opredeljenje na magistralni
gasovod preko Bugarske pruža mnogo
veći stepen pouzdanosti snabdevanja,
slika 2. Ovo tim pre što se, uz završetak
podzemnog skladišta u Banatskom
Dvoru, a kasnije u Markovcu i Mokrinu,
pouzdanost snabdevanja potrošača može
povećati na oko godinu dana, što bi bilo
veoma zadovoljavajuće.
Snabdevanje sirovom naftom vodenim
i kopnenim putem je pouzdano
i zadovoljavajuće do izgradnje
najavljenog magistralnog naftovoda od
Konstance na Crnom Moru do Trsta i
povezivanje Rafinerije Pančevo, slika
3. Rekonstrukcijom, modernizacijom
i povećanjem kapaciteta Rafinerije
[012]
Pančevo za proizvodnju plemenitih
derivata sa vrlo visokim iskorišćenjem
sirove nafte je vrlo poželjan, zahtevan
i prihvatljiv savremeni poduhvat, koji
ima višestruki značaj za našu zemlju i
stoga ga treba podsticati za za ubrzanu
realizaciju.
Toplotna energija za potrošnju u
industriji i za zagrevanje stanova i
poslovnog prostora i drugih potrošača,
proizvedena u postrojenjima za
kombinovanu proizvodnju električne
i toplotne energije ima višestruke
povoljnosti (energetske, tehnološke,
ekonomske, sigurnosne, ekološke i
druge). I ove grejne sezone se potvrdilo
da je najsigurnije grejanje u gradovima
čiji su toplotni izvori koristili domaća
čvrsta goriva (Obrenovac, Lazarevac,
Kostolac-Požarevac, Kragujevac).
Uz vangradske lokacije postrojenja
na čvrsta goriva i otpad postigli bi
se višestruko povoljni efekti, pre
svega ekonomski. Uvozni gas treba
pre svega koristiti u tehnološke i
druge industrijske svrhe, a njegovo
sagorevanje samo za proizvodnju
toplotne ili električne energije nije
racionalno, sem u kombinovanoj
proizvodnji. U tom smislu treba
aktivirati i projekat mogućeg korišćenja
postrojenja TENT-a za snabdevanje
Beograda toplotnom energijom.
energija
Slika 3 Predviđena trasa panevropskog naftovoda
Upravljanje potrošnjom i povećanje
energetske efiksnosti očigledno se ne
može unaprediti bez značajnih mera
za racionalno korišćenje svih vrsta i
oblika energije u svim fazama života i
rada, počev od stručnog rada u nauci i
istraživanju, projektovanju, izgradnji,
transformaciji, skladištenju, transportu/
prenosu, distribuciji i korišćenju
energije.
Ekonomska cena energije svih vrsta i
oblika je nezamenljiv i nezaobilazan
faktor usmeravanja potrošača na
brižljivo i racionalno korišćenje
energije, što se kod nas zanemaruje već
decenijama. Stoga je nužno uklanjanje
cenovnih dispariteta uz primeravanje
cena energenata troškovima
proizvodnje.
Srbija se ne stara da namenski zaštiti
prostore na kojima su pogodni uslovi za
razvoj određenih energetskih objekata
i kapaciteta. Stoga je nužno formiranje
prostornih planova posebne namene radi
zaštite već identifikovanih lokaliteta
sa resursima i rezervisanja istraženih
mesta pogodnih za lociranje pojedinih
energetskih izvora u budućnosti.
Stalno praćenje stanja, kontrola i
preduzimanje mera za sprečavanje
prekograničnih i lokalnih zagađenja
mora da se postavi kao kontinualan
posao radi preventivne zaštite
stanovništva, biosfere i hidrosfere.
U tom smislu je nužno sprovođenje
mera zaštite i unapređenja kvaliteta
životne sredine, uz praćenje savremenih
propisa Evropske Unije. Od posebnog
značaja je i preduzimanje mera za
smanjenje emisija gasova sa efektom
staklene bašte radi sprečavanja nastanka
nepovratnih klimatskih promena u tzv.
„post-Kyoto“ periodu, posle 2012.
godine.
3. Zaklju~ak
Srbija je energetski siromašna zemlja,
te se za sigurno snabdevanje potrošača
energijom mora osmisliti dugoročna
strategija razvoja energetike, primerena
lokalnim i globalnim uslovima.
Zadovoljenje potreba priraštaja
potrošnje električne energije na bazi
raspoloživih domaćih izvora primarne
energije je moguće još dve - tri decenije,
što je već dovoljno upozorenje za
ozbiljnu zabrinutost i blagovremeno
traženje odgovarajućih rešenja za
naredni period. To se odnosi i na
snabdevanje ostalim vidovima energije,
prvenstveno toplote za grejanje životnog
i radnog prostora i goriva za pogon
transportnih sredstava. Pri tome je
nužno voditi računa o diversifikaciji
izvora i/ili pravaca snabdevanja i
oslanjanju na raspoložive domaće
resurse radi povećanja sigurnosti
snabdevanja potrošača i usporavanja
rasta uvozne zavisnosti. Posebno važan
aspekt dugoročnog razvoja energetike
je povećanje energetske efikasnosti u
celom lancu od proizvodnje primarne
energije, preko njene konverzije u
sekundarnu do finalne potrošnje. Uz sve
to je neophodno drastično smanjivanje
emisija zagađujućih materija i gasova
sa efektom staklene bašte radi zaštite
i unapređenja životne sredine i
sprečavanja nepovratne promene klime.
Sveukupno gledano, za sve navedeno
su potrebni brojni stručnjaci i eksperti
iz brojnih multidisciplinarnih oblasti
niza komplementarnih disciplina i
treba da budu timski i specijalistički
objedinjeni da bi se u celini postigli
optimalni rezultati u tekućem
idugoročnom periodu. Dakle, ova
zapažanja i sugestije treba da iniciraju
širu raspravu i podsticaj na kreativan rad
u dugoročnom vremenskom periodu u
[013]
svim stručnim sredinama, široj javnosti
i državnim institucijama Srbije.
Reference
[1]. *** «Energy Policy Scenarios to
2050», World Energy Council, London,
2007
[2]. *** «An Energy Policy for
Europe», SOM 2006, Brussels, 2007
[3]. N. Đajić, M. Mesarović: «Long
Term Outlook of Energy Sector
in Serbia», 17. Forum Hrvatskog
Energetskog Društva «Dan Energije u
Hrvatskoj», Zagreb, 2008
[4]. D. Mandić, M. Mesarović:
«Sigurnost snabdevanja kao strateško
pitanje razvoja nacionalne energetike»,
Časopis «Elektroprivreda» br. 4 2008.,
str. 39-46
[5]. ***»Zakon o energetici Srbije»,
Službeni glasnik Republike Srbije broj
84/04
[6]. ***”Strategija razvoja energetike
Republike Srbije do 2015. godine”
Službeni glasnik Republike Srbije broj
44/05
energija
Miodrag Arsi}, Aleksandar Veljovi}
Institute for Materials Testing IMS, Belgrade
@ivko [arko}evi}
Technical College, Zvečan
Marko Rakin
Faculty of Technology and Metallurgy, University of Belgrade
Zoran Radakovi}
Faculty of Mechanical Engineering, University of Belgrade
UDC: 621.5.01/.048 : 009 (4+497.11)
Implementation of
European Directives
on Energy
1. Introduction
The pressure equipment Directive
refers to manufacturers of equipment
as e.g. pressure vessels, tanks, heat
exchangers, steam generators, boilers,
industrial piping installations, safety
equipment and pressure armatures.
Such pressure equipment is widely
used in the processing industry (oil and
gas, chemical industry, pharmaceutics,
plastics industry, rubber, food and
similar articles), and in industries
that apply high temperature processes
(glass, paper and steel), in power energy
installations, and also in equipment
for distributing and applying heat, airconditioning, and transport and storage
of gas.
The Machinery Directive applies
to all products we call machines, or
machinery appliances as: operating
machinery, all types of machines
for processing and refining that are
stationary or mobile, or are hand-driven
and hand-held, pumps, compressors,
testing machines, for packaging, and
etc. Likewise, the Directive includes
all mobile machinery applied in geomining for groundwork, or harvesting,
lifting equipment (including field
elevators with and without liftable
controller unit, as well as self-powered
lifting equipment), snow removal
devices, freight vehicles for loading
as part of crane, sowing equipment on
mobile machines, etc. This directive
applies to the machine and devices
group as: almost all vehicles for human
and freight transportation on land, sea
and air.
The responsibility of the manufacturer,
or supplier of full structured aggregates
is that all equipment parts must conform
to the requirements of the corresponding
Abstract
The Pressure Equipment Directive – PED 97/23/EC regards only the design,
manufacture and conformity assessment of pressure equipment and assemblies of
pressure equipment, and applies to equipment subject to a maximum allowable
pressure exceeding 0.5 bar.
When pressure equipment is installed at an energy producing facility, then it may
fall within the scope of other Directives. For instance, a compressor assembly
falls within the scope of the Pressure Equipment Directive 97/23/EC, /1/, Simple
Pressure Vessels Directive 87/404/EEC, /2/, Machinery Directive 98/37/EEC,
/3/, and the Low Voltage Directive (LVD) 2006/95/EC, /4/, since parts of the
assembly, the compressor, tanks, condenser, measurement and regulation devices
and instruments, armature, electromotor and other elements, all individually fall
within the scope of a particular directive. Transportable pressure equipment falls
within the scope of Directive 99/36/EC, /5/. The responsibility of the manufacturer,
or supplier of aggregates, in the form of a structure, is such that all parts of the
equipment must conform to the requirements of the corresponding directive.
The paper gives a review and basic characteristics of the new and general
approach to standardization and technical conformity only for pressure equipment
and machines, that pertain to structural integrity.
Key words: Pressure Equipment Directive, Machinery Directive, energy
installations, safety.
Primena Evropskih direktiva u energetici
Direktiva za opremu pod pritiskom (Pressure Equipment Directive – PED 97/23/
EC) se odnosi samo na projektovanje, izradu i ocenjivanje usaglašenosti opreme
pod pritiskom i sklopova, namenjenih za najviši dozvoljeni pritisak veći od 0,5 bar.
Kada se oprema pod pritiskom ugrađuje u neki energetski objekat onda ona može
da podleže većem broju direktiva. Na primer, kompresorski agregat, podleže
Direktivi za opremu pod pritiskom 97/23/EC /1/, Direktivi za jednostavne posude
pod pritiskom 87/404/EEC /2/, Direktivi za mašine 98/37/EEC /3/ i Direktivi za
niskonaponsku opremu 2006/95/EC /4/ jer delovi agregata, kompresor, rezervoari,
hladnjak, merno-regulacioni uređaji i instrumenti, armatura, elektromotor i drugi
elementi svaki pojedinačno podleže odgovarajućoj direktivi. Za prenosnu opremu
pod pritiskom primenjuje se i Direktiva 99/36/EC /5/. Odgovornost proizvođača,
odnosno isporučioca agregata kao sklopa je da svi delovi opreme budu usaglašeni
sa zahtevima odgovarajuće direktive.
U radu je dat pregled i osnovna obeležja novog i opšteg pristupa standardizaciji i
tehničkom usaglašavanju samo za opremu pod pritiskom i za mašine, koji se odnose
na integritet konstrukcija.
Ključne reči: Direktiva za opremu pod pritiskom, Direktiva za mašine,
energetski objekti, bezbednost.
[014]
energija
Figure 1 Compressor aggregate
Directive. A compressor aggregate
is shown in Fig. 1. Although this is
a simple power source structure, it
conforms to many directives.
2. Pressure Equiopment
Directives
Pressure equipment, or structures
working in conditions that are either
equal to or that fall short of prescribed
values, must be designed and
manufactured according to successful
engineering practice for the sake
of assuring operational safety. The
equipment and/or structures must have
corresponding instructions for use and
must bear manufacturer’s labels. The
equipment and/or structures must not be
labeled with conformity symbols.
Prior to marketing pressure equipment,
that fall into categories I to IV, the
equipment must undergo procedures
for assessing compliance (modules).
According to the equipment category,
the manufacturer is given a choice
of modules, shown in Fig. 2.
Manufacturers may decide between the
procedure based on the manufacturing
control of process/product and the
procedure based on the system of
quality assurance. Modules applied to
categories beyond dangers of pressure
can also be applied to lower categories.
Modules for products in categories
II, III and IV require concernment of
“authorised bodies”, accredited by
Member State, for issuing approvals
and/or monitoring the quality system
of the manufacturer and/or direct
testing of the product. “Authorised
independent organisations” may also be
accredited from the Member State for
issuing qualified welding technologies
and certificates of qualified welders
and personnel for performing nondestructive tests, as required for pressure
equipment and structures in categories
II, III and IV. ‘User inspectorates’ may
also be accredited by the Member State
for performing tasks of authorised
bodies within their companies according
to modules Al, Cl, F and G (the CE
mark will not be attached to pressure
equipment and structures assessed by
user inspectorates).
2.1 Basic requirements for
pressure equipment safety
The responsibility resulting from
basic safety requirements determined
for pressure equipment may also
be applied on to structures, if there
is risk of appropriate danger. Basic
safety requirements are mandatory.
[015]
Responsibilities defined in these
requirements are applied only if there is
appropriate danger from in the pressure
equipment when it is used in conditions
anticipated by the manufacturer. The
manufacturer must analyze the danger
in order to define the risks of pressure
corresponding to the equipment.
Analysis of danger must be considered
in the design and manufacture. Basic
safety requirements are interpreted and
applied such as to take into account the
most modern and valid good practice
at the time of design and manufacture,
as well as technical and economic facts
that are within the high level scope of
health protection and general safety.
Pressure equipment must be designed,
manufactured and inspected and, if
necessary, equipped and embodied
in such a way to assure its safety
when put into operation according
to the manufacturer’s instructions or
in reasonably predictable conditions.
When selecting the most acceptable
solutions, the manufacturer must
comply to defined principles in the
following order:
• eliminate or minimize the danger to
the lowest level;
• apply appropriate safety measures
when the danger is unavoidable;
energija
Figure 2 Flow diagram for conformity assessment procedures of pressure equipment (Directive 97/23/EC)
• inform the user of the dangers that
still exist and specify whether certain
actions are to be taken that will reduce
the risks at the time of installing
(assembly) and/or use.
If there is a possibility, or a misuse can
be predicted that may lead to potential
danger, pressure equipment must be
designed to eliminate false use. If
this is not possible, the manufacturer
must notify these issues to the user, by
means of technical documentation and/
or by warning signs on the pressure
equipment.
Basic design requirements
Pressure equipment must be designed
based on the appropriate loads, function
and other predictable conditions. The
following facts must also be taken into
account, in particular:
• internal, or external pressure
• environmental and working
temperature
• static pressure and contents mass in
working and test conditions
• loads from traffic, wind, earthquakes
• forces and moments developing from
beams, connection supports, pipelines,
and etc.
• corrosion and erosion, fatigue, and etc.
• decomposition of unstable fluids.
The possibility of various loads
appearing synchronously should be
taken into account. Corresponding
safety factors are to be used in the
design and universal well known
methods, so that the appropriate safety
levels are determined consistently,
pertaining to all possible errors.
Allowed stresses for pressure equipment
must be limited according to predictable
errors in operating conditions. Safety
factors must be applied that eliminate
decrease in strength that may appear
during manufacture, in real working
conditions, stresses, calculation models
as well as material characteristics and
behaviour.
Upper requirements can be fulfilled by
applying one of the following methods,
as necessary at the time instant, and if
with a supplement or combined with
another method:
• design by empirical formulae
• design by analytical methods
• design by fracture mechanics.
Basic requirements for manufacture
The manufacturer must provide for
proper performance of all processes,
specified in the design phase, by
applying certain techniques and valid
procedures, particularly in the aspect
of mentioned herewith. Preparation of
composing parts (e.g. shaping and edge
cutting for welding) may not result
in the creation of notches that could
lead to damages and cracks, or change
in mechanical characteristics, that
may lower the safety of the pressure
equipment. Inseparable joints and
neighbouring zones must not have any
surface or internal damages (defects),
that are a threat to equipment safety.
Properties of inseparable joints must
fulfil minimal characteristics specified
for materials to be joined, as far as other
relevant property values are not taken
into design calculation.
[016]
Inseparable joining of parts that are
subjected to pressure and parts directly
connected to pressure equipment must
be executed by qualified personnel in
compliance to corresponding working
procedures.
For pressure equipment, categories
II, III and IV, the working procedures
and personnel must be confirmed by a
competent third party that, by choice of
manufacturer, can be:
• authorised organisation
• third party authorised body, authorised
by the Ministry for internal economic
affairs.
In order to issue these confirmations,
the organisation, third party authorised
body, must perform tests and tests listed
in corresponding conformed national
harmonised standards, or equivalent
tests, or to recognize results when given
from a third party.
Non-destructive tests of inseparable
joints on pressure equipment should be
performed by qualified personnel. For
pressure equipment of categories III
and IV, the qualified personnel must be
confirmed by a third party authorised
body, appointed by the Ministry of
internal economic affairs, as according
to art. 13 in these regulations.
In situations when there is risk of
danger, should material properties
change due to the manufacturing
procedure up to the extent that the safety
of pressure equipment is downgraded,
then an appropriate heat treatment
is to be applied in the particular
manufacturing phase.
energija
Basic material requirements
Materials used for producing pressure
equipment must be applicable for
the designed function, for a planned
lifespan. Welding consumables and
other joining materials also must fulfil
certain requirements before and after
joining.
Materials for parts loaded by pressure
must have:
• corresponding properties for all
working conditions that can be
normally predicted and for all test
conditions, and particularly, they must
have sufficient toughness, strength and
resistance to fracture,
• sufficient chemical resistance to fluids
found in pressure equipment
• chemical and physical properties
required for safe work must not
be jeopardized during the planned
component lifespan,
• must not be considerably threatened
by aging,
• must be fit for intended processing
procedures,
• must be selected so that larger
unwanted effects are avoided when
different materials are brought into
contact.
The manufacturer must provide
elements in his technical documentation
that indicate compliance to material
specifications from the requirements, in
one of the following ways:
• by using materials that comply with
harmonised standards,
• by using materials included by
approval for materials for pressure
equipment,
• through appropriate approvals for
materials.
If the manufacturer of materials has an
appropriate system of quality assurance,
certified by competent certifying body,
accredited by JUAT or registered in
EU, and who has passed the special
assessment for materials, then the
certificates issued by the material
manufacturer can be considered in
conformity with relevant requirements
in this article.
Harmonised standards
Intercorrelative position of the Pressure
Equipment Directive and standards is
given in Fig. 3.
Harmonised standards are standards of
the same topic, approved by different
bodies for standardization that enable
mutual replacement of product, process
and services or mutual acceptance of
test results or offering information in
accordance to standards JUS/ISO/IEC
Instructions 2:2001.
Figure 3 Mutual position of
directives and standards
Harmonized standards concretize
technical requirements and define test
methods. Application of harmonised
standards approves the minimal safety
conditions required by the Directive.
Harmonised standards for equipment
included by directive, are given by
equipment type, for now only for:
• pressure vessels that are not heated
EN 13445 parts 1-6
• boilers with high water capacity
EN 12953 parts 1-12
• boilers with water heating pipes
EN 12952 parts 1-15
• industrial tubes, pipelines
EN 13480 parts 1-6
3. Machinery Directive
The Machinery Directive that
includes also machine devices, defines
requirements in the design, marketing
and launching safety machines and
the procedure for issuing the required
EU markings on conformity. Directive
98/37/EEC and Annex 98/79/EEC
contain four Sections and nine Annexes.
They refer to:
• manufacturers that are based in one of
the EU members or
• authorised representative of a certain
manufacturer that is based in one
of the EU members, e.g. a different
importer of machines in EU.
It is also the obligation of those that
assemble machines and machine parts
of various manufacturers, and those
who produce machines for private
use. Obligations are mandatory also
for those manufacturers or machine
parts produced to be installed into
other machines, but cannot function
individually. The manufacturer or
importer of these machines or devices
must issue an confirmation that this
product type can be put into use only
after safety technical verifications are
performed on the entire machine, with
the installed parts.
Prior to the first machine start-up,
the manufacturer (or its authorized
[017]
representative in EU) must write
technical documentation necessary for
conformity assessment of the product
according to the requirements of the
Directive and operating instructions,
that are to be included with the machine
as constitutive part of product.
The procedure for determining
conformity, specified by directive, is
given in Fig. 4.
Directive 98/37/EEC and Annex 98/79/
EEC contain four Sections and nine
Annexes.
Section I defines the aim, field of
application, the marketing and free
trade of products. As stated in this
Section, this Directive is to be applied to
machines, and appropriate requirements
concerning the safety and health
are defined in Annex I. The area of
application of the Machinery Directive
concerns also individual safety parts
that are released on the market. Also,
exceptions are given in detail, and as
emphasized, in cases when the risk
for machines or safety components,
invoked by this directive, is covered in
another Directive, then this Directive
is not to be applied. In other cases,
when the risk for machines is generally
originated by electric means, then this
type of machine will be entirely covered
by Directive 73/23/EEC.
Section II defines procedures for
conformity assessment. Conformity
assessment procedures in this Section
are invoked in Annex V–Declaration
of conformity and Annex VI–Testing
types.
Section III defines CE marking.
CE marking must be comply with
provisions given in Annex III. Safety
components do not have CE markings.
All machines and safety components
must follow EC–Declaration of
Conformity.
Section IV gives the final provisions
that relate to activities in applying the
Directive.
Annexes define: the contents of the
declaration of conformity, CE marking,
machine types and safety parts,
minimal criteria that should account
for EU members for application of
the certification body and transitional
provisions.
3.1 Basic requirements for
machine safety
Responsibilities that originate from
basic requirements for safety of
machines and devices are also applied
to structures if the risk of danger
exists. Basic safety requirements are
mandatory and refer to:
energija
Figure 4 Diagram of machine and safety component
• general (conceptual provisions,
approaches for integrating safety,
materials and products, lighting,
outlining machines in the with respect
to handling)
• control and command devices
• safety measures in mechanical threats
• requirements defined for safety
devices
• safety measures for other dangers
• maintenance
• general instructions
• food processing machines
• machines that hand-held, or hand
guided
• wood treating machines and similar
materials
• workplaces
• hand-operated devices
• safety measures against dangers
caused mechanically
• safety measures and other dangers
• special requirements for lifting
devices with non-mechanical
operation
• labels
• operating instructions
• danger from poor visibility
• freedom of movement
• lighting
• adjustment parts
• hindered movement
• fire danger
• danger of dust, gas etc.
3.2 Harmonized standards
The CEN/CENELEC standardization
programme, in relation to requirements
of Directive 98/37/EEC, is divided
into several groups (categories) with
the aim to avoid repetition and render
a logical reason that will help in the
quick enactment of standards and their
simple referencing to other standards.
According to the adopted programme
on standards hierarchy, they are divided
into standards of type A, B, and C.
Groups of these standards are divided in
the following way:
• Standards A type (basic standards
for health and safety requirements)
give the basic concept, principles for
designing and general aspects so that
they can be applied to all machines
and devices, and they relate to a
single safety aspect or a single type of
safety, that may be applied to a wide
range of machines,
• Standards B1 relate to individual
safety aspects (e.g. surface
temperature, noise, vibrations, safety
distances)
• Standards B2 relate to safety devices
(e.g. two-handed commands,
blockage devices, pressure sensing
devices)
• Standards C relate to specific
machine type and give detailed
[018]
safety requirements
for individual
machines or machine
group (e.g. cutting
tool machines,
groundwork
machines, machines
in the food industry
and etc).
It is important to
mention that the
exercise of safety and
health protection are
the basic requirements
of this Directive
and standard. They
do not relate only
to the conception,
design, structure and
manufacture of the
machine, but also
relate to their use and
exploitation. The final
goal is to be able to
produce only with
those machines that
do not endanger the
consumer during the
exploitation, service
and repair.
4. Insread of
Conclusions
Safety of energy
structures is defined by a large
number of EU directives and technical
regulations, whereupon the energy
equipment manufacturer is responsible
so that all equipment parts are to be in
compliance with the requirements of the
corresponding directive. The complexity
in implementing EU directives in energy
is obvious. The problem and solution
proposal is shown in Fig. 5.
Figure 5. Diagram of the complexity in
implementing EU directives on energy.
Acknowledgments
This paper is realized as part of
project number 14014: “Research
and development of a method for
integrity and reliability assessment
of welded pipes in the oil industry”,
financed by the Ministry of Science
and Technological Development of the
Republic of Serbia.
References
1. Pressure Equipment Directive 97/23
EC
2. Simple Pressure Vessels Directive
87/404/EEC
3. Machinery Directive 98/37/EEC
4. Low Voltage Directive 73/23/EEC
energija
Milun Babi}, Dobrica Milovanovi}, Neboj{a Jovi~i},
Du{an Gordi}, Vanja [u{ter{i}, Milan Despotovi},
Dubravka Jeli}, Davor Kon~alovi}
Mašinski fakultet, Kragujevac
UDC: 620.9.009 : 378.096
Novi koncepti i iskustva
u školovanju inženjera
energetičara
1. Uvod
Ako jedna država poput Srbije sa 7 498
001 stanovnika, po popisu stanovništva
iz 2001. godine koji je urađen po tzv.
novoj metodologiji, regrutuje oko 350
novih studenata godišnje na studije
energetskih profila na svim svojim
univerzitetima, tj. oko 0,95% populacije
koja svake godine upiše univerzitetske
studije, onda se mora postaviti
pitanje daljeg razvoja srbijanskog
energetskog sektora. I to u istorijskim
okolnostima u kojima su problemi
sigurnosti snabdevanja energijom
i smanjenja njenog učešća u ceni
svakog industrijskog proizvoda, postali
najvažnija strateška i politička pitanja
savremenog sveta. Doda li se ovome i
činjenica da inženjerske studije u Srbiji
godišnje upisuje oko 12% od ukupno
upisane studentske populacije, a imajući
u vidu da se od njih oko 10%, posle
naknadnih obuka i doškolovavanja,
može produktivno uključiti u energetski
sektor, onda razvojna pitanja energetike
u Srbiji postaju još dramatičnija. Da
ne povećavamo dramu podsećanjem
na obespokojavajuću prosečnu dužinu
studiranja na tehničkim fakultetima,
koja iznosi više od osam godina.
Pošto živimo u epohi promena
izazvanih burnim tehnološkim
napretkom, koji je u direktnoj vezi
sa ubrzanim naučnim razvojem, i da
su zbog toga poremećena gotovo sva
svojstva unutar-društvenih relacija, onda
je logično što se u prvi plan probijaju
saznanja o važnosti inženjera, i posebno
inženjera-energetičara, kao i o potrebi
da se sa velikom odgovornošću pristupi
njihovom školovanju i negovanju.
Svetska iskustva pokazuju da uspešni
inženjeri postaju sve više medijatori
između nauke, investitora i javnosti,
Umesto rezimea
„Nakon što mi je moj dragi kolega i prijatelj, naučni savetnik Instituta za
Nuklearne nauke „Vinča” dr Stevan Jokić, poklonio svoj prevod knjige [1], i nakon
što sam je u dahu pročitao, rodila se u meni ideja da naslanjajući se na njenu
sadržinu, zajedno sa svojim saradnicima, pokušam da javnosti izložim metodologiju
rada i neke rezultate kragujevačke škole energetike i procesne tehnike, verujući
da naša iskustva mogu biti od koristi i drugim tehničkim fakultetima u Srbiji radi
povećanja broja mladih koji se opredeljuju za studije tehnike, a posebno onih
studijskih celina na kojima se školuju stručnjaci energetskog profila”. (Prof. Dr inž.
Milun J. Babić, šef Katedre za energetiku i procesnu tehniku Mašinskog fakulteta u
Kragujevcu)
Instead of abstract
“After Stevan Jokic, PhD, science adviser of The Vinca Institute of Nuclear
Science, the dear colleague and friend of mine, has given me his translation of the
book [1], that I have read in a blink of an eye, an idea was born in my mind. The
idea was to using the book’s contents and assistance of my associates show to the
public methodology of our work and some of the results of Kragujevac energy and
process engineering school. We believe that our experience could be of benefit
to other technical faculties in Serbia regarding to increase the number of young
people interested in technical studies and especially to one that choose curriculum
which is giving education to future energy experts.” (Professor Milun Babic, PhD,
Chief of Department of Energy and Process Engineering at Faculty of Mechanical
Engineering)
a u oblasti energetike i kao svojevrsni
interfejsi između rastućih potreba
za energijom, sve manjih zaliha
neobnovljivih energenata, zagađenja
životne sredine, globalnog otopljavanja
i raznih iskonskih ili indukovanih
strahova od korišćenja nuklearne
energije. Uočeno je da tim pokušajima
omasovljavanja inženjerskih studija,
i posebno školovanju inženjeraenergetičara, najviše smeta jaz koji
je stvoren između nauke i javnog
mišljenja, a što je sa sobom donelo
nerazumevanje, nepoverenje u nauku, i
u finalu - nezainteresovanost mladih za
takvu vrstu zanimanja.
U razvijenim zemljama se odavno,
sa više ili manje uspeha, nastoji da se
navedeno stanje promeni korišćenjem
[019]
suptilnijih i kompleksnijih metoda,
pri čemu se veoma insistira na
razvijanju kritičkog duha radi borbe
protiv laži, propagande i prodavaca
iluzija. Tamo gde se postiže slabiji
uspeh u motivisanju mladih da
studiraju inženjersku energetiku, a ne
kuburi se sa novcem, vlade i privreda
pribegavaju klasičnom uvozu gotovih
stručnjaka iz zemalja u razvoju.
Formiranje evropskog prostora i sve
jača globalizacija, kao i nastojanja
nacionalnih zajednica da obezbede
nedostajuće inženjere, izaziva pojavu
velike konkurencije na tržištu radne
snage, u kojoj male i siromašne zemlje
nemaju šansu da proces migracije i
transfera formiranih stručnjaka okrenu
prema sebi. Zato zemlje kao što je
energija
Srbija razvoj svoje privrede i energetike
moraju zasnivati na kadrovima koje
same otškoluju. A Srbija ih školuje
malo, pri čemu se mnogi odmah
po završetku studija zapošljavaju u
bogatijim zemljama, ili tamo nastavljaju
svoja poslediplomska usavršavanja sa
kojih se, po pravilu, nikad ne vraćaju.
Slobodan domaći inženjerski prostor
se, zbog toga, sve više popunjava
stručnjacima koji nemaju mnogo veze
sa inženjerijom i energetikom, a koji,
dalje, da bi zaštitili svoje pozicije - oko
sebe agregiraju lica svog ili sličnog
stručnog profila, smanjujući na taj način
kvalitet i efikasnost radnih procesa
u koje su uključeni, čineći domaću
industriju sve nekonkurentnijom, što
može Srbiju, u finalu, da trajno veže
za poziciju nerazvijene i za život
neizazovne zemlje.
Poslednji je trenutak da se napred
navedenim procesima stane na put!
Neophodna je smišljena akcija i
vlade, i privrede, i univerziteta. Mora
se brzo prevazići kriza inženjerskih
zanimanja i otkloniti razlozi koji utiču
na nenaklonjenost mladih prema nauci,
tehnici, i posebno prema energetici. Da
bi se gradijenti interesovanja mladih
usmerili prema nauci i inženjeriji,
moraju se dobro osmisliti i sinhrono
sprovesti mnoge motivacione mere.
Kratak pregled takvih uspešnih mera
i njihovih dometa može se naći u
literaturi, a mi ćemo ovaj rad posvetiti
višegodišnjim naporima i metodama
Katedre za energetiku i procesnu
tehniku Mašinskog fakulteta u
Kragujevcu (u daljem tekstu – KEPT)
za promociju zanimanja inženjeraenergetičara i motivisanje studenata da
studiraju mašinsku tehniku i energetskoprocesno inženjerstvo. Zato ćemo u
nastavku, pokušati da sistematizujemo
i opišemo metode koje primenjujemo,
da bi potom prikazali i prodiskutovali
njihove učinke, a sve sa ciljem da
podstaknemo ostale univerzitetske
sredine na slične akcije i na takmičenje
u korist cele nacije.
2. Aktuelna optere}enja
u {kolovanju nau~nog i
inènjerskog podmlatka
Kako se formirala postojeća odbojnost
mladih prema nauci i inženjeriji? Kog
trenutka i iz kojih razloga je došlo do
raskida simpatija i mladih i starijih
prema nauci i inženjeriji? Kako
se desilo da se nekadašnje gotovo
slepo poverenje ljudi prema ovim za
život nasušno potrebnim oblastima
pretvori u neinteresovanje, pa i u
nepoverenje? U literaturi koja se bavi
ovom problematikom, može se naći
revija razloga kojima se pokušava da
se objasni zašto su se razvijene zemlje
našle u situaciji da se njihovi mladi u
malom broju opredeljuju da studiraju
inženjeriju i inženjersku energetiku.
Među njima se ističu sledeći:
1.1 poljuljano poverenje čoveka u
nauku, jer je većina ljudi, zbog
novouspostavljenih medijskih i
političkih matrica, izgubila jasnu
korelaciju između naučnika koji „u
svojim rukama imaju budućnost
čovečanstva“ i inženjera kao
„vesnika srećnog života, racionalnih
tehnokrata i uspešnih organizatora
naše svakodnevice“;
1.2 sumnja da nauka i inženjerija
čovečanstvu „donose isto onoliko
lošeg, koliko donose dobrog“,
usled koje se u ljudima, zbog
masovnog korišćenja sredstava
tehničkog progresa, počeo da uvlači
kompleks krivice, jer im mediji,
ali i komunikacijski nenadareni
i/ili neobučeni stručnjaci, vrlo
sugestivno govore da masovna
primena naučnih i tehničkih
dostignuća čini građane štetnijim od
parazita;
1.3 povećanje nesimpatija prema
nauci i tehnici, jer kompleksnost
problema koje obrađuju naučnici
i inženjeri je sve više takvih
razmera da oni nisu u stanju da daju
„instant“ odgovore na prozivke
medija i političara koji iz svojih
potreba kreiraju „instant društvenu
atmosferu“ i koji prilično često,
zarad uskih interesa, menjaju svoje
pozicije prema glavnim naučnim i
inženjerskim izazovima današnjice;
1.4 neobučenost naučnika i inženjera
da pravilno i marketinški dobro
komuniciraju sa javnošću, a često
i izostanak njihove želje da izađu iz
mnogo godina kliširane autističnomagijske atmosfere „oboženih
znalaca i magova“ i da modernizuju
sliku o sebi koju upućuju društvu;
1.5 upotreba nejasno definisanih
pojmova i tradicionalnih
procedura, što u uslovima sve
češćih privrednih i društvenih kriza
i zbog sve naglašenije potrebe
društva za „odlučivanjem po
kratkom postupku“, pojačava i
inače visoki stepen nerazumevanja i
neprihvatanja nauke i inženjerije;
1.6 preveliko opterećenje tradicijom
i teorijom nastavnih procesa u
okviru kojih se školuju inženjeri
i naučnici, što je u neskladu sa
činjenicom da savremeni mladi
ljudi više nisu skloni naučnim
utopijama, a nije u skladu ni
sa porastom njihove svesti i
svesti njihovih roditelja da su
[020]
naučno-tehnološki problemi
sve kompleksniji i udaljeniji od
svakodnevnog života, i da zahtevaju
veliku kompetentnost, pa se zbog
toga opredeljuju za zanimanja koja
ne zahtevaju veliki trud, a tražena
su na tržištu radne snage;
1.7 još uvek prisutno, nasleđeno,
ubeđenje akademskog sveta da
stečena diploma univerziteta
predstavlja stalnu propusnicu
za odgovarajuće zaposlenje, jer
istraživanja pokazuju da za stručnu
i naučnu promociju, pored diplome
treba imati i druge atribute, tj. biti
i harizmatičan, i imati ličnost, i biti
sposoban u vođenju i ubeđivanju
tima, a, takođe, i da globalizacija
ekonomije nameće nove jedinstvene
kriterijume kompetentnosti, kao i
činjenicu da poslodavci prilikom
regrutovanja novih radnika
preferiraju one koji su inteligentni,
prilagodljivi i sposobni za trenutno
uključivanje u svakodnevne, ali i u
kompleksne, poslove;
1.8 kult „vladavine novca“ i želja
mladih da do novca što pre
dođu, podstaknut „oslobođenjem
kapitalizma od svog istorijskog
protivnika“ početkom
osamdesetih godina prošlog veka i
legitimizacijom neokapitalizma kao
jedinog političkog i ekonomskog
načina organizacije društva, doveo
je do iznenadno snažne erupcije
„odlučnih i preduzimljivih dečaka
lakog novca“, i učinili smešnim
likove anonimnih, studioznih i
nepristrasnih istraživača i inženjera
koji su vezani za uspeh svojih
misija u odnosu na likove „odlučnih
i preduzimljivih dečaka lakog
novca“ i na njihove modele lakog i
brzog bogaćenja i
1.9 neusklađenost postojećih
inženjerskih profila i nastavnih
planova i programa po kojima se
studenti školuju na univerzitetima,
sa trenutnim potrebama
industrijskog i energetskog sektora
dovela je do toga da mladi inženjeri
ne uspevaju da naprave brze i
uspešne karijere, i s tim u vezi - ni
ostvarenje svojih potreba za brzim
finansijskim efektima na početku
svojih karijera.
Ako se napred pobrojanim
opterećenjima koje su detektovali
istraživači stanja u zapadnim razvijenim
zemljama pridodaju, specifične
okolnosti dvadesetogodišnje političkodruštveno-ekonomske tranzicije iz
koje Srbija nikako da iziđe, i sve
specifično domaće teme i dileme koje
pritiskuju naš privredno-ekonomski i
energija
kompletan univerzitetski prostor, onda
je logično što se svake godine samo
0,95% studentske populacije upisuje
na energetsko-inženjerske profile
domaćih univerziteta, i što je kadrovska
situacija u energetskom sektoru ozbiljno
dovedena u pitanje.
Prateći nepovoljnu situaciju u vezi
sa školovanjem podmlatka za nauku
i inženjeriju, a posebno za inženjere
energetskih profila, i analizirajući
napred pobrojana i druga opterećenja
koja udaljavaju mlade od tih oblasti,
KEPT, preko dvadeset godina, raznim
merama pokušava da okrene trendove i
da stimuliše mlade na studije energetike
i procesne tehnike. Normalno,
zbog nemogućnosti da utiče na sva
opterećenja opisana u tačkama od 2.1
do 2.9, i na puteve i brzinu tranzicije
u Srbiji, pažnja KEPT bila je sve
vreme okrenuta uklanjanju opterećenja
koja su bila u njenoj nadležnosti, a
delom, koliko je na to mogla da utiče,
i u nadležnosti Mašinskog fakulteta
u Kragujevcu. O tim pokušajima,
primenjenim merama i ostvarenim
rezultatima biće reči u narednim
odeljcima ovoga rada.
3. Sagledavanja neophodnih
promena u {kolovanju nau~nog i
inènjerskog podmlatka
Ulog vezan za promenu interesovanja
mladih za istraživanja i inženjeriju,
u srpskim uslovima, je veoma veliki,
jer treba regrutovati hiljade inženjera
i istraživača radi zamene generacija
koje masovno odlaze u penziju, ili su
postale gotovo neupotrebljive zbog
psihičkih trauma i dugogodišnjeg
„apstiniranja“ sa kreativnih poslova,
a što je uzrokovano „nespretnim“
sprovođenjem i predugim trajanjem
tranzicije, hiperinflacijom, privrednim
lomovima, ratovima i formiranjem nove
klase vlasnika privatizovanih preduzeća,
koji, najčešće, upravljaju firmama u
čiji su posed ušli bez elementarnih
organizaciono-tehničko-tehnoloških
znanja i sposobnosti da podstaknu i
podrže neophodni proces inovacija.
Jer u otvorenoj, globalističkoj,
ekonomiji u koju i Srbija želi da se
uključi, inventivnost upravljačkih
privrednih struktura i inženjera, kao
glavnih kreatora savremenog tehničkotehnološkog progresa, predstavlja jedno
od osnovnih merila uspešnosti.
Nama je od početka sunovrata
interesovanja mladih za studije
inženjerije bilo jasno da greše
propovednici sumraka naučnotehnološke sfere i da to čine zarad
kratkotrajnih interesa grupa i cehova,
pa smo zato stalno govorili da nauka
i tehnika mogu da nađu svoju pravu
šansu između ekstremnih položaja
klatna, koje se kreće između društva
koje odbacuje naivno verovanje i
društva koje želi da bude informisano.
Takođe smo se stalno zalagali da debata
o statusu istraživača i inženjera zahteva
i odgovarajuću transparentnost, jer
civilno društvo očekuje od njih da mu
daju potrebne informacije i objašnjenja,
ali i da u povratu uzmu u obzir njegovo
mišljenje, jer se na taj način može
uspešno napustiti pozicija izolovanosti
i ostvariti fuzija sa civilnim društvom
kome istraživači i inženjeri suštinski
pripadaju. KEPT je uočila i da je krizu
inženjerskih studija, posebno onih
energetskog profila, pratila pojava
niza novih zanimanja koja su nicala na
nedostacima otkrivenim u strukturnom
modelu na kome je mnogo godina
unazad počivala operativna snaga
ove stručne i naučne branše. Posebno
nam je, u tom smislu, bila indikativna
nespremnost inženjera i univerziteta da
se prilagođavaju novim okolnostima,
izostanak njihove spremnosti da prime
kritiku javnosti, ali i njihova spremnost
da lakomisleno sudbinu inženjerije i
energetskog sektora prepuste razvojnoj
inerciji.
KEPT je bilo očigledno da inženjersko
zanimanje mora duboko da se
transformiše i da se njegova misija
mora obogatiti novim i privlačnijim
sadržajima, te da inženjeri moraju
da iziđu iz svoje vremešne „kule od
slonovače“ i odgovore na primeren
način zahtevima tržišta znanja i usluga.
Da bi se to postiglo, ta, po našoj oceni,
revolucionarna promena karaktera
inženjerskog poziva morala je biti
osmišljena i započeta u školama, i
na univerzitetu, pri čemu je gradijent
tih promena morao biti usmeren ne
prema proizvodnji super-tehničara
koje karakteriše široki spektar znanja,
već prema školovanju i formiranju
snalažljivih inženjera-preduzetnika
i inovatora sposobnih da organizuju
i koordiniraju poslove i da prenese
entuzijazam na timove kojima
rukovode. Savremeni inženjer, ako
želi punu prihvatljivost i društvenu
promociju, ne sme više da bude onaj
koji tržištu nameće proizvode na koje
korisnik treba da se adaptira, već da se
postavi u položaj korisnika da bi mu
olakšao život. On ne treba samo da
kreira proizvode koji će samo služiti
njihovim korisnicima, već proizvode
uz koje, ili sa kojima, će korisnicima
život biti lep. Inženjer, više ne sme
da bude samo detaljista naoružan
svojim formulama i „pametnjaković“
koji rešava probleme mehaničkom
primenom raznih matematičkih modela,
već treba da poseduje globalne vizije
[021]
konkretnih tehničko-tehnoloških i
energetskih procesa i funkcionisanja
preduzeća kao celine. Od savremenog
inženjera se očekuje i da poznaje
organizaciju i logistiku proizvodnje
i plasmana, marketinga, postprodaje,
kao i da je u stanju da uspostavlja
dijalog u svim sferama odgovornosti,
ali i da uspešno obavlja svaku funkciju
u proizvodnoj hijerarhiji. Savremeni
inženjer, dalje, mora biti osposobljen da
prvi anticipira i uočava probleme i rizike
u realizaciji projekata i proizvodnje, da
ih na efikasan način predstavlja timu u
kome dejstvuje i svom menadžmentu.
A da, pri tom, svaka njegova aktivnost
mora biti utemeljena na naučnim
i tehničko-tehnološkim znanjima!
Posebno je važno da u toku školovanja
budući inženjer u sebi oseti varnice
kreativnosti, da bude uvek spreman
da sasluša druge, da bude sposoban
da vlada kompleksnim situacijama,
da samoinicijativno preuzima
odgovornost, da bude „timski igrač“,
ali i da nikada ne zaboravi da mora
posedovati neophodnu stručno-naučnu i
menadžersku kompetentnost.
U toku našeg višegodišnjeg naučnoistraživačkog, stručnog i obrazovnog
angažmana, mi smo utvrdili da glavna
karakteristika obrazovnog pristupa ne
sme da bude samo kvalitet i količina
uskostručnog inženjerskog znanja,
već da studenti tehnike u toku svojih
studija moraju uveriti i sebe i svoje
okruženje da su dosegli i poželjan
nivo naučno-stručne i menadžerske
kompetentencije, tj. sposobnost
korišćenja znanja radi ostvarivanja
očekivanog rezultata u datom kontekstu.
Mi, u stvari, posebno insistiramo da
glavni motiv i cilj školovanja inženjera
treba da bude dosezanje odgovarajućih
nivoa kompetentnosti, tj. sposobnosti
razumevanja odgovarajućeg konteksta,
analize teškoća i potencijala koje svaki
konkretni kontekst sa sobom nosi, da bi
se mogla izabrati dobra stručna oruđa
i dobri metodi za rešavanje problema
u tom, opet ponavljamo, konkretnom
kontekstu. Naša okupiranost nivoima
kompetencije koju sa sobom iznose
naši studenti nakon završetka studija,
ukazala nam je da se u školovanju
mladih inženjera, a posebno inženjeraenergetičara, mora primeniti novi
obrazovni pristup, koji nije oslonjen
na uobičajena gomilanja teorijskih
znanja i modela testiranih na školskim
primerima, već da je u toku obrazovnog
procesa potrebno uveriti studenta da
on može sva stečena znanja primeniti u
svakoj realnoj situaciji, uz insistiranje
na sposobnostima integracije,
sposobnostima sinteze i sposobnostima
rukovođenja energetskim i industrijskim
procesima.
energija
4. Metodologija gradnje
kompetencija u toku {kolovanja
nau~nog i inènjerskog
podmlatka
Naša, najpre intuitivna, a kasnije i
proverena metodologija školovanja
kompetentnih inženjera i istraživača u
oblasti energetike i procesne tehnike,
to smo tek mnogo kasnije razumeli,
bila je veoma slična Guy Le Boterfovoj metodologiji, koja teži šestostrukturnom sadržaju profesionalne
kompetentnosti, koju on definiše
kao „rukovođenje profesionalno
kompleksnom situacijom“, što
podrazumeva:
• umeće logičnog delovanja,
• umeće mobilisanja znanja i
poznavanja u odgovarajućem
profesionalnom kontekstu,
• umeće integrisanja i/ili kombinovanja
mnogostrukih i heterogenih znanja,
• umeće prenošenja znanja i
informacija,
• umeće učenja i
• umeće angažovanja.
Kakva je struktura kompetencija koje
treba da ima mladi inženjer-energetičar
po završetku univerziteta? Koje stručne
atribute on treba da ima?
Oni koji se bave kompetencijom u
širem značenju tog pojma kažu da
ona može biti direktno povezana sa
zanimanjem (npr. specijalista za neki
hardver/energetsku mašinu, ili softver/
metodologiju održavanja energetskog
postrojenja), ili sa poznavanjem i
razumevanjem konteksta važnog za
neko konkretno zanimanje. Posebno
su interesantne tzv. transverzalne
kompetencije koje su veoma važne radi
korišćenja u svakoj prilici, i među njima
razlikujemo tzv.:
• intelektualne ili kognitivne
kompetencije,
• metodološke kompetencije,
• lične i društvene kompetencije, i na
kraju
• kompetencije komunikativnosti.
Pod intelektualnim kompetencijama
inženjera-energetičara podrazumeva
se njegova sposobnost korišćenja
različitih informacija pri rešavanju
nekog konkretnog problema, ali i
sposobnost kritičkog rasuđivanja i
korišćenja sopstvene kreativnosti. Da
bi se ovaj vid kompetitivnosti mladog
stručnjaka pravilno razvijao, potrebno
je da on u toku studija izgrađuje svoje
sposobnosti apstrakcije i formalizacije,
kako bi na najjednostavniji način mogao
da koristi podatke/informacije i njihove
interakcije, ali i da pri tom ne sputava
svoju intuiciju i/ili imaginaciju.
Pod metodološkom kompetencijom
inženjera-energetičara podrazumeva se
njegova sposobnost:
• da može uspešno da koristi različite
tehnike i metode efikasnog rada pri
realizovanju i/ili vođenju projekata,
• da je ovladao metodama koje pomažu
u odlučivanju,
• da je osposobljen da koristi
savremene programske alate za
simulacije stvarnosti uz pomoć
matematičkih modela,
• da pristupa naučnim i stručnim
elektronskim i drugim rezervoarima
znanja i informacija, ali i
• da ume da koristi efikasne metode
intelektualnog, individualnog i
kolektivnog rada.
Metodološke kompetencije su,
očigledno, u bliskoj vezi sa percepcijom
vremena i njegovim „ovladanjem“, pa
se pri školovanju mladih inženjeraenergetičara mora posebna pažnja
posvetiti razvijanju njegove moći
etapnog planiranja i sposobnosti za
anticipaciju rezultata.
Za inženjera-energetičara veoma
su bitne i tzv. lične i društvene
kompetencije, jer mu posedovanje i
razvijanje ovih kompetencija pomaže da
može uspešno da kohabitira i sarađuje
sa svojim okruženjem. Razvijanje
ove vrste kompetencija omogućuje
inženjeru-energetičaru i:
• da u toku svog radnog angažmana
uspešno afirmiše svoj lični i društveni
identitet,
• da ume na primeren i društveno
prihvatljiv način da zauzima
odgovarajuće mesto u timu i/ili grupi,
• da uvek ima svest šta od tima/
grupe može dobiti, a šta se od njega
očekuje,
• da ume da pravi pozitivne interakcije
unutar tima/grupe,
• da u interpersonalnoj dinamici
ima sposobnost orijentacije prema
pozitivnom ishodu, a ne prema
nekreativnom konfliktu, i
• da ima etičan prilaz saradnicima
i problemima kojima se bavi, jer
uspeh timskog rada presudno zavisi
od međusobne raspodele pozitivnih
vrednosti unutar tima/grupe.
Konačno, tzv. kompetencija
komunikativnosti podrazumeva
neophodnost razvoja sposobnosti
inženjera-energetičara za jasno,
precizno i prilagodljivo obraćanje i
izlaganje svojih shvatanja, ideja, ponuda
i rezultata, da bi mogao uspešno da
zadovolji očekivanje okruženja u kome
dejstvuje.
Iz prethodnog je očigledno da
univerzitetsko obrazovanje inženjeraenergetičara ne sme biti orijentisano
[022]
tako da mu u glavu utuvljuje samo
stručno znanje vezano za jednu usku
specijalnost, već da razvija sve napred
navedene kompetencije i da ga nauči da
uči i da razume. Dugo godina negovani
klasični program univerzitetskog
„inženjerskog kofera znanja i veština“
je već odavno prevaziđen, jer znanje
mladog inženjera, zbog burnog
razvojnog tehnološkog ritma, počinje da
zastareva odmah po završetku studija.
Ovo se dešava čak i onim slučajevima
kada inženjer kroz permanentno
obrazovanje u svojoj struci, što je
svakako neophodno, pokušava da bude
u toku sa najnovijim ostvarenjima u
svim oblastima u kojima deluje.
Savremeni univerzitet, dakle, mora
da nauči inženjera-energetičara da
uspešno pliva kroz znanja drugih i
da mobiliše ta znanja, kompetencije
i energije saradnika oko projekata
koji mu se poveravaju. Mora da bude
dovoljno svestran da bi znao kakve su
mu kompetencije potrebne, da ume brzo
da ih operacionalizuje i da ih uspešno
evaluira. Možda će izgledati po malo
paradoksalno, ali savremeni inženjerenergetičar mora posedovati veoma
snažno „površno znanje“ u različitim
kompetencijama da bi mogao da ostvari
uspešan dijalog sa svakim iz široke
lepeze svojih partnera angažovanih na
realizaciji projekta. Upravo zbog ovakve
nove uloge inženjera-energetičara, on
u toku školovanja mora da razvija i
sopstvene kvalitete humanosti. Ovo tim
pre, jer je epoha sigurnih i dominantnih
hijerarhija već prilično dugo iza nas,
a pogotovo ona epoha u kojoj su
dominirala univerzalna rešenja. Nema
više mesta ni insistiranjima na strogom
pridržavanju nekih unapred „svestrano“
pripremljenih rešenja, a ni korišćenju
argumenata autoriteta bez uzimanja
u obzir humanih dimenzija svakog
projekta i svake projektne organizacije.
5. Kompetencije savremenih
inènjera u makazama
„o~ekivanja poslodavaca – èlje
studenata“
Naša iskustva, ali i ona literaturna
koja se bave potrebama savremenih
preduzeća (malih, srednjih i velikih,
a posebno malih i srednjih) za
kompetencijama koje treba da ima
poželjni inženjer-energetičar pokazuju
da ona preferiraju inženjere koji imaju i
„nešto više od znanja“, jer su se u toku
svoje razvojne istorije uverila da su
njihova stvarna bogatstva sadržana u
kvalitetu i sadržaju kompetencija svojih
zaposlenih. Preduzeća upravo zbog toga
i zapošljavaju one mlade inženjere koji
imaju:
• veći stepen inovativnosti,
energija
• dokazane i brojnije kompetentnosti na
akademskim projektima urađenim u
toku studija,
• izraženiju adaptivnost na nove uslove
• kreativnost.
Posebno je važno naglasiti da preduzeća
prilikom zapošljavanja među glavne
kriterijume za prijem novih inženjera
stavljaju njihovu sposobnost da:
• rade sa ekipom na terenu, i da
• ekipi u kojoj dejstvuju uspešno
prenese svoje ideje i imaginaciju,
jer im je iskustvo pokazalo da inženjer
nije više izolovani super-tehničar koji
u svom birou samo sprovodi proračune
i analizira rezultate tokom celog dana.
Inženjer je, dakle, lice koje komunicira
sa drugima, razmenjuje znanja, vodi tim,
animira ga, izveštava svoje saradnike
i poslovne partnere. Preduzeća, dalje,
od svojih inženjera očekuju da su u
stanju da prihvate i unaprede postojeće
korporativne vrednosti (korporativnu
kulturu) preduzeća, kao i to da
njihove kompetencije ne prestanu na
„kapiji preduzeća“. Ovo zbog toga
što poslodavci smatraju, u skladu sa
savremenom korporativnom kulturom,
da inženjeri treba da imaju i glavne
uloge u odnosima preduzeća i okruženja
definisanog mnogobrojnim lokalnim
i globalnim partnerskim mrežama.
Interesantno je istaći i to da savremena
preduzeća traže od svojih inženjera
da umeju na pravi način da se postave
u svakoj situaciji i da svaka takva
postavka doprinese uspešnom završetku
projekta i podizanju ugleda preduzeća u
kome je zaposlen.
Prethodna očekivanja poslodavaca
i njihovih preduzeća od inženjera
koje zapošljavaju su, dakle, veoma
profilisana i zahtevna. S druge strane,
studenti tehničkih fakulteta žele:
• optimizaciju svoga studijskog
angažmana i smanjivanje obima
nastavnih planova i programa,
• aktivnije i atraktivnije pedagoške
metode, koje više odgovaraju
modernom informatičkom društvu u
kome su odrastali i u kome studiraju i
• izgradnju kompetencija koje
preferiraju poslodavci, i to onih
koje će im u najkraćem mogućem
roku omogućiti dobru zaradu i punu
društvenu promociju.
Burne promene u društvenim
strukturama, novi odnosi koji se
uspostavljaju u porodici i tzv. porodično
samoobrazovanje mladih, stvaraju
veliku odbojnost studenata prema
jednosmernoj hijerarhiji koju preferira
najveći broj današnjih univerzitetskih
nastavnika, pa se iz tog razloga
javlja i dodatan zahtev za bitnom
modifikacijom odnosa nastavnikstudent.
Stvaranje odgovorne osobe i poželjnog
stručnjaka za preduzeće, uz uvažavanje
dostignutih kulturoloških i psihofizičkih
karakteristika savremenih studenata
inženjerije ne omogućavaju „pedagogija
i pravila koja važe za sve“. Brojni
su nastavnici univerziteta koji se
žale na nedostatak odgovornosti kod
svojih studenata. Međutim i gradnja
odgovornosti je sastavni deo procesa
studiranja za čiji uspeh su podjednako
odgovorni i nastavnik i student. Prema
našim nalazima, veliku ulogu u stalnim
diskusijama o odgovornosti unutar
univerzitetskog obrazovanja ima i
nejasna definicija odgovornosti, koja
lako menja svoj smisao u zavisnosti od
konteksta u kome se koristi, jer se taj
termin nekad može razumeti i kao moć,
a nekad i kao odricanje, ali može imati
i širok spektar drugih značenja između
ove dve krajnosti. Oni nastavnici koji
prigovaraju studentima da nemaju
osećaj odgovornosti polaze, najčešće,
od shvatanja da je odgovornost
„odricanje“ i da zbog nespremnosti na
odricanje studenti ne postižu rezultate
koje oni smatraju prihvatljivim, a oni
studenti kojima se zbog neodovornosti
prigovara smatraju, najčešće polazeći
od shvatanja da je odgovornost „moć“,
da im nastavnici svojim ponašanjem
ne omogućavaju da budu odgovorni,
jer im ne dozvoljavaju mogućnost da
samostalno odluče šta je dobro za njih
same.
Prema tradicionalnom shvatanju,
rezultat rada studenta treba da bude
novo znanje čiji se kvalitet i količina
na kraju meri ocenom. Takvo shvatanje
ne podrazumeva gotovo nikakvu
odgovornost prema univerzitetu i
društvenoj zajednici, što je u neskladu
sa situacijom kada se mladi inženjer po
zapošljavanju uključi u razne poslovne
i društvene akcije, u kojima se njegova
odgovornost meri stepenom korisnosti
radnog angažmana za preduzeće ili
neku društvenu asocijaciju. Dakle, na
univerzitetu se odgovornost studenta
meri prema njemu samome, a nakon
zapošljavanja u odnosu na okruženje.
Upravo na menjaju shvatanja
odgovornosti i nastavnika i studenta,
KEPT je i započela svoj uspešni
tranzicioni put prema podizanju
nivoa kompetentnosti svojih
studenata, posebno onih koje su u
svakom razvojnom trenutku privrede
najpoželjnije za poslodavce. Sa
krilaticom „autoritarni nastavnik je
smetnja školovanju odgovornog i
kompetentnog inženjera“, KEPT je,
koristeći niz novih edukacionih metoda,
bitno podigla interesovanje mladih
za studiranje Smera za energetiku i
procesnu tehniku i učinila da se oni po
[023]
diplomiranju lako zapošljavaju, i da ih
poslodavci veoma često radno angažuju
i u toku studiranja.
6. Osvrt na nove pedago{ke
metode koje KEPT primenjuje
u toku školovanja inènjera
energetike i procesne tehnike
Dobar inženjer je onaj koji sumnja, koji
ume da posumnja i u svoju sigurnost,
ali i da na vreme prepozna svoje greške.
On treba da je svestan činjenice da staro
shvatanje o „savršenom tehničkom
rešenju, metodi ili organizacionom
modelu“ više ne „pije vodu“, i da
se rešenja nijednog kompleksnog
inženjerskog problema ne mogu
apriori svrstavati u „dobra“, ili „loša“.
Ambicija inženjera treba da bude da
u datom kontekstu nalazi optimalne
izbore između različitih manje ili
više dobrih, odnosno loših, rešenja,
pri čemu kod njega nikada ne sme da
izostane ambicija da u svakom trenutku
„vlada situacijom“. Inženjer se u toku
svoje karijere ne sme oslanjati samo
na dedukciju i svoja matematičkomehanička znanja, već u toku studiranja,
a i kasnije, mora u dovoljnom stepenu
da unapredi svoju intuitivnost,
entuzijazam i svoju inženjersku
harizmu, što će mu pomoći da brzo
postane koristan i poželjan timski igrač,
koji se u interesu uspešne realizacije
projekta može, bez hijerarhijske i/
ili stručne sujete, uvek osloniti na
specijaliste koji od njega više znaju.
Inženjerski poziv je oduvek odgovoran.
Sada je u tom pozivu novo što inženjer
postaje sve autonomniji u obavljanju
i organizovanju poverenih poslovnih
aktivnosti, ali i da se vrednuje prema
postignutim rezultatima. Savremeni
inženjer mora da bude obučen da se
ponaša kao preduzetnik i da bude
spreman da preuzima rizik. Preuzimanje
rizika nije spontani proces. Zbog
značaja i napora koji je potrebno
uložiti da bi se usvojilo preduzetničko
ponašanje i spremnost za preuzimanje
rizika potrebno je da kompletne
studije inženjerije budu prožete takvim
sadržajima.
Mislimo da je na ovom mestu važno
spomenuti još nekoliko činjenica koje
su važne za školovanje uspešnog i za
poslodavce poželjnog inženjera.
Prvo, ističemo činjenicu da savremeni
inženjer svoju karijeru ostvaruje u
uslovima koji mu omogućuju gotovo
trenutan, masovan i jeftin prilaz
neophodnim informacijama u bilo
kojem delu sveta, kao i to da se u
preduzetničke i poslovne timove koji
se formiraju oko uspešnih projekata sve
češće uključuju saradnici iz različitih
zemalja, koji svojom poslovnom
energija
kulturom, jezikom i navikama zahtevaju
od inženjera pojačanu internu i eksternu
mobilnost i izrazitu kulturološku, rasnu i
versku toleranciju. O dobrom znanju bar
jednog svetskog jezika da ne govorimo!
Drugo, sve masovnija svest o prostornobilansno-vremenskim ograničenjima
svih resursa na planeti Zemlji, i
mnogim uzročno-posledičnim vezama
između aktivnosti čoveka i njegovog
okruženja, kao i o konfliktima koji
nastaju na tim osnovama, nameće još
jednu bitnu komponentu koja mora
biti sadržana u obrazovnom programu
inženjera-energetičara, a koja se odnosi
na ovladavanje filozofijom održivog
razvoja i kompleksnih metoda za
doprinošenje takvom razvoju oslonjenih
na principima:
• predostrožnosti,
• prevencije,
• očuvanja i
• participacije.
Treće, u skladu sa novim funkcijama
inženjera-energetičara, jasno je da
on mora u toku školovanja da razvije
smisao za praktičnu (tzv. inženjersku)
matematiku i za korišćenje postojećih
veoma produktivnih softverskih alata za
proračune, simulacije i projektovanje,
jer matematički modeli inženjerskih
problema i kompleksni projekti koji
se moraju realizovati u ugovorenim
rokovima, koji će biti sastavni deo
njegove prakse, postaju sve složeniji
i zahtevniji, i prosto nagone inženjera
da se odvoji od teoretizacije i
formalizacije.
Četvrto, s obzirom na buran
tehničko-tehnološki progres i stalna
prilagođavanja preduzeća novim
zahtevima tržišta, obrazovanje inženjera
ne sme biti prejako profilisano, i mora
mu ostaviti dovoljan prostor za kasnija
prilagođavanja zahtevima poslodavaca
i za uklapanja u nove projektne i
upravljačke inicijative.
Pedagoške metode koje je KEPT
odavno usvojila i koje uspešno
sprovodi pokazale su da mogu pomoći
u formiranju inženjera-energetičara
sa atributima koje savremeni inženjer
mora da ima, a koji su prodiskutovani
u prethodnom tekstu. Zbog toga što
mislimo da one mogu biti korisne i pri
školovanju inženjera drugih profila,
a posebno što bi njihova masovnija
primena mogla podstaći interesovanje
mladih za studiranje tehničkih fakulteta
i efikasniju produkciju inženjera bez
kojih Srbija nema šanse za privredni i
ekonomski napredak, u nastavku ćemo
izložiti osnovne karakteristike četiri
pedagoške metode koje su postale
sastavni deo naših studijskih programa, i
ukratko se osvrnuti na posledice njihove
promene.
1. Primena metode obuke studenata
posredstvom konkretnih inženjerskih
problema, stavila je naše studente u
poziciju aktivnih činilaca saznajnog
procesa i eliminisala njima neomiljene
pasivne pedagoške metode koje
podrazumevaju studenta kao običnog
primaoca znanja i profesora kao
interpretatora i davaoca tog znanja.
Ova komponenta edukacionog
procesa omogućuje istovremeni razvoj
strategije:
• rešavanja problema,
• sticanja znanja iz pojedinih
inženjerskih disciplina i
• transverzalnih inženjerskih
kompetencija.
Suština ove metode je da se grupi
studenta postavi problem čijim
rešavanjem oni istovremeno postaju
primaoci i znanja, i kompetencija.
Metoda obuke studenata posredstvom
konkretnih inženjerskih problema
podrazumeva spremnost studenata za
timski rad i autonomnost u rešavanju
postavljenog problema, ali zahteva i
smanjenje obima „tutorisanja“ od strane
profesora, čija se uloga svodi na to da
pomogne studentima da formiraju svoju
strategiju rešavanja problema i svest
o dostignutom nivou tih sposobnosti.
Veoma je važno da se u toku ovako
organizovanog saznajnog procesa kod
studena razvijaju sposobnosti za:
• kreiranje kvalitetnih međusobnih
odnosa unutar tima/grupe,
• upravljanje promenama koje rad na
svakom kompleksnom zadatku sa
sobom nosi i
• pravilno i objektivno
samoprocenjivanje studenata.
posredstvom projekata je po svojoj
suštini nastavak metode obuke
studenata posredstvom konkretnih
inženjerskih problema. Ona je znatno
manje orijentisana na učenje u okviru
pojedinih nastavnih disciplina, a
znatno više na razvoj transverzalnih
kompetencija studenta. U osnovi
ove metode je obučavanje studenata
da moraju primenjivati proverene
inženjerske metode i alate da bi bili
sigurni da će u predviđenom vremenu
ostvariti očekivane profesionalne
rezultate. Dakle, glavni parametar u
obuci posredstvom projekata je vreme,
jer su stvarni inženjerski projekti
dinamički procesi koji imaju svoj
početak i kraj, tj. da imaju strogo
determinisano vreme realizacije.
Uspeh projekta ocenjuje se prilično
različito nego pri klasičnom ocenjivanju
studenata i meri se na osnovu
višekriterijumske analize koja obuhvata:
• objektivne pokazatelje (kao na primer
- poštovanje tehničkih uslova, kvalitet
[024]
rezultata, poštovanje cene i rokova),
ali i
• subjektivne pokazatelje (poput originalnosti realizacije, lepote
ostvarenih rezultata, a često i
sposobnosti ekipe da se istakne).
Evaluacija obučenosti studenata po
ovim kriterijumima ima za cilj da ih
pripremi za suočavanje sa realnim
životom i za integraciju kriterijuma
prema kojima će biti ocenjivani tokom
celog svog profesionalnog veka.
Metoda obuke studenata posredstvom
projekata zahteva uspostavljanje
prakse redovnih sastanaka u vezi sa
praćenjem rezultata i dinamikom
njihovog ostvarenja, i pruža mogućnost
i studentima i profesoru da koriguju
intenzitet i kvalitet svog angažmana.
Profesor koji koristi ovakvu metodu,
svoju edukacionu funkciju ostvaruje
više kroz praćenje nego kroz vođenje
studenata, pri čemu treba da teži da
studenti postanu svesni različitih
aspekata projekta, kao i da olakša
proces rekonstrukcije razvoja projekta
i konceptualizacije metodologije za što
objektivnije procenjivanje napredovanja
projekta i svakog člana tima.
za njihovo otvaranje prema drugim
kulturama se naslanja na prethodne dve
edukacijske metode čiji je zajednički
imenilac – obavezivanje studenata
da rade sa drugima, tj. da razvijaju
sposobnost slušanja drugog i da podižu
pragove svoje tolerancije. Primena ove
metode pomaže da student postane
svestan realnosti da njegov način
mišljenja nije univerzalan i da svi ne
razmišljaju na isti način kao on, kao i
da je nametanje sopstvenih stavova po
svaku cenu u neskladu sa interesima i
učenicima tima kao celine.
Postojeće informatičke i komunikacione
tehnologije omogućuju studentima da
brzo upoznaju druge kulture, pa je zbog
toga neoprostivo da ostanu u ubeđenju
da su oni „centar sveta“. Ova metoda
obučavanja omogućuje pripremu
mladih inženjera za novouspostavljene
principe funkcionisanja preduzeća, jer
će se tokom svog profesionalnog života
veoma često nalaziti u situacijama da
treba da zadovolje klijente različitih
kultura, kao i sve češće sopstveno
uključivanje u ekipe koje čine
komercijalisti, dizajneri, arhitekte,
urbanisti, sociolozi, lekari, ekonomisti
…
4. Primena novih sredstava tehničkog
napretka u obuci studenata koja se, pre
svega, oslanja na:
• širok, brz i prosto neograničen pristup
informacijama i elektronskim bazama
znanja, i na
energija
• postojanje ogromnog broja
softverskih alata za matematičko
modeliranje fizičkih procesa, njihovu
simulaciju u realnom vremenu,
konstruisanje i projektovanje, ali i za
organizovanje i praćenje realizacije
kompleksnih projekata.
Primena novih sredstava tehničkog
napretka u obuci studenata učinila
je prevaziđenom praksu u kojoj se
profesor postavlja kao glavni, a ne
tako retko i jedini, izvor informacija
i uslovila da se njegova uloga
usmeri na osposobljavanje studenata
za brzo i svrsishodno odabiranje
relevantnih informacija, i na njihovu
analizu, sintezu i prezentaciju. Nove
informatičke tehnologije i razvijeni
softverski alati koje se koriste u toku
obuke, bitno utiču i na promenu odnosa
studenata inženjerije u odnosu na
poimanje matematičkog modeliranja
fizičkih pojava, jer savremeni personali
računari koji su postali veoma dostupni
našim studentima, svojim ogromnim
kapacitetima i svojom operabilnom
brzinom omogućavaju proračune i
vizualizacije veoma kompleksnih
za inženjere bitnih fizičkih procesa i
mnogostruko olakšavaju, standardizuju
i ubrzavaju izradu virtualnih 3D
modela inženjerskih konstrukcija.
U tom kontekstu, primena novih
sredstava tehničkog napretka učinila
je da se u nastavi više pažnje može
posvetiti razumevanju suštine fizičkih
i metodoloških problema, jer je obuku
studenata za rešavanje jednačina potisla
u drugi plan i učinila je manje bitnom
u strukturi poželjnih inženjerskih
kompetencija.
Na slici 1. fotografijama je ilustrovano
nekoliko interesantnih detalja nastalih
tokom višegodišnje primene novih
pedagoških metoda koje KEPT koristi
u toku školovanja inženjera energetike i
procesne tehnike.
Slika 1 Ilustracija detalja vezanih za implementaciju novih edukacijskih metoda KEPT
a) Pažljivi slušaoci i strogi
ocenjivači – detalj sa jedne od
završnih studentskih radionica
b) Tim A u napadu - Prezentacija
(odbrana) projekta visokoučinskog
ventilatora
c) Studentska torta Tima P posle
uspešne prezentacije i odbrane
projekta postrojenja za energetsko
korišćenje otpadnih automobilskih
guma i polusatnog nastupa na
televiziji
d) Predavanje jednog od studenata i ilustracija dela rezultata studentskih timova
e) I sarma može da bude srpski
brend (detalj jedne od završnih
radionica)
f) Važno je svoj tim što efektnije i
lepše predstaviti (detalj jedne od
završnih radionica)
[025]
g) Iznenađenje za kolege – ukusna
pogača i kajmak nakon odbrane
projekata i objavljivanja prve
studentske monografije
energija
Slika 1 Ilustracija detalja vezanih za implementaciju novih edukacijskih metoda KEPT (nastavak)
h) Javna prezentacija studentskog projekta o povećanju
energetske efikasnosti vinarije „Aleksandar“ u svečanoj
sali vinarije
7. Kratak prikaz uticaja primene
novih pedagoških metoda KEPT
na opredeljivanje mladih za
studiranje energetike i procesne
tehnike na Mašinskom fakultetu
u Kragujevcu
Tihi i postepeni zaokret interesovanja
mladih za studije energetike i procesne
tehnike na Mašinskom fakultetu u
Kragujevcu započet je osamdesetih
godina prošlog veka. Više intuitivno,
i) Degustacija vina i ručak koji je vlasnik vinarije
priredio za studente i goste nakon prezentacije projekta
nego na osnovu saznanja kako to
rade drugi, počeli smo da menjamo
tradicionalni koncept studiranja i da ga
usmeravamo prema onim ciljevima koji
se danas nazivaju „novom inženjerskom
školom“. Početna nerazumevanja,
pa i direktna protivljenja našem
novom modelu školovanja inženjera,
slabila su sa protokom vremena, da
bi danas postala koncept koji i sve
ostale obrazovne celine na fakultetu
pokušavaju da implementiraju u svoju
metodologiju rada sa studentima.
Šta bi mogla doneti pažljiva i
sistematična primena iskustava KEPT
na omasovljavanju studija na tehničkim
fakultetima u Srbiji, možda najrečitije
ukazuju grafički podaci izloženi na
slici 2., koji govore o tome kako su se
studenati opredeljujivali prošle godine
za studiranje na postojećim smerovima
Mašinskog fakulteta u Kragujevcu.
Slika 2 Vizualizacija podataka o opredeljivanju studenata na postojećim smerovima Mašinskog fakulteta u Kragujevcu
8. Literatura
1. Rober Žermine: Inženjer kao
predvodnik demokratije, Institut za
nuklearne nauke „Vinča“, Beograd
2008.
2. Dokumentacija Katedre za
energetiku i procesnu tehniku
Mašinskog fakulteta u Kragujevcu
3. http://www.pedagog.org.yu/
evropska%20unija.php
4. Aleksandra Mudrinić Ribić: Uloga
on-line nastavnika u e-obrazovanju,
Edupoint časopis, Studeni
2005. / godište V / ISSN 1333-5987
5. Renato Jerončić: Bolonjski proces i
tržište rada – sadašnje stanje i buduće
smjernice, Drugi hrvatski seminar o
Bolonjskom procesu, Split, 13. i 14.
svibnja 2005.
6. Dejan Đorđević: Progresivna
marginalizacija planera, http://
www.ingkomora.org.yu/
glasnik/01/?id=cl01_07
[026]
energija
Dejan Mandi}, Miodrag Mesarovi}
Energoprojekt ENTEL, Beograd
UDC: 620.92.004 (497.11)
Sigurnosni aspekti
snabdevanja energijom
u normalnim i kriznim
situacijama
1. Uvod
Energetska sigurnost za većinu zemalja
podrazumeva sopstvenu proizvodnju
energije i manju uvoznu zavisnost,
posebno ako je udeo uvozne energije
veliki i raste, kao što je slučaj Srbije.
Strukturne promene u njenoj privredi,
razvoj visokih tehnologija, kao i sve viši
standard stanovništva, čine društvo u
celini osetljivijim na energetske krize,
pa je potrebno istražiti nove koncepte
koji će umanjiti rizike od poremećaja
u snabdevanju energijom. Aspekt
sigurnosti u znatnoj meri utiče i na
izbor opcija i na strateška opredeljenja
u razvoju energetike, budući da je
ranjivost na energetske krize danas
od prvorazrednog interesa, kako
rastu geoplitički rizici od poremećaja
na tržištu energenata. Zbog toga i
Zakon o energetici Republike Srbije
obavezuje sve energetske subjekte na
posebnu brigu o sigurnosti snabdevanja
potrošača.
Pod pojmom sigurnosti podrazumeva
se adekvatna snabdevenost dovoljnim
količinama energije, uz prihvatljive
cene i zahtevanu zaštitu životne sredine.
Doskora je naglasak bio na fizičkim
aspektima sigurnosti, ali se danas sve
više pažnja usmerava na ekonomske
i političke aspekte, koji utiču na
snabdevanje energijom. S obzirom
na tehničko-tehnološku prirodu svih
energetskih podsistema, fizički aspekt
sigurnosti je dosta obrađivan[1], pa su
u ovom radu diskutovani ostali aspekti
sigurnosti sa strateškog stanovišta
sa posebnim naglaskom na osetljive
stambene, poslovne, administrativne
i saobraćajne aglomeracije, kakvu
predstavlja Beograd.
Problemi u vezi sa sigurnošću
snabdevanja energijom i osetljivost
Rezime
Energetska politika u svetu danas (sa velikim izgledima da to čini sve više i u
budućnosti) u prvi plan stavlja sigurnost snabdevanja energijom, uvažavajući
njenu geopolitičku dimenziju i sve veću međuzavisnost zemalja proizvođača i
potrošača energije, kao i rizike koje takva međuzavisnost nužno nosi sa sobom.
Imajući u vidu nedavne poremećaje snabdevanja Evrope gasom iz Rusije u vreme
najveće potrebe za njim, u ovom referatu su prikazani (kvalitativno i kvantitativno)
indikatori sigurnosti koji karakterišu aktuelno stanje u Srbiji u normalnim uslovima
snabdevanja, kao i moguća strateška poboljšanja da se izbegnu ovakve i slične
rizične situacije. Poseban akcenat je stavljen na grad Beograd kao veliko, a
istovremeno i najosetljivije potrošačko područje u Srbiji.
Ključne reči: Sigurnost snadevanja, energetske krize, geopolitički rizici, indikatori
sigurnosti.
Energy Supply Security Issues in Regular and Critical Situations
World energy policy at present (with great prospects to do more so in the
future) puts the security of energy supply on the top of the agenda, taking into
consideration its geopolitical dimension and an ever increasing interdependence of
energy supplying and energy importing countries, as well the risks associated with
such an interdependence. Having in mind recent disturbances in Russian gas supply
to Europe when the need for it was peaking, this paper presents (qualitative and
quantitive) indicators of energy supply for the actual status in Serbia in the regular
conditions of supply, as well as the strategic improvements which enable to avoid
such and similar risky situations. Special emphasis is placed on the city of Belgrade
as a large and at the same time the most sensitive consumer area in Serbia.
Key words: Security of supply, energy crises, geopolitical risks, security indicators.
na potencijalne krizne situacije
karakterišu rastuća uvozna zavisnost,
rast cena sa iscrpljivanjem fosilnih
izvora energije i sigurnosne implikacije
u vezi sa liberalizacijom tržišta. Ovi
uticajni faktori karakterišu ekonomske
aspekte energetike, dok (geo)političke
uticajne faktore određuju nestabilnosti
političke prirode u regionima/zemljama
proizvođača energije, ili politički
motivisani potezi sa reperkusijama na
energetski sektor.
Sa stanovišta primarnih resursa, najveći
rizici u snabdevanju energijom mogu
se očekivati na tržištima nafte i gasa.
Svet danas još nije suočen sa akutnim
deficitom nafte, ali će u doglednoj
[027]
budućnosti ovaj prirodni resurs početi
da se iscrpljuje, što će imati veliki
uticaj na porast cena. (Na porast cena,
ali i na snabdevanje tečnim gorivima
uopšte, značajan uticaj mogu da imaju
potencijalni problemi u transportu,
bilo da se cevovodni transport nafte
vrši preko teritorija nekoliko zemalja,
bilo da se vrši brodski, zbog rizika
na pomorskim rutama). Potrošnja
prirodnog gasa ima najbrži rast u
odnosu na druge oblike energije, ali
se rizici s obzirom na raspoloživost
resursa neće pojaviti u tako kratkom
vremenu, kao nafta. Međutim, razloga
za zabrinutost ima zbog nepovoljnog
regionalnog rasporeda (Rusija i zemlje
energija
Slika 1 Uvozna zavisnost pojedinih zemalja od gasa iz Ruske Federacije
Srednjeg Istoka kontrolišu 2/3 ukupnih
svetskih rezervi), pa je jedan od
odgovora na ovakvu situaciju stalni rast
prometa tečnog gasa (učešće tečnog
gasa na globalnom tržištu je već preko
20% [1]). Poseban rizik od poremećaja
snabdevanja gasom zemalja u Evropi
je njihova velika uvozna zavisnost od
Rusije, slika 1.
Krizne situacije u snabdevanju
energijom, bez obzira na karakter i
uzroke, imaju krupne posledice zbog
porasta cena (uvoznih) energenata, s
jedne strane, i mogućih debalansa u
odnosima nabavka/potrošnja pojedinih
oblika energije, s druge strane.
Osetljivost korisnika energije na cene
ispoljava se kratkoročno, ali i u dužem
periodu vremena u budućnosti. Promena
(povećanje) cena neposredno utiče na
sredstva potrebna za nabavku energije,
sa negativnim posledicama na spoljnotrgovinski bilans, na konkurentnost
privrede idr. Promene ekonomskih
indikatora su uslovljene načinom na koji
se porast cena širi kroz privredni sistem.
Osetljivost korisnika energetskih
usluga na promene regularnih uslova
u snabdevanju energijom zavisi od
strukture energenata koje potrošači
koriste u zadovoljavanju potreba,
naravno ukoliko su oni deficitarni u
zemlji. U većini industrijskih grana
sa visokim energetskim intenzitetom
kao energenti dominiraju tečna goriva
i prirodni gas. Osetljivost korisnika
energije na moguće prekide u
snabdevanju, koji mogu da nastanu zbog
neplaniranog (iznuđenog) debalansa
u snabdevanju i isporukama energije,
iskazuje se i na mikroekonomskom
planu, sa znatnim finansijskim, ali i
psihološkim posledicama. Maksimalni
tolerantni broj dana trajanja prekida
snabdevanja fosilnim gorivima u
Tabela 1 Maksimalno prihvatljivo trajanje prekida u snabdevanju energijom
kriznim periodima prikazan je u tabeli
1 [2].
Transformacije u energetskom sektoru
koje mogu da izazovu krizne situacije
na tržištu energenata se posebno odnose
na liberalizaciju tog tržišta. Po pravilu,
liberalizcija tržišta povećava sigurnost
snabdevanja potrošača zbog toga što
se povećava broj učesnika na tržištu i
poboljšava se fleksibilnost energetskih
sistema. Međutim, kako liberalizacija
pomera odgovornost za obezbeđenje
sigurnosti sa državnih organa na tržište,
takva politika postaje rizična, naročito
kada se imaju u vidu dugoročni aspekti
razvoja energetskog sektora. Stoga se
u pojedinim zemljama koriguje stav
o tržištu kao isključivom regulatoru
budućeg razvoja, naglašavajući sve
više uloge regulatornih organa, kao i
operatora sistema, pa i samih državnih
organa, u kompenzaciji mogućih
rizičnih implikacija u budućnosti.
Potencijalni rizici nastanka poremećaja
u snabdevanju energijom su posledica i
moguće geopolitičke nestabilnosti, kao
u nedavnom sporu Ukrajine i Rusije
koji je veliki deo Evrope ostavio bez
snabdevanja prirodnim gasom, slika
2. Stoga je sigurnost snabdevanja
energijom nužno razmatrati i globalno
(radi obezbeđenja adekvatnih resursa) i
regionalno (radi obezbeđenja sigurnih
prenosnih kapaciteta za uvoz), a
posebno na nacionalnom nivou (radi
obezbeđivanja sigurnosti snabdevanja
[028]
potrošača pojednim vrstama energije).
Pri tome treba imati u vidu da na
sigurnost snabdevanja energijom u
velikoj meri mogu da utiču tržišne
transformacije u energetskom sektoru
i promene u strukturi privrede i drugih
sektora potrošnje energije, kao i
pooštravanje kriterijuma za zaštitu
životne sredine.
2. Indikatori sigurnosti
snabdevanja energijom
Rizici od poremećaja u snabdevanju
energijom poslednjih godina sve više
zabrinjavaju javnost i državne organe,
naročito u razvijenim zemljama u
nastojanju da nizom mera umanje
verovatnoću i negativne efekte kriznih
situacija. U tom smislu se analizira
osetljivost energetskih sistema
na poremećaje, klasifikuju grupe
mogućih uzroka i istražuju načini da se
događaji nadziru i prate. Iako je reč o
složenom fenomenu rizika koji je teško
kvantifikovati, utvrđen je jedan broj
indikatora koji omogućuje da se prati
efekat mera koje se preduzimaju u vezi
sa spoljnotrgovinskom energetskom
politikom, supstitucijom energenata,
konzervacijom energije i sličnim
strateškim pitanjima, kao i u vezi sa
fizičkom izgrađenošću energetske
infrastrukture, nivoa rezervi i drugih.
U nastavku su definisani osnovni
indikatori stateškog karaktera, sa
preporukom da se počne njihova
primena radi produbljene analize
energija
Slika 2 Ograničenje i obustava isporuke gasa iz Rusije preko Ukrajine
problema sigurnosti snabdevanja
potrošača energijom u Srbiji.
Osetljivost energetskog sistema može
da bude veoma uslovljena nivoom
zavisnosti od uvoza energenata.
Kao mera rizika od poremećaja u
snabdevanju energijom obično se
koristi stopa uvozne zavisnosti, koja se
definiše kao odnos neto uvoza energije
i ukupne potrošnje energije. Pri tome
se stopa uvozne zavisnosti definiše za
svaki oblik uvozne energije posebno.
Kako proizvodnja energije u Republici
Srbiji nije dovoljna da pokrije potrebe
konzuma, pa je značajan deo (preko
40%) potrebno nabavljati iz uvoza.
Uvozna zavisnost Srbije je posebno
velika u pogledu tečnih (preko 80%)
i gasovitih (preko 90%) goriva, a sa
rastom potrošnje energije raste i uvozna
zavisnost, što za posledicu ima veliki
uticaj na ukupnu uvoznu zavisnost
zemlje, ali i na njenu ranjivost pri
mogućim poremećajima snabdevanja
energijom.
Budući da je Srbija siromašna izvorima
sirove nafte (ima vrlo ograničene
rezerve u zemlji i mala koncesiona
prava u Angoli), orijentisana je na njen
uvoz sa svetskog tržišta, a ta uvozna
zavisnost odslikava sve rizike koji se
na tom tržištu javljaju. Na sigurnost
snabdevanja tečnim gorivima utiče i
raspoloživa infrastruktura za transport,
preradu i distribuciju derivata nafte.
Pod pretpostavkom da će biti ostvaren
projekat međunarodnog naftovoda za
transport kaspijske nafte od Konstance
na Crnom Moru do Trsta i sa njim u
vezi izgrađeni odgovarajući rafinerijski
kapaciteti, realno je očekivati pozitivan
uticaj na sigurnost snabdevanja
potrošača u Srbiji derivatima nafte.
Snabdevanje Srbije uvoznim gasom
ostvaruje se iz Rusije preko Mađarske,
gde postoji ograničenje u kapacitetu
magistralnog gasovoda (u toku zimskog
perioda moguć je dnevni transport
13 miliona m3, što nije dovoljno u
uslovima velike potrošnje za slučaj
niske spoljne temperature). Takođe,
problem je velika neravnomernost
potrošnje prirodnog gasa tokom godine
(raspoloživi kapaciteti u zimskom
periodu su znatno manji), ali će
izgradnjom skladišta gasa u Banatskom
Dvoru ovaj problem biti umanjen,
mada će i dalje biti prisutan sve dok ne
dođe do izgradnje novog magistralnog
gasovoda, koji će omogućiti da se
snabdevanje potrošača uvoznim gasom
iz Rusije vrši preko Bugarske pravcem
Dimitrovgrad-Niš. Tim gasovodom
Srbija će postati i tranzitna zemlja za
snabdevanje Zapadne Evrope prirodnim
gasom iz Rusije, što će dodatno
doprineti sigurnosti snabdevanja.
Osim toga, u dugoročnom razmatranju
je i snabdevanje gasom pravcima sa
juga, gde bi bile izgrađene platforme
za prevođenje gasa dopremljenog u
tečnom stanju u gasovito stanje za
transport gasovodom prema severu, te
bi na taj način snabdevanje potrošača u
Srbiji prirodnim gasom bilo još manje
podložno riziku od prekida i sigurnost
[029]
snabdevanja povećana.
Sigurnost snabdevanja
električnom energijom
se može smatrati
obezbeđenom na nivou
elektroenergetskog
sistema adekvatnim
stepenom izgrađenosti
proizvodnih
jedinica u sistemu
i konfiguracijom
prenosne mreže Srbije,
koja obezbeđuje
snabdevanje grada
iz više pravaca. To
podrazumeva da će
raspoloživi izvori biti
u stanju da podmire
ukupne potrebe, kao
i da će sa vremenom
rastuće potrebe biti
praćene gradnjom
novih kapaciteta,
od kojih su najveći
predviđeni na teritoriji
grada Beograda. Sa
stanovišta sigurnosti
snabdevanja
električnom energijom
od posebnog značaja su oni koji bi bili
izgrađeni u vidu lokalne kogeneracije
toplotne i električne energije u
gradskom području. Povrh toga, neki
od posebno osetljivih potrošača moraju
da imaju sopstvene sigurnosne izvore
u vidu brzo-startujućih agregata koji se
aktiviraju u slučaju prekida snabdevanja
iz elektroenergetskog sistema.
Specifičnost Beograda kao velegrada sa
velikom koncentracijom stanovništva,
državnih i javnih institucija je
njegova izuzetno velika osetljivost
na sigurnost snabdevanja energijom
uopšte, a posebno gasom i električnom
energijom. Sa očekivanim razvojem
i implementacijom informacionih
tehnologija u mnoge oblasti života
i rada stanovništva, prelaskom dela
saobraćaja na pogon električnom
energijom, uvođenjem elektronskog
bankarstva, trgovine i drugih usluga,
osetljivost na sigurnost snabdevanja
električnom energijom se uvećava,
pa sa time i značaj nastojanja da se
ona obezbedi što bolje. U tom smislu
je elektroenergetski sistem Srbije
ojačan vezama sa elektroenergetskim
sistemima u okruženju i sa UCTE.
Kada je u pitanju zavisnost od malog
broja isporučilaca (u slučaju gasa
samo jednog), povećan je rizik od
prekida u snabdevanju. Kao indikator
koncentracije uvoza energenata danas
se najčešće koristi indeks uvozne
koncentracije (Hirschmann – Herfindahl
Index, HHI [2]), definisan kao suma
kvadrata tržišnih udela pojedinih
energija
snabdevača u ukupnom uvozu:
HHI = Σsi2
(1)
i
gde si predstavlja tržišni udeo (si =0
- 100%) pojedinih snabdevača (i).
Vrednost ovog indeksa (HHI) između
8000 i 10000 ukazuje na visoku
koncentraciju uvoza koja, u određenim
okolnostima, može da bude vrlo
nepovoljna za zemlju uvoznika, dok
njegova vrednost između 1000 i 1600
znači dobru diversifikaciju snabdevanja,
što značajno umanjuje rizike od prekida
snabdevanja energijom. Međutim, za
ispravniju ocenu rizika mora se uzeti
u obzir i rejting zemlje snabdevača u
pogledu političkih rizika koji mogu
izazvati poremećaje u isporukama
energenata. Formulisan za svaki od
uvoznih energenata f, geopolitički rizik
tržišne koncentracije (GRTK [2]) za
zemlju snabdevača i, uzimajući u obzir
njen rejting ri, iznosi:
GRTKf = Σri•(sif)2
i
(2)
sa smanjenjem likvidnosti, povećava
GRTK, naročito ako je broj učesnika na
tržištu ograničen). Efekat ograničenja
u pogledu likvidnosti se ne predviđa da
bude od uticaja za Srbiju u slučaju da se
zadrži sadašnji izbor snabdevača.
Totalna mera geopolitičkog energetskog
rizika (GER) predstavlja kombinovani
tržišni rizik uz uvažavanje učešća
potrošnje energenta f (cf) u ukupnoj
potrošnji primarne energije (UPE),
iskazan formulom:
GER = Σ{[Σri(sif)2]•e(1/pf)}•(cf/UPE). (3)
f
i
U pogledu indeksa uvozne
koncentracije, situacija u Srbiji je
nepovoljna zbog usmerenosti na mali
broj zemalja-snabdevača uvoznim
energentima. Na osnovu podataka
Ministarstva rudarstva i energetike
o energetskom bilansu Srbije za
2008. godinu (plan) [5], sračunate
su uporedne vrednosti geopolitičkog
rizika tržišne koncentracije (GRTK)
kao važnog indikatora sigurnosti
snabdevanja energijom potrošača za
varijante da se izgubljena proizvodnja
električne energije nadoknadi lokalnom
kogeneracijom na gas (sa SNR) ili bez
takve nadoknade (bez SNR).
Evidentno je da je geopolitički rizik po
energentima posebno visok za prirodni
gas, budući da je Srbija orijentisana na
samo jednog isporučioca i jedan pravac
snabdevanja. Ukupni geopolitički rizik
tržišne koncentracije (GRTK) uzima u
obzir i učešće pojedinih energenata u
ukupnoj potrošnji primarne energije.
Takav GRTK za Beograd u 2008. je
nešto manji za nego za Srbiju, ali oba
imaju relativno visoku vrednost u
odnosu na razvijene zemlje, kao što je
prikazano na slici 3 [4].
Slično kao indeks uvozne koncentracije,
indeks diversifikacije predstavlja
indikator strukture korišćenih
energetskih resursa (oblika energije)
u pojedinim sektorima energetske
potrošnje. Za proračun kvantitativnog
iznosa ovog indikatora (ShannonWiener Index-SWI) [3] koristi se suma
proizvoda relativnih udela svakog
od korišćenih oblika energije (ugalj,
prirodni gas, nafta, hidropotencijal,
vetar, biomasa) u ukupnoj proizvodnji
Rejting ri ≤ 1 znači mali rizik, a ri≥ 3
veliki rizik, dok vrednost ri _ 2 važi
Tabela 2 Geopolitički rizik tržišne koncentracije za 2008. godinu
za većinu relevantnih zemalja. Ovo
podrazumeva da zemlja uvoznik
energije može da slobodno menja
isporučioce na tržištu, a ako to nije
slučaj, onda je vrednost ri nešto viša.
Ocena rejtinga zemlje izvoznika, a
time i veličine rizika, vrši se na bazi
relevantnih informacija političke i
ekonomske prirode
u vreme za koje se
Slika 3 Geopolitički rizik snabdevanja energijom za 2008. godinu
indikatori sigurnosti
formiraju.
Što je veća mogućnost
snabdevanja, to
se tržište smatra
likvidnijim, a ako
su raspoloživi
izvori snabdevanja
ograničeni ili ne
mnogo veći od
potrošnje, tada i
likvidnost tržišta
može ugroziti opšti
nivo rizika. Faktor
likvidnosti tržišta
definiše odnos
ukupnih mogućnosti
snabdevanja
energentom iz posmatrane zemlje
Srbiju i Beograd kao posebno osetljivo
energije i prirodnih logaritama tih
i lokalne potrošnje tog energenta u
konzumno područje, tabela 2 [4].
udela. Kao kvantitativni indikator
zemlji-uvozniku. Obično se izražava u
Pri tome je snabdevanje Beograda
diversifikacije (SWI) koristi se izraz u
procentima i po pravilu treba da bude
obliku:
toplotom
razmatrano
alternativno,
sa
veći od 100%, dok vrednost faktora
likvidnosti manja od 100% znači da
postojećom strukturom izvora bez
to tržište nije dovoljno snabdeveno
učešća toplote dovedene iz TENT A i
(4)
SWI = - Σqf•ln(qf)
da pokrije tražnju (u tom slučaju se,
f
sa njenim eventualnim učešćem, i to uz
[030]
energija
gde qf predstavlja relativni udeo svakog
od korišćenih oblika energije f (ugalj,
tečna goriva, prirodni gas, obnovljivi
izvori) u ukupnoj proizvodnji energije.
U 2008. godini indeks diversifikacije za
Srbiju je 1,131 [1], a za Beograd 1,1928
za slučaj bez toplifikacije iz TENT
A, odnosno 1,1561 sa toplifikacijom i
kompenzacijom izgubljene električne
energije lokalnom proizvodnjom na
gas, odnosno 1,1301 u slučaju bez takve
kompenzacije. Vrednost ovog indeksa
je veća kada se koristi više vrsta izvora,
čime su rizici, i zbog povećanja cena
i zbog prekida u snabdevanju, znatno
smanjeni. U pogledu strukture primarnih
izvora energije, strateška opredeljenja za
Beograd pokazuju povoljni trend rasta
indeksa diversifikacije od 1,172 u 2006.
godini (u Srbiji 1,113 u 2006. godini
[1]) do 1,368 u 2030. godini, tabela 3 [4].
tada bio ostvaren jedan od projekata
platformi za plasman prirodnog gasa
dopremljenog u tečnom stanju i odatle
(ili od nekog drugog isporučioca)
uvezena jedna trećina potrebnog gasa,
a ostatak od prethodnog isporučioca,
vrednost rizika GRTK bi bila 4727, koja
je znatno manja od one kada je u pitanju
samo jedan isporučilac.
Pošto uzrok poremećaja u snabdevanju
energijom mogu da budu i visoki
troškovi uvoza, odnosno njihov
udeo u bruto nacionalnom dohotku,
odgovarajući indikator sigurnosti
snabdevanja potrošača energijom,
«indikator troškova uvoza energije»,
obuhvata i količine i cene uvozne
energije i u obračun uvodi veliki broj
drugih elemenata. Najčešće se iskazuje
u vidu troškova neto uvoza u odnosu na
bruto nacionalni dohodak kao proizvod
Tabela 3 Indeksi diversifikacije primarnih izvora energije za Beograd
Ukoliko bi, umesto integralnog
energetskog sistema Beograda,
bio posmatran samo njegov sistem
daljinskog grejanja sa učešćem
snabdevanja toplotom iz eventualne
kogeneracije u TENT A, tada bi, umesto
postojeća tri izvora primarne energije
(gas koji sada učestvuje sa 83%, mazut
sa 14% i ugalj sa 3% u energetskoj
vrednosti) u obzir bio uzet i lignit
kao četvrti, što bi povećalo parcijalni
indeks diversifikacije u ovom sistemu.
Pri tome bi, za stanje sistema u 2008.
godini, došlo do promene učešća
uvoznog gasa na samo 22%, jer bi tada
učešće toplotne energije iz TENT A
u navedenoj strukturi izvora postalo
dominantno, 61%. Podrazumeva se da
bi vangradski toplovod bio uveden u
najveće toplane u sistemu daljinskog
grejanja Beograda, koje koriste gas.
Zbog predviđenog rasta potrošnje
uvoznih goriva, naročito potrošnje
prirodnog gasa, geopolitički rizik
uvozne koncentracije za Beograd
značajno raste sa vremenom. Ukoliko
se, za promenjenu strukturu izvora
primarne energije u 2030. godini, zadrži
isti izbor zemalja iz kojih se sada uvozi
energija i računa sa nepromenjenim
vrednostima njihovog rejtinga i
likvidnosti tržišta, vrednost GRTK bi
porasla na 6002, prvenstveno zbog
snabdevanja gasom od samo jednog
isporučioca [4]. Međutim, ukoliko bi
stope uvozne zavisnosti, energetskog
intenziteta (potrošnje energije po
jedinici ostvarenog nacionalnog
dohotka) i srednjeg ponderisanog troška
uvozne energije. Zbog svoje velike (i
rastuće) uvozne zavisnosti od svetskog
tržišta nafte i gasa i još uvek visokog
energetskog intenziteta, Srbija ima
relativno nepovoljnu vrednost ovog
indikatora, što u prvi plan ističe potrebu
povećanja energetske efikasnosti
radi smanjenja potrošnje energije po
jedinici ostvarenog bruto nacionalnog
dohotka. Ovo tim pre što se očekuje da
će indikator troškova uvoza energije
da raste zbog rasta cena nafte i gasa,
verovatno bržeg od mogućeg rasta bruto
nacionalnog dohotka.
Prvenstveno zbog razlike u ostvarenom
bruto nacionalnom dohotku za 2008.
godinu, ovaj indikator, računat
prema prosečnim godišnjim cenama
energenata, znatno je manji za područje
grada Beograda (6,86%) nego za prosek
Srbije (8,41%). Uticaj eventualnog
snabdevanja Beograda toplotnom
energijom oduzetom iz TENT u
Obrenovcu na ovaj indeks je prikazan
u tabeli 4. Uočljivo je da bi ovo rešenje
bilo povoljnije sa stanovišta indikatora
troškova uvoza čak i u slučaju da
se izgubljena proizvodnja električe
energije nadoknađuje eventualnom
lokalnom kogeneracijom toplotne i
električne energije na prirodni gas u
Beogradu.
U praksi pojedinih zemalja koriste
se i mnogi drugi indikatori za
ocenu stanja i nadzor u pojedinim
sektorima energetike, kao što su
indikatori pouzdanosti, norme vezane
za ekološke probleme (emisije
ugljendioksida po jedinici BDP [3]),
udeo proizvodnje obnovljivih izvora u
ukupnoj proizvodnji, odnos investicija
i ukupnog prihoda u energetici i
drugi. Pokazalo se da je nekad mnogo
jednostavnije definisati indikatore nego
odrediti njihove granične vrednosti
prihvatljive za društvo. Ipak, nadzor
ove vrste omogućuje poređenje stanja
u nadgledanoj oblasti sa situacijom u
okruženju, kao i uočavanje tendencija u
promenama stanja, što stvara uslove za
korektivne mere u željenom smeru.
U nedavnoj kriznoj situaciji,
karakterisanom dužim od tolerantnog
(prema tabeli 1) prekidom snabdevanja
prirodnim gasom iz Rusije,
najugroženija su bila domaćinstva i
drugi potrošači, koji su toplotom za
grejanje snabdevani iz centralizovanih
izvora na prirodni gas. I pored zamene
prirodnog gasa mazutom tamo gde je
zamena bila moguća, odnosno gasom
uvezenim od drugih isporučilaca, deo
potrošača je prešao na grejanje (ili
dogrevanje) električnom energijom.
U toj situaciji je ukupna sigurnost
snabdevanja energijom potrošača
u Srbiji bila dodatno smanjena,
budući da je time ugrožena stabilnost
elektroenergetskog sistema dovođenjem
njegovog preopterećenja.
Pomenutom kriznom situacijom,
izazvanom prekidom snabdevanja
prirodnim gasom iz Rusije, posebno
je bio pogođen Beograd, čiji sistem
daljinskog grejanja dominantno
koristi gas za snabdevanje toplotnom
energijom preko 40% stanova i veliki
Tabela 4 Indikatori troškova uvoza energije za 2008. godinu
[031]
energija
poslovni prostor, a značajan deo se
direktno snabdeva gasom. Za slučaj da
je tada bilo obezbeđeno dovođenje dela
toplotne energije iz TENT (proizvedene
na domaći ugalj), a sav ostatak pokriven
mazutom, Geopolitički rizik tržišne
koncentracije (GRTK) bi pao na 3519,
Indeks diversifikacije (SWI) na 0,9707,
a Indikator troškova uvoza energije bi
bio 0,0672 (u suprotnom, Geopolitički
rizik tržišne koncentracije (GRTK) bi
bio 3595, Indeks diversifikacije (SWI)
na 0,9723, a Indikator troškova uvoza
energije bi bio 0,0771). Međutim,
realnije je pretpostaviti da bi nedostajući
gas u domaćinstvima i javnim i
komercijalnim delatnostima tada bio
najvećim delom zamenjen električnom
energijom (što je i bio slučaj) i
povećanom (za oko 20%) potrošnjom
čvrstih goriva, tako da bi, računajući
sa važećom strukturom proizvodnje
električne energije u elektroenergetskom
sistemu Srbije, Geopolitički rizik tržišne
koncentracije (GRTK) bio 3446, Indeks
diversifikacije (SWI) 0,9636, a Indikator
troškova uvoza energije 0,06656.
3. Zaklju~ak i preporuke
Sprovedena analiza osetljivosti Srbije
na krizne situacije u snabdevanju
energijom putem indikatora rizika od
poremećaja ili prekida u snabdevanju
ukazuje na potrebu preduzimanja
odgovarajućih mera da do takve krize
ne dođe. To se u prvom redu odnosi na
početak funkcionisanja i jačanje već
formiranog zajedničkog energetskog
tržišta Jugoistočne Evrope sa
očekivanjem kasnije integracije u tržište
Evropske Unije. Tekuća liberalizacija
tržišta i restrukturiranje energetskih
sektora pružaju mogućnost za promene
potrebne radi izbegavanja ranjivosti
u kriznim situacijama Međutim,
pojava većeg broja učesnika na tržištu
ublažava (smanjuje) odgovornost za
obezbeđenje sigurnosti snabdevanja
zbog odsustva jasne podele obaveza
između javnih (državnih) i privatnih
učesnika za obezbeđivanje potrebnog
nivoa sigurnosti snabdevanja. Stoga
je veoma važno da se liberalizacija
izvrši kontrolisano sa posebnim
usmerenjem na obezbeđenje sigurnosti
snabdevanja potrošača. Uzimajući
u obzir činjenicu da su promene u
energetskom sektoru dugotrajne,
energetska politika Srbije u pogledu
sigurnosti snabdevanja energijom
treba da pojača promociju energetske
efikasnosti, racionalne upotrebe
energije i korišćenja obnovljivih
izvora energije, kao i da dâ veći značaj
diversifikaciji izvora primarne energije
razvijanjem čiste, bezbedne i racionalne
upotrebe preostalih fosilnih izvora i
značajnijeg učešća obnovljivih izvora.
Od velike važnosti je uprošćavanje
i smanjivanje administrativnih
procedura za obnovljive izvore energije
radi pružanja realnih podsticaja za
investiranje u sisteme za njihovu
primenu. Takođe je nužno razvijati
nove („čiste”) tehnologije sa smanjenim
emisijama CO2, kako bi bila osigurana
optimalna rešenja sa nižim troškovima,
a energetski sektor Srbije učinjen
sigurnijim i održivijim.
Reference
[1] D. Mandić i M. Mesarović:
„Sigurnost snabdevanja kao
strateško pitanje razvoja
nacionalne energetike, Časopis
ELEKTROPRIVREDA br. 4, 2008.,
str. 39-46.
[2] World Energy Council: „Europe’s
Vulnerability to Energy Crises“,
WEC Study, London, 2007.
[3] M. Mesarović: „Security of Energy
Supply and Role of Endless
Energy“, Regionalna konferencija
„Industrijska energetika i zaštita
životne sredine u zemljama
Jugoistočne Evrope“ IEEP2008,
Zlatibor 24-28 juni 2008.
[4] *** „Strategija razvoja energetike
grada Beograda do 2030. godine“,
Energoprojekt – Entel, Beograd,
2008.
[5] *** „Energetski bilans Republike
Srbije za 2008. godinu“, www.
mem.sr.gov.rs
[032]
energija
Dr Miodrag Mesarovi} i prof. dr Milan ]alovi}
Energoprojekt, Beograd
UDC: 620.97.001.6 (497.11)
Prepreke razvoju
kogeneracije u Srbiji
i njihove posledice
1.Uvod
Kogeneracija (spregnuta proizvodnja)
toplotne i električne energije, kao
rešenje koje obezbeđuje uštedu
u potrošnji primarne i smanjenje
zagađenja životne sredine, u Srbiji nije
novina. Mnoga indistrijska postrojenja
u Srbiji imaju svoje energane (u 248
preduzeća njihov zbirni instalisani
kapacitet je 465 MWe, a učešće
u ukupnoj proizvodnji električne
energije 1990. godine je bilo 2,8%),
a u komunalnim sitemima Novog
Sada, Zrenjanina, Sremske Mitrovice,
Obrenovca, Požarevca, Kragujevca, a
do nedavno i Beograda kogeneracija
ima značajan (100%-ni u Obrenovcu,
Kostolcu i Požarevcu) udeo u ukupnoj
proizvodnji toplotne energije u
sistemima daljinskog grejanja. Doskora
je i planirana TE „Kolubara B“ tretirana
(kako je i projektovana i prvobitno
ugovorena) kao TE-TO za snabdevanje
Beograda baznom toplotnom
energijom, a takođe je bio projektovan
(i započeta njegova realizacija) sistem
za snabdevanje Beograda baznom
toplotnom energijom iz rekonstruisanih
blokova TE „Nikola TeslaA“ u
Obrenovcu. Danas je od četiri planirana
(odlukom tadašnje Vlade Republike
Srbije iz 1993. godine) projekta
toplifikacije gradova (Beograda,
Prištine, Smedereva i Požarevca)
završen samo jedan (Požarevac).
Zbog nerealizovanih svih predviđenih
projekata kogeneracije na domaći
ugalj, dispariteta cena tečnih i gasovitih
goriva i cena električne energije, kao
i zbog obustavljenog rada velikog
broja industrijskih energana, danas
je učešće kogeneracije u ukupnoj
proizvodnji električne energije u Srbiji
ispod 1% (planom za 2008. godinu je
bilo predviđeno učešće tek 1,8%, ali
Rezime
Iako davno shvaćena kao dobro rešenje i primenjena u industrijskim energanama
i komunalnim toplifikacionim sistemima, kogeneracija toplotne i električne
energije u Srbiji je sve dalje od neophodne šire primene. Ovaj rad analizira
prepreke koje onemogućuju da se relativno veliki potencijal kogeneracije iskoristi
i izbegnu negativne posledice koje takav njen status pokazuje u redovnim i kriznim
situacijama.
Ključne reči: Kogeneracija, potencijal, prepreke, efekti.
Obstacles to Cogeneration in Serbia and their Consequences
Already understood long ago as a good solution and implemented in industrial and
municipal heat supply systems, combined heat and power generation in Serbia is
more and more away from its broader application. This article analyses obstacles
that prevent a relatively large potential of cogeneration to be used, thus avoiding
negative consequences of such its status in regular and critical situations.
Key words: Cogeneration, potential, obstacles, effects.
nije sigurno da je i to ostvareno). U
isto vereme, Evropska Unija sprovodi
mere (naročito intenzivirane od 2008.
godine, u drugoj fazi realizacija obaveza
iz Kjoto protokola) da u 2010. godini
dostigne prosečno učešće proizvodnje
električne energije iz kogeneracije u
ukupnoj proizvodnji električne energije
od 18%. Ovaj rad je pokušaj da se
identifikuju razlozi koji dovode do tako
drastične razlike u efikasnom korišćenju
primarne energije putem kogeneracije
između Srbije i drugih zemalja,
računajući da je put ka široj primeni
kogeneracije otvorio novi Zakon o
energetici, svrstavanjem efikasne
kogeneracije u povlašćene proizvođače
električne energije, kao i da, u procesu
približavanja članstvu u Evropskoj
Uniji, Srbija treba da računa na obavezu
primene njene Direktive o kogeneraciji.
2. Pregled stanja u Srbiji
Srbija se nalazi u procesu konsolidacije,
revitalizacije i ojačavanja svojih
energetskih sistema, ulažući napor u
[033]
cilju zadovoljenja domaćih potreba
za energijom, kao i dovođenju ovih
sistema na potreban nivo razvijenosti
radi uspešne integracije u Evropski
energetski sistem. Osnivanjem Agencije
za energetiku (Zakon o energetici –
Službeni glasnik RS br. 84/04) i kasnijoj
Ratifikaciji Ugovora o osnivanju
energetske zajednice između Evropske
zajednice i zemalja jugoistočne Evrope
(Zakon o ratifikaciji – Službeni glasnik
RS br. 71/06), stvoreni su početni
zakonodavni uslovi za integraciju u
Evropski energetski sistem. Novi Zakon
o energetici predviđa povlašćen status
za proizvođače kombinovane, toplotne
i električne energije, jer kombinovana
proizvodnja toplotne i električne
energije predstavlja značajnu mogućnost
za povećanje ukupne efikasnosti, i to
sve više kako potražnja raste. Ovo se
posebno odnosi na naselja sa velikim
brojem potrošača sa razvijenom mrežom
daljinskog grejanja.
Postojeći energetski sistem u Srbiji
se odlikuje jedinicama velike snage
za proizvodnju električne energije
energija
i velikim brojem malih jedinica za
proizvodnju toplotne energije sa
široko rasprostranjenom potrošnjom.
Novi trend distribuirane proizvodnje
električne i toplotne energije će sigurno
rezultirati u povećanoj izgradnji
distribuiranih izvora električne energije
i većim jedinicama za proizvodnju
toplotne energije. Takav trend će
veoma uticati na koncept postrojenja
i projektovanja i izgradnje mreža, a
posebno u velikim gradovima, gde su
zahtevi za raspoloživost i bezbednost
snabdevanja toplotnom i električnom
energijom visoki.
Srbija uvozi skoro polovinu svojih
potreba za primarnom energijom, pri
čemu uvozi preko 80% potreba za
naftom i preko 90% potreba za gasom,
uz veoma nizak stepen iskorišćenja
energije. Ovo se posebno odnosi na
primenu prirodnog gasa za daljinsko
grejanje u velikim gradovima.
Postojeći sistemi za centralizovano
snabdevanje potrošača toplotom za
grejanje i pripremu sanitarne tople
vode uključuju mali broj postrojenja
za kombinovanu proizvodnju radi
snabdevanja električnom energijom
nacionalne mreže i toplotnom energijom
sistema daljinskog grejanja, kao i
industrije tehnološkom parom. Štaviše,
ni postojeći namenski izvori na mazut i
gas u elektroprivredi (353 MWe), izuzev
rekonstrisanih blokova kondenzacionih
termoelektrana u Obrenovcu i
Kostolcu na ugalj (680 MWe), niti
postojeće energane u industriji (465
MWe) se praktično ne koriste zbog
neadekvatnog pariteta cena, tako da
ukupna proizvodnja električne energije
u kogeneraciji ne prelazi 1% u vreme
kada se udeo te proizvodnje u EU
približava petini ukupne proizvodnje,
podržan posebnom direktivom,
obavezujućom za zemlje članice,
slika 1 [1].
Sa druge strane, industrija Srbije se
već dugo godina snabdeva električnom
energijom iz javne elektroenergetske
mreže zbog njene vrlo niske cene, te
joj se ne isplati da koristi sopstvene
proizvodne kapacitete zbog skupih
uvoznih goriva. Takođe, sistemi
centralizovanog snabdevanja toplotom
koji postoje u 56 naselja u Srbiji
proizvode isključivo toplotu, koristeći
dominantno prirodni gas, ugalj i tečna
goriva, koja postaju sve skuplja, te raste
interes za njihovim ekonomičnijim
korišćenjem. Usled nedostatka
većih kapitalnih investicija na polju
energetike, snabdevanje električnom
energijom u zemlji je kritično,
Slika 1 Učešće kogeneracije u ukupnoj proizvodnji električne energije u EU
[034]
naročito u zimskom periodu, kada
se već duži niz godina unazad usled
trajnog deficita, ugovara uvoz. Pored
toga, osnovni izvori energije zemlje
za proizvodnju dodatne električne
energije su ograničeni, s obzirom da
je hidropotencijal dobrim delom već
iskorišćen, a izvori lignita, veoma
ograničeni, tako da korišćenje prirodnog
gasa i mazuta za proizvodnju dodatne
električne energije postaje sastavni
deo nove energetske politike. Stoga je
vredno koristiti potencijalne mogućnosti
kogeneracije toplote i eklektrične
energije, koja nesumnjivo obezbeđuje
uslove za racionalnije korišćenje
primarne energije. To podrazumeva
da treba utvrditi tehničke mogućnosti
i ekonomsku opravdanost korišćenja
postojeće i uvođenja nove kogeneracije,
računajući sa strateškim opredeljenjem
Srbije na racionalnije korišćenje
energije i u tom smislu podsticanja
kogeneracije stvaranjem uslova da se
ona svrstava u kategoriju povlašćenih
proizvođača energije i time ostvaruje
pravo na subvencije.
3. Mogu}nosti i ograni~enja
razvoja kogeneracije u Srbiji
3.1. Strategijski ciljevi energetske
politike u Srbiji
Strategijski cilj
energetske politike
u Srbiji je da se
maksimalno iskoriste
domaći resursi, u
prvom redu, obnovljivi
izvori energije, koji će
obezbediti maksimalnu
moguću nezavisnost
od uvoza energetskih
sirovina, bezbednost
energetskih sistema
kroz decentralizaciju
izvora i održivi
razvoj, uz očuvanje
životne sredine i
perspektive ekonomskosocijalnog napretka.
Taj cilj podrazumeva
maksimalnu energetsku
efikasnost primenom
savremenih energetskih
tehnologija sa
maksimalnim stepenom
korisnog dejstva i
minimalnim gubicima
pri pretvaranju jednog
vida energije u drugi, pri
čemu treba u što većoj
meri koristiti domaće
energetske izvore i
tehnike kogeneracije.
Bezbednost energetskih
sistema podrazumeva
decentralizaciju izvora i
energija
parnim ciklusom na lignit, koje
električne zbog toplifikacionih
izbegavanje velikih prenosnih sistema
bi (kao što je već učinjeno u TE
(čime se takođe deluje i na smanjenje
oduzimanja imala dodatne pozitivne
„Nikola Tesla A“ i TE „Kostolac
gubitaka pri transportu energije).
efekte.
A“) bile rekonstruisane uvođenjem
Korišćenje u što većoj meri obnovljivih
oduzimanja pare za snabdevanje
izvora energije predstavlja prioritet,
3.2 Prepreke uvo|enju
toplotom sistema daljinskog grejanja
čije ostvarenje podrazumeva korišćenje
kogeneracije
i termoelektrana-toplana sa parnim
energije sunca, vetra, hidropotencijala i
Prepreke uvođenju kogeneracije nisu
ciklusom na gas i mazut, koje bi bile
biomase.
nikakva specifičnost Srbije, budući
rekonstruisane dodavanjem gasnih
Osnovni pravci budućeg razvoja
da ih je vrlo veliki broj i u drugim
turbina i formiranjem postrojenja sa
energetike Srbije obuhvataju
zemljama. Na slici 1 je prikazan broj
kombinovanim gasno-parnim ciklusom, instutucija kojima se treba obtratiti
obezbeđenje dovoljnosti i stabilnosti
dok bi za manje snage prednost imala
izvora energije u zemlji, što znači
za dobijanje dozvola za izgradnju
postrojenja sa gasnim turbinama i/
orijentaciju prvenstveno na domaće
energetskih objekata i prosečno trajanje
ili gasnim motorima, uključujući
izvore, budući da se gro proizvodnje
ukupne procedure sa posebni iskazanim
mikrokogeneraciju u širokoj potrošnji
električne energije i danas bazira na
trajanjem dobijanja odobrenja za
na prirodni gas. U vezi sa tim bi
domaćem uglju, uz dalje iskorišćavanje
priključenje na elektroenenergetsku
osnovna goriva za kogeneraciju bila
raspoloživih hidropotencijala i energije
mrežu u pojedinim zemljama.
domaći ugalj i uvozni gas.
vetra, dok će se uvozna energija
Ključne prepreke koje su do sada
Mana rekonstrukcije kondenzacionih
(prvenstveno tečna goriva i gas)
stajale na putu i često onemogućavale
termoelektrana na ugalj u
koristiti samo u sklopu kogeneracije.
realizaciju projekata kogeneracije
termoelektrane-toplane radi ostvarenja
Obezbeđivanje toplote zasnivaće
u Srbiji su nepostojanje stabilnog
spregnute proizvodnje električne i
se na velikim sistemima daljinskog
zakonodavnog okruženja sa ugrađenom
toplotne energije je time izazvani
grejanja u sklopu kogeneracije sa
obavezom otkupa električne energije iz
izvorima u velikim termoelektranama,
gubitak dela električne snage i
kogeneracije i dovoljno visokom cenom
a za individualne potrebe grejanja
smanjenje proizvodnje električne
(odnosno naknadom za otkup viškova)
korišćenjem prirodnog gasa i biomase.
energije na domaći ugalj u grejnoj
energije iz kogeneracionih postrojenja.
sezoni. Međutim, imajući u vidu da
Zakonom o energetici Republike
K tome, prepreke predstavljaju i
se na račun tako izgubljene električne
Srbije, Strategijom ravoja energetike
ograničenja za snagu postrojenja iz
snage i neproizvedene električne
Srbije do 2015. godine kao državna
kojih je elektroprivreda obavezna da
energije zamenjuje 4 do 5 puta veća (u
strategija proglašava se spregnuta
otkupljuje energiju (što je nedovoljno
MWh izražena) proizvodnja toplotne
proizvodnja električne energije i
u većini slučajeva industrijske
energije
u
toplanama
na
bazi
drugih,
toplote (kogeneracija) gde god je to
kogeneracije),
kao i ograničenje
prvenstveno uvoznih goriva, jasno je
moguće i opravdano. U tom smislu,
instalisane
snage
za sva postrojenja
da bi kogeneracija mogla da postigne
za decentralizovanu proizvodnju
koja
su
obuhvaćena
kategorijom
i značajan devizni efekat. U vezi sa
toplote, nužno je da se promoviše
malih elektrana (vetroelektrane,
tim
je
nužno
imati
u
vidu
činjenicu
da
mikrokogeneracija u svim slučajevima
male hidroelektrane i kogeneracija u
se veliki deo proizvedene električne
kada se kao osnovni energent za široku
energije i inače troši za toplotne potrebe malim termoenergetskim objektima),
upotrebu koristi prirodni gas, ali i
kao i odgovarajući uslovi njihovog
u domaćinstvima, pa bi zamena takve
biomasa, ugalj iz malih rudnika, kao
priključenja na elektroenergetsku mrežu.
potrošnje
električne
energije
toplotnom
i komunalni otpad. Zaštita životne
energijom proizvedenom u kogeneraciji Iako je Zakonom o energetici Srbije
sredine i racionalna potrošnja goriva
kogeneracionim postrojenjima
uz neizbežne gubitke u proizvodnji
ostaju najvažniji strateški prioriteti u
svim ovim slučajevima.
Slika 2 Broj ovlašćenih institucija za izdavanje i trajanje dobijanja dozvola
U okviru potencijala
kogeneracije
dominantno učešće
imaju elektroenergetski
izvori uz adekvatni
toplotni konzum, a slede
industrijske energane
i mikro-kogeneracija
u širokoj potrošnji
prirodnog gasa. Pri
tome bi oko 6 TWh/god
moglo biti ostvareno
u kogeneracionim
postrojenjima sa parnim
ciklusom i oko 3 TWh/
god u postrojenjima
sa gasnim, odnosno
kombinovanim gasnoparnim ciklusom. To
znači da bi prednost u
postrojenjima veće snage
imale konvencionalne
tehnologije
termoelektrana sa
[035]
energija
pružena mogućnost da, pod uslovima
da postignu određenu efikasnost
transformacije primarne energije goriva
u sekundarnu (toplotnu i električnu)
energiju, steknu status povlašćenih
proizvođača električne energije,
podzakonska akta, kojima bi to
zakonsko opredeljenje bilo sprovedeno
još uvek (početkom 2009. godine) nisu
donesena. U tu kategoriju prepreka
spada i neregulisan pristup transportnom
ili distributivnom gasovodnom sistemu,
kao i nepostojanje tarifa za ugovaranje
cena priključka i isporučenog gasa.
Posebno je veliki nedostatak informacija
i promocije o prednostima kogeneracije
u Srbiji. K tome, loše i dugotrajno
neizvesno privredno, vlasničko i
organizaciono stanje potencijalnih
kandidata za investiranje u kogeneraciju
iz sektora industrije, javnih i
komercijalnih delatnosti, poljoprivrede
i široke potrošnje, ne obezbeđuje uslove
za njihovo blagovremeno opredeljenje,
pa se grade posebni izvori toplote, često
velike jedinične snage bez obavezne
provere mogućnosti i opravdanosti
kogeneracije. Među brojnim ostalim
preprekama su i nerazvijenost
finansijskog tržišta, nepoverenje banaka
i skupi kapital, neiskustvo lokalnih
upravljačkih struktura koje donose
odluke, neiskustvo nadležnih službi u
postupku izdavanja dozvola i druge.
Zbog posebnosti kogeneracije,
regulativa u nadležnosti energetskog
sektora koja obuhvata kogeneraciju
je rascepkana u nizu posebnih
podzakonskih propisa, kojima se
uređuju tržišta električne energije,
toplotne energije i prirodnog gasa. Stoga
bi, možda, trebalo objediniti sve pravne
aspekte kogeneracije kao integralnog
dela opšte energetske politike. Ovakav
pristup je u skladu sa energetskom
politikom Evropske unije i uloženog
napora Evropske komisije da objedini
područje kogeneracije u posebnu
direktivu 2004/8/ES od 11. februara
2004. godine [1, 2].
Naknada ili otkupna cena za
proizvedenu električnu energiju
u kogeneraciji, zatim nabavna
cena prirodnog gasa, kao i uslovi
dimenzionisanja postrojenja i
priključenja na mrežu, kao najvažniji
faktori za opredeljenje za realizaciju
većeg broja projekata kogeneracije
sa prihvatljivom stopom povraćaja
investicije, moraju biti precizno
definisani. Stoga mere za uklanjanje
glavnih prepreka uključuju garantovani
i potsticajni otkup viška električne
energije proizvedene u kogeneracionim
postrojenjima. Potsticaje je potrebno
raščlaniti po kategorijama kogeneracije
(preko instalisane toplotne i električne
snage) na mikro, male, srednje i velike
izvore, definisanim u funkciji potreba
za toplotnom/električnom energijom.
Pri tome se računa na opredeljivanje za
preferentne tehnologije kogeneracije
i izvore primarne energije. Potrebno
je takođe predvideti adekvatno
definisanje mrežnih uslova, kao i
razgraničiti kogeneraciona postrojenja
na ona koja su dimenzionisana za
pokrivanje sopstvenih potreba ili za
prodaju toplotne energije trećima i ona
namenjena za proizvodnju i prodaju
električne energije elektroenergetskoj
mreži.
Osim toga, potrebno je uvesti
vrednovanje doprinosa kogeneracionih
postrojenja u smanjenju vršnog
opterećenja izbegnutim troškovima za
gradnju novih energetskih kapaciteta i
smanjenju prenosnih gubitaka energije,
uz posebno vrednovanje zaštite životne
sredine. Takođe je potrebno ubrzavanje
i pojednostavljenje administrativnog
postupka ishodovanja potrebnih dozvola
osobito za male i srednje kogeneracije
i obezbeđivanje finansiranja
kogeneracije potsticajnim finansijskim
mehanizmima (odobravanje kamatnih
stopa nižih od tržišnih za namenske
kredite, zatim bespovratna sredstva za
procene izvodljivosti projekata, i drugi
potsticaji).
U postojećoj tehničkoj regulativi,
korišćenje kogeneracije nije dovoljno
definisano. Na primer, postoje tehničke
preporuke Elektromreže Srbije i
distributivnih preduzeća za priključak
malih generatora (100 - 16000 kW)
na javnu (prenosnu ili distributivnu)
mrežu (srednjeg napona), dok nema
nikakvih tehničkih propisa ni preporuka
za mikrokogeneraciju, koja će, bez
sumnje, biti usmerena na distributivnu
mrežu niskog napona. Takođe nema
ni adekvatnih zakonskih propisa za tu
vrstu kogeneracije, koju apostrofira
Direktiva 2004/8/ES o potsticanju
kogeneracije [1].
4. Utvr|ivanje opravdanosti
kogeneracije
4.1. U{tede primarne energije pri
kogeneraciji
Kogeneracija toplotne i električne
energije je nesporno od nacionalnog
interesa sa stanovišta racionalizacije
potrošnje energije, jer se u njima
ostvaruje značajna ušteda u potrošnji
goriva u odnosu na potrošnju u
pojedinačnim izvorima. Njena
ekonomska opravdanost je zasnovana
na činjenici da se njome postiže znatno
viši ukupni stepen iskorišćenja goriva
nego kada se njihova proizvodnja vrši
odvojeno, odnosno na odgovarajućim
[036]
uštedama goriva koje se na ovaj način
ostvaruju. Ako se pri tome imaju u vidu
činjenice da se, pored racionalizacije
potrošnje primarne energije, na ovaj
način vrši i supstitucija uvozne energije
domaćom i izbegava zagađivanje
životne sredine u urbanim centrima,
jasno je da postoji višestruki društveni
interes da se ona ostvaruje gdegod za to
postoje povoljni uslovi.
Ekonomičnost kogeneracije zavisi
i od vrste primenjenog tehnološkog
procesa. Sa tog stanovišta, ovi izvori
mogu se podeliti u dve grupe, od
kojih su u prvoj proizvodnja toplotne i
električne energije u pozitivnoj sprezi,
a u drugoj u negativnoj. U prvu grupu
spadaju izvori u kojima se toplotna
energija proizvodi samo na bazi
otpadne toplote nastale pri proizvodnji
električne energije (protivpritisne parne
turbine, gasne turbine sa kotlovima
utilizatorima), pri čemu porast toplotne
snage izaziva porast električne snage
(pozitivna sprega). Izvori iz druge grupe
sadrže kondenzacione parne turbine
sa toplifikacionim oduzimanjem, u
kojima se toplotna energija proizvodi
oduzimanjem pare iz ciklusa, tj. na
račun smanjenja proizvodnje električne
energije (negativna sprega).
Nivo ušteda jako zavisi i od
karakteristika konzuma toplotne
energije (odnosa lokacije izvora i
potrošača, parametara fluida nosioca
toplote, veličine i trajanja opterećenja),
karakteristika i jedinične snage izabrane
opreme, odnosa instalisane električne
i toplotne snage izvora, karakteristika
termodinamičkog ciklusa (vrste sprege,
odnosno ponašanja turbine sa stanovišta
oduzimanja pare, vrste hlađenja) i
brojnih drugih faktora. Zbog toga se
iznos ušteda goriva kreće u vrlo širokom
opsegu (od 10-30% za slučaj daljinskog
grejanja, do znatno iznad toga za slučaj
kontinualnih industrijskih potrošača).
Ako se posmatra kondenzaciona
termoelektrana - toplana integrisana u
elektroenergetski sistem, ušteda goriva
ΔG je određena razlikom njegove zbirne
potrošnje pri odvojenoj proizvodnji Ge
+ Gt i potrošnje G’ pri proizvodnji istih
količina energije u kogeneraciji. Ona je
proporcionalna količinama proizvedene
električne i toplotne energije, Ee i Et
respektivno, i razlikama specifične
potrošnje goriva u jednom i u drugom
slučaju:
ΔG = G e + G t - G’ = (ge - ge’)
•Ee + (gt - gt’)•Et
(1)
Pošto specifične potrošnje goriva
za slučaj odvojene proizvodnje
električne energije ge i toplotne
energije gt određuju stepeni korisnosti
termoelektrane i kotlarnice respektivno,
energija
a uslovne specifične potrošnje za slučaj
njihove kombinovane proizvodnje ge’ i
gt’ još i način njene valorizacije, jasno
je da određivanje strukture, odnosno
doprinosa u ostvarivanju uštede goriva
ΔG predstavlja vrlo kompleksan
zadatak. Evidentno je, međutim, da za
to postoji čvrsto polazište u merljivim
veličinama Ge, Gt i G’, ali i u opštim
zakonima fizike i termodinamike. Pri
tome se moraju uzimati u obzir uslovi
i reperkusije uklapanja kombinovanog
izvora u elektroenergetski sistem i u
toplifikacioni sistem, kao i tehnička
rešenja samog izvora i sistema.
4.2. Podela efekata u{tede goriva
pri kombinovanoj proizvodnji
Ekonomska valorizacija kogeneracije
toplotne i električne energije je
stoga veoma složena za utvrđivanje,
te u većini zemalja još nije rešena.
Usložnjavanje postupka valorizacije
naročito dolazi do izražaja sa
uvođenjem novih elemenata vezanih
za smanjenje emisija (takse i trgovina
pravima na emisije), za sigurnost
snabdevanja potrošača, za uvoznu
zavisnost i druge moguće efekte
kogeneracije. Zbog toga dolazi do
nesporazuma oko nivoa na kome se
utvrđuje opravdanost kogeneracije,
odnosno podele nespornih benefita
kogeneracije. Međutim, kako se
radi o dva proizvoda plasirana u dva
energetska sistema, elektroenergetski
i toplifikacioni, podela efekata uštede
treba da bude takva da se u oba od njih,
a i u društvu u celini, nađe interes za
dodatna ulaganja u takav izvor.U tim
okolnostima se najčešće primenjuje
uprošćena valorizacija, kojom se,
umesto integrisanog društvenog
interesa, primenjuje parcijalni pristup
sa stanovišta samo jednog od dva
energetska sistema, po kome je, ukoliko
proizvodnja obezbeđuje toplotnu
energiju za lokalne potrebe, a energiju
za razmenu sa elektroenergetskim
sistemom, ekonomičnost kogeneracije
određena uslovima te razmene i obrnuto,
ekonomičnost proizvodnje električne
energije u kogeneracionim izvorima
integrisanim u elektroenergetski sistem
određena je uslovima plasmana toplotne
energije.
Budući da se kogeneracija toplotne i
električne energije u našim uslovima ne
javlja samo u funkciji racionalizacije
potrošnje domaćeg lignita, nego i u
funkciji supstitucije uvoznih goriva
(mazuta i gasa), njena valorizacija
je još složenija, jer treba da uključi i
moguće indirektne efekte smanjenja
uvozne zavisnosti koji mogu uticati na
opredeljenje. Na taj način ostvarena
značajna ušteda, koja po pravilu ne
sadrži samo deo zbog manjih izdataka
za nabavku goriva, nego i vrednost
(često iskazivu finansijski) izbegnutih
emisija zagađivača, odnosno ušteda u
emisijama gasova sa efektom staklene
bašte, koje imaju znatnu tržišnu
vrednost [1].
Radi adekvatne valorizacije
kogeneracije toplotne i električne
energije nužno je vršiti upoređenje sa
referentnim postrojenjima koja, radeći
odvojeno, proizvode samo električnu
energiju (elektrane) i samo toplotnu
energiju (toplane). Polazeći od postavke
da se za privlačenje interesa dva
energetska sistema da uđu u finansiranje
projekta kogeneracije toplotne i
električne energije troškovi proizvodnje
obe moraju biti niži od onih koji bi
karakterisali alternativnu pojedinačnu
proizvodnju, proizilazi da oni moraju
biti u opsegu između najniže vrednosti
troškova jedne od njih (koja odgovara
najvišoj vrednosti troškova druge za
slučaj njene pojedinačne proizvodnje)
i njihove najviše vrednosti (koja
odgovara najnižoj vrednosti troškova
druge za slučaj njene pojedinačne
proizvodnje) kao što je prikazano na tzv.
“trouglu” troškova, slika 3.
Pri uprošćenom pristupu valorizacije
efekata kogeneracije sa stanovišta
jednog ili drugog energetskog
sistema se često kao problem (i izvor
nesporazuma) javlja transport toplote
na daljinu, odnosno tačka na kojoj se
vrši primopredaja proizvedene toplotne
energije (takav problem je uslovno
eliminisan u slučaju primopredaje
proizvedene električne energije, jer se
podrazumeva da je ta tačka priključak
elektrane na prenosnu elektroenergetsku
Slika 3 “Trougao” za podelu troškova kogeneracije
Slika 4 Troškovi kogeneracije sa i bez troškova transpotra toplote
[037]
energija
mrežu). Stoga je nužno troškove
transporta toplote uključiti u ukupne
troškove kogeneracije i na taj način
utvrđivati ekonomsku opravdanost
ukupnih investicionih ulaganja. U
tom slučaju se takođe može upotrebiti
“trougao” troškova, na kome su sada
donje granice isplativosti kogeneracije,
definisane troškovima odvojene
proizvodnje toplote u toplanama i
električne energije u termoelektranama,
pomerene naviše, slika 4.
Sa slike 4 je očigledno da je na
raspolaganju mnogo širi opseg između
minimalnih i maksimalnih vrednosti
podeljenih troškova za slučaj bez
transporta toplote nego kada je on
uključen. Štaviše, gledano sa stanovišta
direktnih ekonomskih efekata, ukoliko
je sistem za transport suviše skup (ako
je relativno velika daljina transporta
toplote ili je relativno mali kapacitet
konzuma), takav poduhvat se može
pokazati neekonomičnim (T” > T i E” >
E) i pored značajnih ušteda ostvarenih
u kombinovanoj proizvodnji. U tom
slučaju je nužno razmotriti i sve druge
(indirektne) efekte (efekte “u senci”),
pre nego što se projekat definitivno
proglasi ekonomski neopravdanim
i neprihvatljivim za jedan ili oba
energetska sistema, elektroenergetski
i toplifikacioni. Pri tome dolazi
do izražaja zakonska odredba o
kogeneraciji njenim svrstavanjem u
kategoriju povlašćenih izvora energije.
uslovima rasta cena energije) treba
takođe da povrati poverenje u nju,
poljuljano kako negativnim iskustvima
u radu postojećih termoelektranatoplana na gas i prekidom realizacije
započetog poduhvata toplifikacije
Beograda iz termoelektrane „Nikola
TeslaA“ u Obrenovcu, tako i nedavnim
uveravanjem javnosti od strane
inostranih „eksperata“ angažovanih
u okviru „tvining“ programa obuke
kadrova u Ministarstvu rudarstva i
energetike da se ona u našim uslovima
ne isplati.
Reference
[1] “Potencijal kogeneracije toplotne i
električne energije u Srbiji“, Studija
u okviru Nacionalnog programa
energetske efikasnosti, Ministarstvo
nauke i tehnološkog razvoja,
Energoprojekt NIRC, Beograd,
2007.
[2] “Analysis and Guidelines for
Implementation of the CHP
Directive 2004/8/EC- reference
values – matrix, European
Commission DG TREN, 23
December 2005.
4. Zaklju~ak
Budući da se najveći deo energije u
Srbiji troši u obliku električne energije
i toplote za grejanje prostora i za
industrijske i druge potrebe, njihova
spregnuta proizvodnja (kogeneracija)
ima poseban društveni značaj zato
što se vrši uz znatnu uštedu primarne
energije u odnosu na njihovu odvojenu
proizvodnju. Kako se spregnuta
proizvodnja toplote i električne energije
u našim uslovima ne javlja samo u
funkciji racionalizacije potrošnje
domaćih goriva, nego i u funkciji
supstitucije uvoznih goriva (mazuta i
gasa) i zaštite životne sredine, njena
valorizacija uključuje i pozitivne
indirektne efekte, koji doprinose
ekonomskoj opravdanosti kogeneracije.
Stoga je jedan od ciljeva ove Studije
bio da se domaća (prvenstveno
stručna) javnost ispravno informiše
o potrebama i mogućnostima da se
kogeneracija šire primenjuje, koristeći
raspoložive potencijale, posebno
u okviru revitalizacije postojećih
kapaciteta termoelektrana i toplana i
planirane ekspanzije sistema gasifikacije
u Srbiji. Svest o pozitivnim efektima
kogeneracije (posebno izraženim u
[038]
energija
Z. Veli~kovi}, N. Ivankovi}
UDC: 502.17 : 332.1.003
Ekonomski instrumenti u
zaštiti životne sredine
Uvod
Kroz istoriju ljudskog društva čovek
je svojim aktivnostima neprekidno
uticao na menjanje okoline. Ta
aktivnost je oduvek bila povezana
sa zadovoljavanjem potreba čoveka,
koje su sa razvojem ljudskog društva
postajale sve veće. Struktura privrede
prilagođavala se postavljenim
privrednim ciljevima, koji su u
prvom redu uslovljeni zadovoljavanju
zahtevnih potreba potrošačkog društva.
Opšti napredak u uslovima tehnološke
revolucije postigao je vrlo visok
nivo industrijskih aktivnosti i vrlo
visok životni standard za dobar deo
stanovništva razvijenih zemalja. To je
sve zajedno uticalo na okolinu. Čovek
je bio zauzet i ponesen tehnološkim
napretkom i povećanjem ličnog i
društvenog standarda tako da je u
jednom periodu zaboravio ili bolje
rečeno, zanemario uticaj na okolinu.
Međutim kontinuirani proces društvene
reprodukcije, zahtevao je adekvatno
tretiranje prirodnog okruženja. Kroz
kreiranje zajedničke politike koja
uvažava principe ekonomije i održivog
razvoja, dolazimo do saznanja o
dinamičkom ukrštanju ekonomskog,
socijalnog, ekološkog i institucionalnog
sistema. U smislu održivog razvoja,
odnos ekonomije i ekologije
sagledavamo na osnovu percepcije
životne sredine kao izvora resursa za
ekonomske aktivnosti ali i kao primaoca
otpada pri čemu uzimamo u obzir prag
tolerancije zagađenja.
Pošto ekonomska aktivnost u velikom
broju slučajeva za posledicu ima
različite reziduale, u savremenim
uslovima masovne proizvodnje za
zadovoljavanje potreba potrošačkog
društva pitanje negativnih eksternih
efekata se nameće samo po sebi.
Rezime
Usvajanjem seta zakona o zaštiti životne sredine decembra 2004. godine u Srbiji
je stvoren pravni okvir za zaštitu životne sredine. Međutim mada je sam zakon
ukazao na potrebu za obezbeđenjem veza između ekonomske politike i politike
zaštite i unapređivanja životne sredine na svim nivoima društvenih zajednica i
u svim sektorima privrede i neprivrede, i neophodnost njihovog integrisanja u
savremene ekološke zakonitosti, njegovo sprovođenje prate brojni problemi. Kroz
kratku analizu ekonomskih instrumenata u zaštiti životne sredine u Republici
Srbiji u radu je data suština koncepta održivog razvoja, jer održivi razvoj
podrazumeva interakciju razvoja i životne sredine kroz međusobnu uslovljenost i
komplementarnost razvojne politike i politike zaštite životne sredine uvažavanjem
zakonitosti ekoloških sistema. Zato je određivanje kvalitativnih i kvantitativnih
pokazatelja održivog razvoja i njihove implementacije suštinski preduslov za
unapređenje i stvaranje održivog društva.
Ključne reči: ekonomija, ekologija, životna sredina, prirodni resursi, održivi
razvoj.
Economic means in environmental protection
By passing new environmental protection laws in December 2004, in our country
was made the legal frame for the environmental protection. The Law shows:
- the need for ensuring relations between the economic policy and the protection
and environment improvement policy at all levels of the society and in all economic
and no economic sectors,
- and the necessity to integrate these relations into modern ecological legalities.
Its conduction is followed by many problems. Through the brief analyze of the
economic means in environmental protection of the Republic of Serbia, in this paper
is given the essence of the Concept of sustainability, because the sustainability
includes the interaction between development and environment through the mutual
dependence, and complementarity of the ongoing policy development and the policy
of the environmental protection by recognizing the legalities of the ecological
systems. Because of that, determination of the qualitative and quantitative
indicators of the sustainability and their implementation are the essential
precondition for the improvement and creation of the sustainable society.
Key words: economy, ecology, environment, natural resources, sustainability.
Nažalost, efikasan društveni nivo
proizvodnje je često niži od efikasnog
privatnog nivoa proizvodnje, jer se
sa društvenog stanovišta u efikasnost
uključuju i troškovi zagađenja životne
sredine. Državne mere u vezi sa
zaštitom životne sredine, kroz brojne
ekonomske instrumente, neosporno
[039]
imaju pozitivne efekte, jer tržišta,
zbog svoje imperfektnosti, često nisu u
mogućnosti da izvrše efikasnu zaštitu
prirodnih resursa. To su svi slučajevi
kada nastaju eksterni efekti. Pristup
ovom problemu od strane velikog broja
ekonomista da bi mehanizmi slični
tržišnim mogli da obezbede efikasno
energija
privatno i društveno ponašanje daje
nadu da će društveni interes pobediti
privatni - lični.1
Zna~aj uvo|enja ekonomskih
instrumenata u za{titi životne
sredine
U mnogim područjima privrednog
života postoje protivrečnosti između
privatnog i javnog interesa, kao
i između ekoloških i neposredno
ekonomskih motiva privređivanja
i razvoja, radi kojih i postoje
institucionalizovana vlast i ekonomska
politika. Ekonomski život podrazumeva
intervencije koje bi trebalo da vode
optimalnom razvoju, zaštiti javnog
interesa i obezbeđivanja neophodne
ekonomsko-socijalne ravnoteže i
stabilnosti. Jedna od strateških funkcija
ekonomske politike je ekologija,
kao i usaglašavanje ekonomskog i
tehnološkog razvoja sa ekološkim
načelima.
Osnovni problem današnje tržišne
privrede, vezan za pitanja životne
sredine je, što veliki deo troškova
prirodnih resursa i njihove degradacije
nije uključen u troškove proizvodnje
. Cena antropogenog narušavanja
stanja životne sredine velikim delom
se ne uračunava u cenu proizvoda.
Da bi se problem prevazišao uvode se
ekonomski instrumenti. Njihov cilj je da
otklone tržišne nedostatke, odnosno da
onemoguće ostvarivanje konkurentske
prednosti na štetu životne sredine, te da
uspostave uslove u kojima je ponašanje
koje vodi brigu o životnoj sredini
ujedno i ekonomski povoljnije [1].
Za otklanjanje ovakvih posledica
privređivanja koji stvaraju prateće
efekte, postoje tri vrste tržišnih rešenja:
- Novčane kazne i porezi
- Subvencije za smanjenje zagađenja
- Transferabilne dozvole
Novčane kazne i porezi. Kada postoji
razlika između privatnih i društvenih
koristi, tada postoji i razlika između
privatnih i društvenih troškova. U tom
slučaju postoji neki eksterni efekat.
Najbolji način tržišnog uređenja pitanja
eksternih efekata je preko naplaćivanja
kazni i poreza. Objektivno utvrđena
visina kazne ili poreza, ima za cilj
izjednačavanje privatnih i društvenih
koristi i troškova. Korektivni porezi,
1
Taj novi pristup nazivamo održivim, a pristup
potrošnji održiva potrošnja, koju definišemo kao:
korišćenje usluga i proizvoda koji zadovoljavaju
osnovne potrebe i zahteve za boljim kvalitetom
života ljudi, a koji istovremeno minimiziraju
trošenje prirodnih izvora, ispuštanje otrovnih
materijala, emisija i otpada, tako da ne dolazi do
ugrožavanja potreba budućih pokoljenja.
Izvor : UN/DESA (1995): CSD International
Working Programme
Slika 1 Protivrečnost između individualnih i društvenih interesa u pogledu
eksternalija (marginalne koristi, troškovi i obim proizvodnje)
Izvor: Wonnacott/Wonnacott, Economics, International ed. 1980, str. 589
treba da izjednače granične privatne
troškove sa graničnim društvenim
troškovima. U slučaju naplate iznosa
koji odgovara visini graničnih troškova
zagađenja, granični privatni i društveni
troškovi se izjednačuju.
Promena načina proizvodnje ili
smanjenje obima, mogu zameniti
novčane kazne. U tom slučaju, promena
inputa ili načina proizvodnje, izazivaju
pojavu novih direktnih troškova, koji
se tiču kontrole zagađenja, jer granični
troškovi kontrole zagađenja rastu[2].
Subvencionisanje smanjenja
zagađenja. Aktivniji način učešća
države u smanjenju zagađenja je kroz
subvencionisanje smanjenja zagađenja.
Umesto da oporezuje zagađenje, država
je u mogućnosti da subvencioniše
izdatke na smanjenju zagađenja.
Ukoliko neće imati direktnu korist od
smanjenja zagađenja, preduzeće nije
motivisano da investira u kontrolu
i redukciju zagađenja, u slučaju
nepostojanja kazni. Sa društvenog
gledišta, investiranja sa ekološkom
pozadinom su relativno mala u odnosu
na društvenu širu korist.
U slučaju mogućnosti izbora,
zagađivači se radije opredeljuju za
subvencionisanje smanjenja zagađenja,
nego za kazne, jer subvencije su
troškovi koji idu na teret države, sa
jedne strane, a omogućavaju veću dobit
preduzećima, sa druge strane. Ako se
primeni sistem kazni, cene konkretne
proizvodnje će biti veće, te će biti
ugroženi i potrošači, jer se ekološki
trošak indirektno prevaljuje na njih.
Poreski obveznici, iz čijeg poreza se
finansira subvencioniranje, biće više
zainteresovani za sistem kazni. Prema
konceptu subvencionisanja smanjenja
zagađenja, proizvođači se ne suočavaju
sa stvarnim društvenim troškovima
[040]
sopstvene proizvodnje, kao u slučaju
sistema kazni kada to jeste slučaj.
Transferabilne dozvole. Ovaj
ekonomski instrument je sve
popularniji, jer omogućuje „promet
dozvolama“ između učesnika u tržišnog
takmičenja. U ovom slučaju, država
je prevashodno zainteresovana za
smanjenje opšteg nivoa zagađenja, ali ne
i koji je proizvođač konkretno svojom
aktivnošću to uzrokovao. Ukoliko iz
nekih razloga preduzeće smanji obim
proizvodnje, i ne potroši „svoju kvotu
u zagađenju“, postoji mogućnost da
proda, svoje neiskorišćeno pravo
zagađenja, kroz prodaju transferabilne
dozvole preduzeću koje proširuje
proizvodnju (i ima potrebu za dodatnim
zagađenjem, preko dozvoljene visine
zagađenja).
Preduzeća će biti zainteresovana za
prodaju dozvola u skladu sa tržišnim
cenama. Dok je tržišna cena dozvole
(kao i bilo koje druge robe) veća
od graničnih troškova smanjenja
zagađenja, preduzeća su zainteresovana
za prodaju dozvola, tj. dok su granični
troškovi smanjenja zagađenja veći od
tržišne cene dozvole, preduzeća će biti
zainteresovana za kupovinu dozvola
(jer im to omogućava da poveća obim
proizvodnje, uprkos povećanom
zagađenju). U praksi su se pokazala
dva problema kao značajna za tržišnu
regulaciju putem dozvola. Prvi problem
se odnosi na pravičnost u vezi početnog
izdavanja dozvola. Diskutabilno je
šta treba da se postavi kao osnova za
izdavanje dozvola:
• obim proizvodnje,
• uložena sredstva u kontrolu smanjenja
zagađenja (praksa je utvrdila da takva
preduzeća, po pravilu dobiju manje
dozvola, što je krajnje destimulativno),
• uvođenje savremene tehnologije.
energija
Drugi problem se odnosi na lokaciju
zagađivača. Sistem transferabilnih
dozvola daje dobre rezultate u slučaju
irelevantnosti lokacije zagađivača[2].
Međutim, zagađenje vazduha je mnogo
osetljiviji problem u blizini velikih
gradova.
Dominantno shvatanje ekonomista,
jeste da bi mehanizmi slični tržišnim
mogli da obezbede efikasno privatno
i društveno ponašanje. Za otklanjanje
ovakvih posledica, postoji više vrsta
rešenja. Prema OECD podeli, postoje
sledeći ekonomski instrumenti :
• Naknade i porezi za emisije.
Naknade za emisije su direktne uplate
bazirane na procenama ili konkretnim
merenjima koncentracije i vrste
emisije.
• Korisničke naknade i porezi[4].
Ovaj instrument ima lokalni karakter.
Sredstva prikupljena na ovaj način,
služe za finansiranje konkretnih
ekoloških problema lokaliteta:
odlaganje i prikupljanje otpada, obrada
komunalnih voda, eksploatacija
sirovina, lovišta, parkova, ribnjaka i
slično.
• Kazne[4]. Porezi i kazne su
najjednostavniji mehanizmi. Kada
je proizvodnja uzrokovala negativni
eksterni efekat, i kada postoji razlika
između društvenih i privatnih
troškova, pravilno utvrđena kazna
ili porez, suočavaju proizvođača
sa društvenim posledicama svog
privređivanja. Smisao ovog
instrumenta je da izjednači privatne i
društvene troškove i koristi. Kada se
proizvođaču naplati kazna u iznosu
graničnih troškova zagađenja, granični
privatni i društveni troškovi će se
izjednačiti. Proizvođač može da smanji
zagađenje smanjenjem obima ili
načina proizvodnje. Promene u načinu
proizvodnje mogu uzrokovati izdatke
za uređaje za kontrolu zagađenja, ili da
promene input (sirovinu).
• Naknade za proizvode. Proizvodi
koji uzrokuju zagađenje okoline tokom
proizvodnje, potrošnje ili u obliku
otpada, opterećuju se procenjenim
društvenim troškovima. Cilj je
prilagoditi relativne cene proizvoda, u
cilju smanjenja njihove tražnje, a tako
prikupljena sredstva služe finansiranju
izmenjenog načina proizvodnje, koji
je ekološki prihvatljiviji. Naknade
za proizvode se mogu primeniti na
veštačko đubrivo, pesticide, plastičnu
ambalažu, baterije i slično.
• Garancija izvršenja (Performance
bonds) [4]. Proizvođači ili korisnici
prirodnih resursa, su u obavezi da
polože garanciju, čime garantuju
poštovanje uslova zaštite životne
sredine. Po izvršenju obaveza,
garancija se vraća proizvođaču.
• Odštete (Liability payments) [4].
Za funkcionisanje ovog ekonomskog
instrumenta, neophodna je uloga
države, koja ima obavezu kreiranja
i garantovanja građanskog prava
na nadoknadu štete ili reguliše
propisima odštetu kroz fondove
(fondovi za zagađenje voda, fondovi
za ugrožavanja biodiverziteta, fondovi
za naftne mrlje i slično). Prikupljena
sredstva kroz fondove mogu koristiti
oštećenima od hroničnog emitovanja
zagađenja ili državi.
Pravna regulativa OECD zemalja, pravi
strogu distinkciju između pojmova
„naknade“ i „poreza“, u smislu upotrebe
sredstava prikupljenih kroz naknade
i poreze. Za državu, oba instrumenta
donose prihode, ali je pitanje alokacije
prihoda drugačije izvedeno. Naknada se
odnosi na slučajeve kada je dominantan
deo prihoda namenjen pokrivanju
troškova i zaštiti životne sredine (na
primer, sredstva su prikupljena kroz
fondove za zaštitu voda i životne
sredine). Centralizovan prihod, koji
prevashodno nije namenjen zaštiti
životne sredine, već povećava lokalne i
državne prihode, je porez.
Pravni okvir za uvo|enje
ekonomskih instrumenata za
zaštitu životne sredine
Ekologija2 je jedno od posebno
značajnih područja koje konstantno
zahteva izvesnu državnu intervenciju,
ali se ona danas uglavnom usaglašava
tržišnim merama. Sve zemlje, pa i
njihove asocijacije kao što je EU danas
radi uravnoteženog održivog razvoja
usvajaju sopstvene strategije održivog
razvoja, kao i druge sektorske strategije
koje se tiču zaštite životne sredine,
upravljanja otpadom, ali i strategije
(održivog) privrednog razvoja, strategije
za smanjenje siromaštva itd. Primenom
ovih strategija ostvaruju se određene
politike zaštite životne sredine iz kojih
proističu zakoni i podzakonski propisi.
Donošenjem Zakona o zaštiti životne
sredine (Službeni glasnik RS, br.
135/2004) stvoren je pravni okvir
zaštite životne sredine, kojim su uvedeni
novi, ekonomski instrumenti za zaštitu
životne sredine (poglavlje 4) [6].
2
Ekologija je biološka disciplina koja proučava
odnose, strukturu i funkcionisanje prirode u
celini, uključujući čoveka, odnosno čovečanstvo
kao specifičnu komponentu bioloških sistema
na zemlji. Ona se bavi odnosima živih bića
i njihove životne sredine, kao i uzajamnim
odnosima svih organizama u prirodi.
Jednostavno rečeno ekologija se može odrediti
i kao nauka koja izučava mehanizme opstanka
živih bića. [5]
[041]
Zakon o zaštiti životne sredine (2004)
uvodi nove principe „zagađivač plaća”,
“korisnik plaća” i sledeće naknade za
zaštitu životne sredine:
• Naknade za zagađenje: naknade
za emisije pojedinačnih izvora
zagađivanja, naknade za (industrijski,
proizvedeni ili odloženi) otpad i
naknade za proizvodnju;
• Naknade za korišćenje prirodnih
resursa;
• Šeme za refundiranje depozita;
• Subvencije, poreske podsticajne mere
izuzeća od plaćanja naknada;
• Novčane kazne za neispunjenje
ekoloških standarda;
Naknade za zagađivanje životne
sredine uvedene su za: emisije SO2,
NO2, praškaste materije, supstance koje
oštećuju ozonski omotač, proizvodnju
i odlaganje industrijskog opasnog
i bezopasnog otpada i korišćenje
motornih vozila.
Detalji o stopama naknada za
zagađenje i njihovom obračunu
određeni su Uredbom o vrstama
zagađenja, kriterijumima za obračun
naknade za zagađivanje životne
sredine i obveznicima, visini i načinu
obračunavanja i plaćanja naknade
(Službeni glasnik RS, br. 135/2004).
Visina naknade usklađuje se godišnje
sa stopom rasta cena na malo prema
podacima republičkog statističkog
zavoda .
Sredstva ostvarena od naknade u visini
od 40% prihod su budžeta Republike
(Fond), a u visini od 60% prihod su
budžeta jedinice lokalne samouprave.
Sredstva se moraju koristiti namenski
za zaštitu i unapređenje životne sredine
prema programima, odnosno akcionim i
sanacionim planovima.
Ekonomski instrumenti u sektoru
saobraćaja su:
• Godišnja naknada za emisije iz
motornih vozila, koja zavisi od tipa
vozila i goriva koje vozilo koristi.
Naknade rastu u skladu sa veličinom
motora i starošću vozila.
• Akcizni porez na gorivo.
• Porez na registraciju vozila .
• Naknada za korišćenje druma
(putarina)
Svi ovi instrumenti imaju potencijal za
povećanje energetske efikasnosti.
Zagađenje vazduha u Srbiji, naročito u
urbanim sredinama, pogoršava se usled
lošeg kvaliteta motornih goriva. Sadržaj
olova i sumpora u motornim gorivima
je znatno veći nego u drugim zemljama
jugoistočne Evrope. Nacionalna
strategija zaštite životne sredine
predlaže izbacivanje olovnog goriva do
2010. godine, što je proces koji treba
energija
stimulisati dodatnim opterećenjem na
potrošnju ove vrste goriva. Međutim, do
sad nije razvijen definisan akcioni plan
ili propis za pokretanje ovog procesa. U
cilju smanjenja zagađenja 2004. godine
Vlada je usvojila uredbu o zabrani
uvoza polovnih vozila starijih od tri
godine ili onih koji ne ispunjavaju Euro
3 standarde emisija izduvnih gasova.
Ekonomski instrumenti u sektoru
upravljanja otpadom su naknada za
sakupljanje i odlaganje otpada i naknade
za komunalni otpad, koje se razlikuju po
opštinama.
Ekonomski instrumenti za korišćenje
nacionalnih (neobnovljivih) resursa
su naknade za korišćenje koje su
propisane novim Zakonom o izmenama
i dopunama zakona o rudarstvu i
Pravilnikom o načinu plaćanja naknade
za korišćenje mineralnih sirovina.
Zakon predviđa da preduzeća koja u
Srbiji vrše eksploataciju nacionalnih
resursa plaćaju za to taksu – u zavisnosti
od toga koja sirovina se vadi – u visini
od 1–5% od vrednosti ekstrahovane
mineralne sirovine. Naknada koju
preduzeće plaća za eksploataciju sirove
nafte i gasa u Srbiji je 3% od prihoda
dela kompanije koji se bavi vađenjem
sirove nafte.
Troškovi i finansiranje zaštite životne
sredine predviđeni Nacionalnom
strategijom zaštite životne sredine
pretpostavljaju da će ukupni troškovi
za zaštitu životne sredine biti 0,9%
bruto domaćeg proizvoda (BDP) u
2009.g, što je nerealno očekivati a
i nagoveštava oslanjanje na izvore
izvan vladinog budžeta u finansiranju
Nacionalne strategije. Oko 2/3 ukupnih
ulaganja u zaštitu životne sredine ide na
upravljanje otpadom, dok je samo 10%
raspoređeno na upravljanje otpadnim
vodama.
Nacionalnim investicionionim planom
(do 2011.godine) [11] predviđeno je
da se od ukupnih javnih ulaganja, 20
miliona evra ili 1,2 % uputi na mere
zaštite životne sredine. Od planiranih
sredstava najviše će se ulagati u sektor
upravljanja otpadom – 11,4 miliona
evra, zatim u vodosnabdevanje i tretman
otpadnih voda – 4,9 miliona evra i
zagađenje vazduha – 3,7 miliona evra.
Ukupni prihodi od naknada za zaštitu
životne sredine u 2007.g. dostigli su
nivo od 1,63% BDP, od čega su sredstva
Fonda za zaštitu životne sredine 0,05%
BDP. Troškovi se uglavnom pokrivaju
iz državnog budžeta, u 2007. godini
je izdvojeno 1384,6 miliona dinara
ili 0,3 % BDP, mali deo pokriva se iz
stranih izvora. Između 2002. i 2005.
ukupna finansijska pomoć EU Srbiji
iznosila je 740 miliona evra, od kojih
je oko 34 miliona evra (ili oko 4,5%)
namenjeno projektima u oblasti zaštite
životne sredine, u 2007. godini pomoć
je bila u visini 0,02 % BDP . Jedan
od mehanizama za jačanje spoljne
finansijske pomoći je davanje većeg
prioriteta rangiranju ekoloških pitanja
sredine, u okviru temeljnih reformi
ka tržišnoj ekonomiji i građanskom
društvu. Ovaj proces podrazumeva
unapređenje dosadašnje politike u
ovoj oblasti i sektorskih politika na
upravljanju zaštitom životne sredine
Tabela 4 Indikatori troškova uvoza energije za 2008. godinu
u strategijama nacionalnog razvoja i u
međunarodnoj saradnji [10] .
Tabela 1 Ulaganje javnog sektora u
zaštitu životne sredine (u milionima
dinara) [10]
Fond za zaštitu životne sredine
osnovan Zakonom o zaštiti životne
sredine 2004.g. u skladu sa
preporukama prvog Pregleda stanja
životne sredine. Počeo je sa radom
maja 2005.g. sa obavezom finansiranja
projekata u oblasti zaštite životne
sredine, energetske efikasnosti i
korišćenja obnovljivih izvora energije,
što je ocenjeno kao važan korak u
jačanju javnih institucija i izradi,
praćenju i sprovođenju programske
politike u oblasti zaštite životne sredine.
Ukupni prihodi Fonda koji potiču od
naknada za zaštitu životne sredine
iznosili su 0,05 BDP u 2007. godini.
Prihodi Fonda su ograničeni, a očekuje
se da će tako i ostati i u srednjoročnom
periodu.
Dosadašnja iskustva u
implementaciji ekonomskih
instrumenata u zaštiti životne
sredine Republike Srbije
Strateška procena uticaja na životnu
sredinu predstavlja značajan instrument
za ocenu podobnosti razvojnih
planova i programa sa aspekta uticaja
na životnu sredinu i implementaciju
ekonomskih instrumenata društva u
cilju uspostavljanja održivog razvoja.
Za tranziciju privrede i društva
ka održivom razvoju ključni su
odgovarajuće liderstvo i politička volja.
Pored toga neophodno je suočiti se sa
pojedinačnim sukobljenim interesima,
pošto održivi razvoj, donosi nesumnjivu
korist za društvo u celini, pa se ne sme
dozvoliti da uski interesi prevagnu pred
dobrobiti društva u celini.
Srbija se suočava sa velikim izazovima
u unapređivanju sistema zaštite životne
[042]
i prirodnim resursima na principima
održivog razvoja.
Međutim, samo donošenje zakona
je preduslov za uspešnu „ekološku“
akciju dok je sprovođenje zakona je
rad na terenu koji je možda najvažniji
u čitavom lancu organizovane
institucionalne ekološke akcije:
strategija - zakon – politika – ponašanje.
Upravo ta akcija, samo sprovođenje
zakona o zaštiti životne sredine je
ukazalo na brojne nedostatke istog i
nedoslednost u njegovoj primeni. Nizak
nivo ekonomske razvijenosti, relativno
slabe i nerazvijene institucije podložne
zloupotrebama u političke i druge svrhe
i nizak nivo svesti o problemima životne
sredine (naročito donosilaca političkih
odluka) usporavaju promene u sistemu
upravljanja zaštitom životne sredine, a
posebno operativno jačanje u pojedinim
segmentima ove oblasti kao što su
monitoring, izgradnja informacionog
sistema, rad inspekcije, primena
odgovarajućih podsticajnih ekonomskih
mera, izdavanje dozvola i saglasnosti
i učešće javnosti u odlučivanju o
pitanjima koja se tiču životne sredine.
Ekološki porezi i takse na zagađujuću
aktivnost imaju za cilj da smanje
ekološki neprihvatljive aktivnosti,
a njihov ekonomski mehanizam je
zasnovan na internalizaciji eksternalija,
odnosno na mehanizmu uspostavljanja
celovite ekonomske cene za interne i
eksterna troškove privredne
aktivnosti [2].
Veliku poteškoću u planiranju
i realizaciji nekih ekonomskih
instrumenata ima i nizak standard
stanovništva, velika nezaposlenost i
ekološka needukovanost te se mnogi
do kraja ne mogu iskoristiti zarad
„socijalnog mira“.
Tako na primer prihodi od naknada za
otpad ne pokrivaju troškove održavanja
sakupljanja i odlaganja otpada.
energija
Informacije o prosečnim stopama
sakupljanja nisu dostupne i ne postoje
pravi podsticaji za domaćinstva i
preduzeća za smanjenje otpada za koje
je potrebno sakupljanje i odlaganje.
Stope naknada za sakupljanje i
odlaganje komunalnog otpada zavise od
veličine stana ili poslovnih prostorija a
ne od količine i karakteristika otpada.
Uočen je i nedostatak resursa za
obezbeđivanje odgovarajućih usluga
za sakupljanje otpada. U Srbiji postoji
180 službeno registrovanih deponija
komunalnog otpada. U ruralnim
oblastima ne postoji sistem sakupljanja
komunalnog otpada, već se isti spaljuje
na otvorenom.
Naknade za zagađivanje se primenjuju
od 1. januara 2006. godine. S obzirom
na kratko vreme primene ne može se
precizno proceniti da li su uticale na
ponašanje zagađivača. Generalna je
pretpostavka da ovi instrumenti služe
uglavnom za povećanje prihoda a jaki
podsticaji za smanjenje zagađenja
životne sredine i dalje su u velikoj meri
odsutni.
Informacije o visini i strukturi troškova
za zaštitu životne sredine u Srbiji
i dalje su ograničene. U odsustvu
službene obaveze o izveštavanju,
nema podataka iz sektora industrije.
Napredak u privatizaciji i poboljšana
profitabilnost u industrijskom sektoru
će obezbediti podizanje ekoloških
standarda, što će stvoriti podstrek
kompanijama da pokrenu investicije
usmerene na mere za zaštitu životne
sredine. U javnom sektoru ukupni
troškovi za zaštitu životne sredine u
periodu od 2003-2007. godine iznose
0,3-0,4% bruto nacionalnog dohotka.
U skladu sa Zakonom osnovani su
fondovi na lokalnom nivou o čijem
radu i finansijskim resursima nedostaju
informacije.
Zakon o zaštiti životne sredine obavezao
je svaku lokalnu samoupravu da osnuje
eko fond, kao institucionalni organ koji
“obavlja poslove u vezi sa finansiranjem
pripreme sprovođenja i razvoja
programa, projekata i drugih aktivnosti
u oblasti očuvanja, održivog korišćenja,
zaštite i unapređivanja životne sredine,
posebno očuvanja i valorizacije
prirodnih vrednosti”[6]. Sredstva
eko fondova su podsticajna i strogo
namenska, a ostvaruju se po čitavom
nizu osnova, koje je zakonodavac
predvideo. U najkraćem, radi se o
taksama poznatim kao “zagađivač
plaća” i naknadama za korišćenje i
raubovanje (trošenje) prirodnih resursa.
To praktično znači da se sredstva eko
fonda mogu trošiti na finansiranje ili
sufinansiranje programa, projekata,
edukativnih i raznih drugih aktivnosti,
ali i na realizaciju već gotovih projekata
- opremanje, izgradnju, sanaciju ili
obnavljanje degradiranih objekata i
površina.
Ova praksa, nažalost, još uvek nije
zaživela u velikom broju srpskih
opština. Gotovo da se na prste mogu
izbrojati opštine gde institucija eko
fonda funkcioniše onako kako zakon
nalaže. Među njima postoji nekoliko
izuzetno svetlih tačaka, sa postignutim
rezultatima.
Malo je poznato, međutim, da i mesne
samouprave mogu formirati sopstvene
eko fondove. Do sada ni jedna
mesna zajednica nije iskoristila ovu
mogućnost. Zakonodavac je predvideo
da rad ovog organa bude javan. To
konkretno znači da svaki stanovnik
opštine, kao poreski obveznik, ima
pravo da zna za šta je potrošen njegov
novac i u šta se ulaže.
Takođe zakonom su veliki zagađivači
u obavezi da o svom trošku vrše
monitoring emisija zagađujućih
materija i podatke o istim dostave
Ministarstvu za zaštitu životne sredine,
i ukoliko dođe do prekoračenja imisija
zagađujućih materija, primenjuje se
princip „zagađivač plaća“. Međutim
postavlja se pitanje koliko je zagađivača
spremno da suprotno svojim ličnim
interesima sami sebe prijave i plate
nadoknadu. Rešenje u ovoj oblasti
bi bilo da monitoring vrši nadležno
ministarstvo o trošku potencijalnog
zagađivača čime se postiže
nepristrasnost u vršenju monitoringa.
Po pitanju regulativa vezanih za
korišćenje nacionalnih resursa Srbija
se, u poređenju sa drugim tranzicionim
zemljama, nalazi na početku tranzicije.
Problem naplate naknade za korišćenje
domaćih resursa još uvek nije rešen na
adekvatan način. U vreme socijalizma,
to pitanje se nije ni postavljalo.
Sredinom devedesetih donešen je
Zakon o rudarstvu, koji je trebalo da
reguliše i ovu oblast, ali njime nije
određena visina naknade za korišćenje
mineralnih sirovina. Uredba kojom se
utvrđuje visina naknade donešena je
tek sredinom 2002. godine. Međutim,
očekivani rezultat je izostao. Dva su
osnovna razloga za to:
• Podzakonska akta koja su trebalo da
regulišu način naplate naknade za
korišćenje mineralnih resursa nisu
donešena, tako da sama procedura
naplate nije bila jasna i samim tim se
nije sprovodila.
• Cena resursa nije bila striktno
određena, tako da su firme (koje su i
eksploatisale i prerađivale mineralne
sirovine), koristile interne obračunske
[043]
cene. Te cene su bile daleko ispod
svetskog nivoa. Najnoviji Zakon
o izmenama i dopunama zakona o
rudarstvu i Pravilnik o načinu plaćanja
naknade za korišćenje mineralnih
sirovina, samo su delimično rešili
navedene nedostatke.
Zakon predviđa da preduzeća koja u
Srbiji vrše eksploataciju nacionalnih
resursa plaćaju za to taksu – u zavisnosti
od toga koja sirovina se vadi – u visini
od 1–5% od vrednosti ekstrahovane
mineralne sirovine. Naknada koju
nafte i gasa u Srbiji je 3% od prihoda
dela kompanije koji se bavi vađenjem
sirove nafte. Takva definicija – gde
se kao osnova za naplatu naknade
uzima ostvareni prihod, a ne vrednost
izvađene sirove nafte – ostavila je
prostor NIS-u da plaća manju naknadu.
Naime, metodologija za izračunavanje
cene, koja bi se uzela kao referentna
prilikom obračuna vrednosti sirovine –
nije adekvatno definisana. Kompaniji
je tako ostavljeno da sama odluči po
kojoj će ceni obračunavati prihod.
Takođe, naknada se do sada nije plaćala,
pa je država na taj način direktno
subvencionisala NIS. Naknada koju
nafte i gasa u Srbiji je daleko manja od
naknade koju plaćaju velike svetske
kompanije u zemljama s razvijenom
tržišnom ekonomijom . Tako, na primer,
kompanija koja vadi sirovu naftu u
Velikoj Britaniji plaća korporativni
porez na profit koji je stekla prodajom
te sirove nafte od 50%.godišnje. Za
ležišta koja su razvijena pre 1993.
godine, naknada iznosi čak 75%. Slična
je situacija u SAD i Kanadi. Visina
“naftnog poreza” u SAD zavisi od toga
ko je vlasnik zemlje (država ili privatni
vlasnik), od visine prihoda kompanije
i od toga gde se naftno polje nalazi. Od
100 jedinica prihoda od vađenja sirove
nafte u SAD, država uzima oko 50 kroz
razne poreze. U Kanadi, slično kao u
SAD, svaka država članica određuje
visinu naknade za vađenje sirove nafte,
koja zavisi od starosti ležišta, obima
proizvodnje i cene na svetskom tržištu.
Država u proseku uzima od 15% do
50% vrednosti izvađene sirove nafte,
a kompanija ili deo kompanije, koji se
bavi eksploatacijom, plaća državi još
16% od profita u vidu korporativnog
poreza. Sredstva ostvarena od
eksploatacije nafte i gasa, država bi
trebala da ulaže u programe zaštite
životne sredine u cilju saniranja,
degradacije životne sredine nastale
usled eksploatacije ovih resursa i da vrši
ulaganja u obnovljive izvore energije.
energija
Zaklju~ak
Imajući u vidu složenost EkološkoEkonomskih odnosa, specifični
problemi zaštite se najbolje rešavaju
kombinacijom ekonomskih i ostalih
instrumenata. Izolovano posmatrani,
sami ekonomski instrumenti neće dati
optimalne rеzultate, a uspeh u primeni
zavisi od prateće kombinacije politika.
Međutim, ekonomski instrumenti
sa tržišnim elementima koje nose u
sebi, su razlog postupnog prelaska
sa politike zaštite životne sredine na
politiku pojačane upotrebe ekonomskih
instrumenata.
Svaki od navedenih ekonomskih
instrumenata ima svoje prednosti
i nedostatke, što ih čini više ili
manje podesnim u primeni, odnosno
prikladnim za kombinovanje u
pojedinim i konkretnim situacijama.
Veliki deo stručne javnosti zastupa
mišljenje da najviše benefita (koristi)
može da se ostvari u slučaju smanjenja
ekoloških eksternih efekata. To se
postiže dobro poznatim i prihvaćenim
načelima “zagađivač plaća”, “korisnik
plaća”, kao i načelo “projektovanja
ukupnog životnog ciklusa proizvoda”.
Njihovom realizacijom se integrišu
u cenu proizvoda eksterni troškovi,
prouzrokovani degradacijom životne
sredine. Na taj način se postiže plaćanje
punog ekonomskog troška, u koji
ulaze troškovi proizvodnje, upotrebe i
odlaganja proizvoda, u toku njegovog
čitavog životnog ciklusa. Iskustva
pokazuju da je upotreba ekonomskih
instrumenata, odnosno fleksibilnih i
stimulativnih mera često delotvornija od
zabrana i kazni.
Takođe veće uključivanje javnosti u
procese donošenja odluka o problemima
životne sredine predstavlja jednu
od osnovnih karakteristika održivog
razvoja. Razlog je jednostavan: zdrava
životna sredina je jedno od osnovnih
ljudskih prava te predstavlja izvor
odgovornosti svakog pojedinca. Za
kvalitetno uključivanje javnosti nije
dovoljna samo formalna dozvola, već su
neophodni posebni podsticaji, pre svega
kroz podršku informisanju i edukaciju,
kako bi javnost objektivno mogla da
utiče na ishod za koji je zainteresovana.
Poljoprivredni fakultet, Beograd,
2002.
[4] E. S. Goodstein, Ekonomika i okoliš,
MATE, Zagreb, 2003.
[5] Grupa autora , Enciklopedija
Životna sredina i održivi razvoj,
Beograd, 2003.
[6] Vlada R. Srbije, Zakon o zaštiti
životne sredine (Službeni glasnik
RS, br. 135/2004)
[7] Vlada R. Srbije, Agencija za
ZŽS,publikacija , Veza ka Evropi,
Beograd, 2006.
ZŽS,publikacija, Indikatori životne
sredine, Beograd, 2007.
ZŽS,publikacija, Integralni katastar
zagađivača , Beograd, 2008.
ZŽS,publikacija, Izveštaj o stanju
životne sredine Republike Srbije za
2007. godinu , Beograd, 2008.
[11] Vlada R. Srbije, Agencija za ZŽS,,
Strategija održivog razvoja www.
ekoserb.sr.gov.yu 09.11.2008.
ZŽS, Članak: Integralni katastar
zagađivača www.sepa.sr.gov.yu
19.10.2008.
[13] EEA, Članak: Mehanizam čistog
razvoja: http://www.eea.europa.eu
Literatura
[1] P. Đukić, M.Pavlovski, Ekologija
i društvo, Eko centar, Beograd,
1999.
[2] P. Đukić, Osnovi ekonomije za
inžinjere, TMF, Beograd , 2007.
[3] R. Pešić, Ekonomija prirodnih
resursa i životne sredine,
[044]
energija
Polka Todovi}
PD RB ,, Kolubara “ d.o.o., Lazarevac
UDC: 620.9.001.6 (497.11)
Značaj i cilj Nacionalne
strategije razvoja
energetskog sektora Srbije
B
udućnost - Elektroprivrede
Srbije je da bude društveno
odgovorna,tržišno orijentisana I
profitabilna kompanija, sa značajnim
uticajem u regijonu, kao pouzdan
partner domaćim i međunarodnim
kompanijama.
Misija – sigurno snadbjevanje svih
kupaca električnom energijom, pod
tržišno najpovoljnim uslovima, uz stalno
podizanje kvaliteta usluge, unapređenje
brige o životnoj sredini.
Usvajanjem Nacionalne strategije,
Srbija se usmerila ka brzom
privrednom razvoju I transformaciji
zemlje u stabilno u stabilno
demokratsko društvo sa funkionalnom
tržišnom privredom, a istovremeno
se opredelila za prihvatanje obaveza
koje proizilaze iz procesa stabilizacije
I pridruživanja EU. U skladu sa
izveštajem ,koji predstavlja celovit
“kontrolni mehanizam”koji dinamički
analizira “prolazno vreme” Srbije
ka EU, odnosno dostignuti stepen
realizacije ekonmskih zadataka,
mera i akcija, na bazi kriterijuma
iz Kopenhagena,a u skladu sa
Sporazumom o stabilizaciji i
pridruživanju.
Vlasnička transformacija u oblasti
energetike je još uvek dominantno
državna. Započet je proces
restrukruriranja, krajem 2005.god.
u skladu sa Zakonom o energetici
(Službeni list RS broj 84/04) članom
33stav 2 Odluke o osnivanju Javnog
preduzeća za proizvodnju, distribuciju
I trgovinu električne energije
(Službeni list RS broj 12/05) izvršeno
je usklađivanje organizacije rada I
poslovanja, osnovano je 11 zavisnih
privrednih društava (6 za proizvodnju
energije iuglja i 5 za distribuciju
električne energije).
Rezime
Usvajanjem Nacionalne strategije razvoja energetike Republike Srbije je usmerena
ka privrednom razvoju i transformaciji zemlje, radi dužeg opstajanja, širenja
i razvoja delatnosti preduzeća u tržišnoj privredi, što je jedan od osnovnih
preduslova njenog punog integrisanja u EU.
Ključne reči: strategija, energetski sector, transformacija.
Importance and Aim National Strategy Development of the Energy
Sector of Serbia
Adopt National strategy energetic development of Serbia is directed transformation
and economic country development, for the louger survival, expanding and
development of the activities in the compani in the market economy, what must be
done in aim to fully integrate in EU.
Key words: strategic,energy sector, transformation.
Stanje energetskog sektora
(ekonomski, tehni~ko-tehnolo{ki)
Stanje energetskog sektora i dalje
nepovoljno bez obzira na vidan
oporavak pogonske spremnosti i
sigurnosti snadbevanja energijom
i energentima.Specifična potrošnja
energije po jedinici nacionalnog
dohotka u Srbiji je veoma visoka(oko
0,612 ten po 1000 USD nacionalnog
dohotka, odnosno nekoliko puta veća
nego u razvijenim zemljama).
Ovako nepovoljnu situaciju još više
otežava rastuća uvozna zavisnost Srbije
u oblasti energetike.Srbija oko 40%
mora nabavljati iz uvoza, dok se ostali
procenat proizvodi na bazi domaćih
resursa.
Potrošnja energije u Srbiji je
neracionalna, posebno električne
energije.
Tarifna politika u oblasti energetike je
u nadležnosti Agencije za energetiku
Srbije i Vlade.
Ekonomskom analizom došlo se
do vrednosti registrovanog kapitala
(4,622miliona evra)odgovara godišnjoj
[045]
dobiti od oko 600miliona evra, što bi
bilo dovoljno za obnavljanje postojećih
kapaciteta i za izgradnju novih,ali
pošto odsustvo takvih ulaganja
prisutno,EPS godinama nije gradio nove
energetske objekte, tako da je prosečna
starost termoelektrana 27godina, a
hidroelektrana 33god.
Dostignuti nivo cene električne
energije,iznosi 5,0din/kWh,što
omogućava pokriće tekućih operativnih
troškova i finansiranje dospelih starih
obaveza, a ne obezbeđujući potrebna
sredstva za najneophodnije investicije
za održavanje dostignutog nivoa
proizvodnje i započinjanje investicije za
rastuću potrošnju električne energije u
narednom periodu.
EPS se sve više suočava sa problemima
tekućeg poslovanja, a posebno razvoja
zbog činjenice da nema pravnu formu
privrednog društva, što ga ograničava
da tržišno posluje, odnosno maksimizira
doboit i vrednost kapitala , a tim I
blagovremeno realizuje razvojne
programe,a ne zaduživanjem EPS-a.
Prelaskom na tržišno poslovanje,što je
obaveza RS po Ugovoru o osnivanju
energija
Energetske zajednice, potpisane
25.10.2005.god.EPS- bi prešao u
društvo kapitala odnosno(akcionarsko
društvo, zatvorenog tipa).
da je u zimskom perioda cena bila
preko 8€ centi/kWh, a planom je
predviđeno 8€ centi/kWh, rizik je
I obezbeđivanje potrebnih količina
električne energije po planiranoj
ceni.
7. smanjenje netehničkih gubitaka
elektr-energ u distributivnoj mrežisvaki procenat gubitka povećava
rashode EPS-a za oko 95mil.din./
mesečno.
8. obezbeđivanje kadrovskih
potencijala
- neusklađenost zakonskih propisanedostatak podzakonskih akata
- niska kupovna moć stanovništva, koja
limitira tražnju.
Tehni~ko-tehnolo{ki rizici
Razvoj energetike
1. tehničko-tehnološki aspekti Doneta Strategija energetike Republike
zastarelost kapaciteta
Srbije do 2015.god. s kojom će se
2. odlaganja investicionih aktivnosti
regulatorna i institucionalna reforma
u sl, nemogućnosti obezbeđivanja
energetskog sistema kao i povećano
potrebnih sredstava ili kašnjenja sa
investiranje u revitalizaciju i razvoj
realizacijom programa
obezbediti u narednom periodu:
- smanjenje proizvodnje uglja u
- stabilnost u isporuci/kvalitetu
količini od 5-6 miliona tona, ili oko
električne energije
20% ukupnih potreba i odgovarajući Privredni razvoj i ekonomska
- povećanje energetske efikasnosti
pad proizvodnje termoelektrana
politika
privrede / domaćinstva
- neostvarivanje planirane
- smanjenje uvoza energenata
U predhodnim godinama ,pored
proizvodnje i rast deficita električne
ostvarenih značajnih makroekonomskih - smanjenje nepovoljnih uticaja
energije uslovio bi nestabilnost
energetskog sistema na životnu sredinu
rezultata u pogledu privrednog rasta,
funkcionisanja proizvodno- da se nacionalna ekonomija prilagodi
makroekonomske stabilnosti, rasta
distributivnog sistema, uz
evropskom okruženju
izvoza, poboljšanje efikasnosti privrede,
nemogućnost daljeg smanjivanja
- otklone negativni aspekti monopola
priliva stranih direktnih investicija,
gubitaka u distributivnoj mreži i
- da se omogući profit
ali uz visok spoljnotrgovinski deficit
snadbevanje potrošača.
i održanje nezaposlenosti na visokom
Srbija je potpisivanjem Ugovora o
- suočavanje sa sve većim
nivou.
osnivanju Rregionalne energetske
problemima vezanim za nacionalne
zajednice jugoistočne Evrope postala
I pored značajnih promena prisutna su
i međunarodne zahteve u pogledu
punopravan član, čime uspostavlja
ograničenja:
zaštite čovekove sredine u
zajedničko tržište električne energije i gasa.
termoelektranama, rudnicima i
- nizak nivo privrednih aktivnosti i
priobalju hidroakumulacije.
tempo oporavka privrede
Najzna~ajniji investicioni projekti
- ispunjavanje strateških ciljeva i
- nedovoljna razvijenost tržišta/niska
planirani u JP EPS-u u periodu
težnje za uspostavljanje uticajne
konkurentna sposobnost
do 2015. god.
pozicije u regionu
- zastarelost opreme/tehnologije, što
Osnovni ciljevi:
- usporavanj daljeg razvoja EPS-a
utiče na efikasnost i nedovoljnju
kada su u pitanju informacioni,
konkurentnost naše privrede na
pouzdano snadbjevanje kupaca
poslovni, upravljački i
inostranom tržištu
električnom energijom, pod
telekomunikacioni sistemi.
- nizak nivo investicione aktivnosti
tržišno najpovoljnim i ekološki
- nepristupačni i skupi izvori
najprihvatljivijim uslovima.
3. neostvarenje realnog rasta cena
finansiranja – posebno dugoročni
ekonomsko-finansiska, tehničkoelektrične energije, uglja za
tehnološka, organizaciona i
- nedovoljan devizni priliv od izvoza /
industriju i široku potrošnju,
upravljačka konsolidacija,
toplotne energije i tehnološke pare
visok nivo spoljno trgovinskog deficita
4. neostvarene stope
inflacije – ugrozilo Tabela 1 Energetsko-tehničke karakteristike postojećih izvora elek-energ, na teritoriji grada Beograda
bi likvidnost
preduzeća
5. stepen naplate
tekućih faktura
– stepena
naplate utiče
socijalni položaj
stanovništva
ili ograničena
mogućnost
isključivanja
privrede i korisnika
budžetskih prihoda.
6. mogućnost
obezbeđenja
nedostajućih
količina električne
energije iz uvoza
i veća cena –
obzirom da na
tržištu nema
dovoljnih količina
električne energijei
[046]
energija
očuvanje integriteta Kompanije i
postepena vlasnička transformacija
kroz strateško partnerstvo i
korporatizacija EPS-a,
otvaranje domaćeg, uključivanje
u regionalno tržište električne
energije I uspostavljanje uticajne
pozicije u regionu,
Unapređenje zaštite životne
sredine u skladu sa nacionalnom i
egulativom Evropske unije.
Osnovni razlozi za pokretanje
intezivnog investicionog ciklusa
- zadovoljenje rasta potrošnje električne
energije
- veća efikasnost /povećanje
konkurentnosti
- zamena starih neefikasnih postrojenja
koja su iscrpila radni vek
- zadovoljenje ekoloških standarda
Dinamika izlaska starih / ulaska novih
kapaciteta:
Izlaze:
- 2009.god.TE Kolubara A4 – 20 MW
- 2011.god. TE Kolubara A2 – 20 MW
- 2012.god .TE Kolubara A1 – 20 MW
- 2016.god. TE Morava – 90 MW
- 2017.god. TE Kostolac A1 – 90 MW
- 2020.god. TE TENT A1 – 180 MW
- 2022.god. TE TENT A2 – 180 MW
- 2024.god. TE KostolacA2 – 180 MW
Ulaze:
-2011.god.Novi Sad B-380MW
-2014.god.TE Kolubara B -700MW
-2015. god.HE Gornja Drina -300MW
-2016.god.TENT B3 -700MW
-2017.god. TE Kolubara A6 -200MW
-2019.god. TE Kostolac B3 -300MW
Sve veće potrebe u energiji, rezultat su
promena na svetskom tržištu energije,
sve veći je uticaj na životnu sredinu,
doprineli su da danas:
- energija
- ekonomija
- ekologija
- efikasnost
Postali višedimenzionalni, jedinstveni,
problem razvoja čovječanstva.
Učešće prljave industrije je prisutan
-70%
- U cilju zaštite životne okoline
neophodno je osavremenjivanje
industriskih postrojenja
- Podići na veći nivo energetsku
efikasnost (najveći je „zločin“,
pretvaranja električne energije u
toplotnu).Srbija 6 puta troši više
energije po jedinici društvenog
Slika 1 Potrošnja po kategorijama
Tabela 2 Promjene cjene električne energije
Slika 2 Srbija - Energetski bilans Ministarstva za rudarstvo i energetiku
Izvor: Podaci i procena za 2010 - ЕУРОСТАТ
[047]
proizvoda nego u zemljema EU.
- Cilj daljeg razvoja je povećanje
učešća industriskih oblasti čistije
proizvodnje.
- Srbija ima značajan potencijal
neiskorišćenih obnovljivih izvora
energija
Grafikon 1 Prosečna struktura obnovljivih izvora energije u EU
- Cilj EU do 2010.god.da oko
12%svoje finalne energije proizvede
iz svojih obnovljivih izvora.
Veće učešće gore navedenih ciljeva
imalo bi višestruki značaj:
- smanjenje emisije štetnih materija,
i angažovanje domaćeg kapitala i
proizvodnje,što bi direktno smanjilo
uvoz energrnata
- Smanjeno korišćenje fosilnih goriva,
bile bi umanjene emisije : ugljendioksida, sumpor-dioksida, pepela.
Smanjenjem emisije štetnih gasova
unaprediće se kvalitet životne sredine.
6. Godišnji plan poslovanja JP EPS-a za
2008.god
7. Izveštaj o razvoju Srbije- Republički
zavod za razvoj
8. Stručni listovi kao što je : Savez
energetičara, KWh
Zaklju~ak
Sve gore navedene činjeniće su
relevantne, izvodljive-ostvarljive
onoliko koliko MI želimo da mislimo
ne samo o sebi već i o budućim
generacijama naše ovako umanjene,
osiromašene i ne uređene (pravno,
ekonomski, socijalno) NAŠE zemlje
SRBIJE. U nedostatku ljudske
mudrosti, stručnosti, volje-brige za
opštim, a ne ličnim interesom,
budućnost leži u našim rukamauglavnom.
Literatura
1. Strategija razvoja energetike 2008.
god.
2. STUCK IN THE PAST/
energy,environment and povertyUNDP/2002.god.
3. Zaštita živitne sredine RS, Novi
Sad,2008
4. Službeni glasnik RS
5. Ekonomsko-pravne analize/
konsultanskih kuća
[048]
energija
dr Dragoljub Sekulovi}, vanr. prof.
Vojna akademija, Beograd
UDC: 502.15 : 72.011"21"
Urbana arhitektura u funkciji
oblikovanja kvalitetnije
životne sredine
Uvod
Rešavanjem problema životne sredine
kroz različite teorijske pristupe i
raznovrsne naučne discipline, kao i
kroz njihovo međusobno preplitanje,
vremenom su postavljeni temelji
nove nauke pod čijim će se okriljem,
ova tematika sveobuhvatno tretirati.
Reč je o ekologiji za koju najčešće
vezujemo oblast proučavanja odnosa
živih bića prema njihovoj sredini,
njihov međusobni odnos u sredini i
uticaj sredine na živa bića. Međutim, uz
naziv ekologija s godinama buja prava
poplava prideva: urbana, socijalna,
humana, politička, industrijska,
medicinska, biološka itd. Naravno, ovo
je razumljivo jer je reč o posledicama
društvenog, privrednog i naučnog
razvoje modernog društva.
Intenzivna industrijalizacija i ukupan
privredni razvoj tokom prošlog veka
doveli su do nekontrolisane potrošnje
prirodnih resursa i negativnog
uticaja i degradacije životne sredine.
Uzroci pogoršanja nisu samo izvori u
velikim industrijskim i energetskim
kompleksima, već i brojni difuzno
raspoređeni izvori u urbanim sredinama,
kao i linijski izvori degradacije
i zagađenja životne sredine duž
infrastrukturnih koridora. Zbog toga se
u svetu pristupilo pravnom regulisanju
uvođenja standarda i sistema upravljanja
zaštitom životne sredine. Uloga
planiranja je vrlo važan faktor očuvanja
i unapređenja stanja životne sredine [1].
1. Ekologija svakodnevnog
ìvota
Razne pojave i procesi koji se dešavaju
u prirodi često se negativno odražavaju
na stanje životne sredine, kao i na
celokupnu biosferu. Najčešći uzroci
Rezime
Ubrzan razvoj civilizacije na početku 21. veka donosi velike brige, jer veru u
progres sada već plaćamo suviše skupo. Atmosfera, litosfera, biosfera i hidrosfera
ne mogu se odvojiti i razgraničiti među državama. Zagađenje, dim i radijacija
podjednako su opasni za sve ljude i zemlje sveta. U velikim gradovima smog i buka
približavaju se maksimalno dozvoljenim granicama, a saobraćajne nesreće su
svakodnevna pojava.
Nova stambena naselja izgrađena po univerzalnim principima “moderne”
arhitekture kritički se tretiraju u mnogim razvijenim zemljama. Većina tih naselja
slična je po uniformnosti, monotoniji i prostornoj dezorijentisanosti. Stambeni
soliteri građeni su velikom brzinom, a okolni prostor ostao je bez usaglašavanja sa
društvenim životom i bez organske, ambijentalne celovitosti.
Ključne reči: urbana arhitektura, funkcija oblikovanja, životna sredina.
Urban Architecture Functioning as Shaping Better Quality
Environment
Accelerated development of the civilization at the beginning of the 21st century
brings many troubles, because we are already paying a high price for the faith in
progress. Atmosphere, lithosphere, biosphere and hydrosphere can not be separated
and can not be drawn their line between countries. Contamination, smoke and
radiation are equally dangerous for all people and countries. In the big cities smog
and noise are approaching the maximum allowable limits, and car accidents are
everyday occurrence.
The new housing estates, built by the universal principles of the “modern”
architecture, are criticized in many developed countries. The majority of those
housing estates are similar in uniform, monotony and spatial disorientation. The
residential tower blocks were built very fast and the surrounding space remained
uncoordinated with the everyday life, and without organic and ambient integrality.
Key words: urban architecture, shaping function, environment.
toga su razne elementarne nepogode
ili katastrofe, među koje se ubrajaju
poplave, zemljotresi, vulkanske
erupcije, šumski požari, olujni vetrovi,
ekstremno visoke i niske temperature i
drugo [2].
U velikim gradovima, zbog prekomerne
koncentracije industrijske proizvodnje,
energetskih postrojenja i transportnih
sredstava, brže se stvaraju uslovi za
zagađenje vazduha, vode i zemljišta.
Proces urbanizacije vrši snažan pritisak
na životnu sredinu (korišćenja resursa
[049]
vode, emisija štetnih materija, stvaranje
otpada, pritisak na zaštićena prirodna
dobra i biodiverzitet, gubljenje plodnog
poljoprivrednog zemljišta), usled čega
dolazi do degradacije životne sredine
koja utiče na zdravlje ljudi.
Planovima su obuhvaćene nove
aktivnosti u gradu – nove površine i
novi načini korišćenja zemljišta, razvoj
infrastrukture, razvoj stanovanja itd. Ali
i one aktivnosti koje u gradu već duže
vreme figuriraju, jer je sa stanovišta
uticaja na kvalitet životne sredine u
energija
gradovima podjednako važno sprečiti
nove negativne uticaje, ali istovremeno
i stare, koje su često van dozvoljenih,
zakonom propisanih granica ili pak na
samoj granici, eliminisati ili svesti u
dozvoljene granice.
Posledice planskih rešenja po životnu
sredinu u najvećoj meri zavisiće od
kvaliteta samih planskih rešenja uz
njihovu realizaciju u potpunosti. Ako
se pođe od toga da je održivi prostorni
razvoj nekog naselja cilj prostornih i
urbanističkih planova, onda je jasno
da je zdrava i kvalitetna životna
sredina preduslov za bolju ekonomiju i
kvalitetniji socijalni razvoj.
Da bi prostor gradova, prostor
različitih veličina, ali uvek prostor sa
ekstremno velikom koncentracijom
ljudi i različitih aktivnosti, adekvatno
i efikasno zaštitili od negativnih
antropogenih uticaja na životnu
sredinu neophodno je da posedujemo
široku paletu instrumenata. Jedna od
osnovnih grupa tih instrumenata jesu
prostorni i urbanistički planovi kojima
(gradska, opštinska, regionalna ...)
uprava za određeni, duži vremenski
period, kontinuirano i kvalitetno planira
raspored aktivnosti na nekom prostoru,
njihove međusobne uticaje, efekte
na prostor u celini, uticaj na životnu
sredinu, upravlja promenama u gradu,
usklađuje izuzetno veliki broj različitih
interesa i koordinira, kontroliše i
usmerava razvoj u cilju povećanja
urbane održivosti [3].
Osnovni nedostaci novih stambenih
naselja su:
• Prostorna segregacija – podela
urbanog prostora na gradske zone,
centar, predgrađa, industrijske zone i
drugo.
• Velika dnevna migracija između
mesta rada i mesta stanovanja
– uzrok je saobraćajnog haosa
u jutarnjim i poslepodnevnim
satima, saobraćajnih nesreća, žurbi,
psihoneuroza i sličnih pojava.
• Nedostatak pratećih sadržaja
– etapnost izgradnje ne može biti
opravdani razlog.
• Nepostojanje mikro - ambijenata
– okolina se često pretvara u
parkirališta, garaže i pristupne ulice,
kao i nedovoljno organizovan i suviše
spor javni prevoz.
• Prisutnost socijalne segregacije
– prostorna organizacija postaje
projekcija konflikata u međuljudskim
i proizvodnim odnosima.
• Uništava se okolni regionalni
prostor – radio-koncentrična
aglomeracija pretvara postojeća
seoska naselja u anarhična predgrađa,
uništavaju se obradive površine,
tradicija i lokalni običaji.
2. Skrivena dimenzija prostora
U ulicama velegradova ima sve manje
slobodnog prostora za kretanje, akciju
ili odmor. Pešaci su sve više stisnuti na
uske trotoare, na koja se oslanjaju prva
parkirana vozila. Svakodnevne gužve
između buke tramvaja i automobila,
koje često i tragično završavaju,
postepeno smanjuju minimalni ljudski
prostor koji nam je neophodno potreban
za život. Postoje tri vrste međuljudskog
prostora [4]:
1. Intimni prostor do međuudaljenosti
od 20 santimetara.
2. Društveni prostor do dva metra.
3. Javni prostor od dva metra i više.
Svaki čovek bi, radi života u harmoniji
sa svojom okolinom, trebalo da ima
osigurani minimalni prostor u obliku
zemljine kugle, nešto većih razmera od
sopstvene visine.
U mikrorazmeri mediji ljudske okoline
sastavljeni su od niza skrivenih
dimenzija, koje u neprekidnom procesu
i interakciji oblikuju naš unutrašnji
doživljaj prostora:
• mogućnost akcije u prostoru,
• trenutni događaj (hepening, novi
susreti),
• zvuk (sonarni elementi, muzika,
buka),
• mogućnost avanture,
• ambijentalni doživljaj (intimnost,
kontinuitet, međuljudski odnosi),
• dodir (taktilni elementi, oslonac,
odmorište),
• orijentacija (vizuelne komunikacije,
simboli, urbana semantika),
• rasveta (igra svetla i senke, izdvajanje
detalja),
• temperatura (klimatski faktori, osećaj
hladnoće ili topline prostora),
• boja (uticaj boje ambijenta na
raspoloženje),
• komunikativnost arhitektonskih
oblika (plastično jedinstvo,
disharmonija),
• vizuelno-likovni doživljaj
(međuprostori, međuodnosi, urbani
dizajn, urbana scenografija)
• miris (čađ, vetar, cveće, kanalizacija),
• unutrašnja slika prostora (predstava
o prostoru, prostori detinjstva,
nasleđeni prostori),
• vreme (promene u prostoru,
transformacije, kontinuitet),
• poetika prostora (maštanje o budućim
i prošlim događajima u prostoru,
snovi, imaginacije) itd.
Dakle, prostor nije određen formom,
betonom ili opekom. Okolina čoveka
ne može se predstaviti nacrtima,
perspektivama, maketama ili estetski
[050]
uspešno izgrađenim objektima.
Čovek doživljava okolinu u aktivnim,
dijalektičkim odnosima, u neprekidnoj
promeni, kretanju, akciji. Okolina nas
vodi, zanosi ili rastužuje, prihvata ili
odbacuje, okolina se menja u nama,
živi sa nama i ostaje uvek nedovršena i
promenljiva, kao i život.
3. Kontinuirani proces ìvota
Prostor je praizvod postojanja. Njegove
dimenzije nisu određene samo fizičkim
koordinatama prisutnosti oblika, već
on ujedinjuje u sebi totalitet “bitka”.
Urbana arhitektura je kontinuirani
proces rasta urbane strukture, dok
je urbana struktura sveukupnost
međusobnih odnosa između elemenata
jedne urbane celine. Urbana celina,
izgrađena u realnom prostoru i vremenu,
predstavlja ljudsku okolinu. U stvaranju
ljudske okoline najbitnije je sačuvati
njeno ljudsko merilo. Dezorijentisanost
u savremenim naseljima posledica je
tehnokratskog merila. Ljudsko merilo,
shvaćeno u svom izvornom, integralnom
smislu, nema direktne povezanosti
sa proporcijama čovečjeg tela, već
predstavlja težnju za potrebnom
ravnotežom psiho-socioloških i psihofizioloških struktura.
Da bismo mogli realno opravdati
takve zahteve, ne možemo se više
prilikom planiranja osloniti samo na
svoju intuiciju i talenat. Potrebno je
pronaći metodu koja će biti jedinstvena
i univerzalna, koja će nam omogućiti
racionalni izbor utemeljen na naučnim
postavkama [5].
Ako kao objekat izabrane metode
odredimo jednu urbanu celinu (urbano
jezgro), onda moramo otkriti sve
elemente strukturirane u jednoj takvoj
prostornoj celini, proučavajući njihove
međuodnose u neprekinutom nizu i
razvoju. Bitno je napomenuti da urbana
jezgra nisu samo manji deo budućeg
grada, već da je urbana struktura
u svakoj fazi rasta jedna organska,
kompeksna, evolutivna i jedinstvena
celina. Svaki elemenat urbanog
jezgra određen je međuodnosom sa
elementima svoje okoline.
Zbog mnogobrojnih elemenata i
preglednije klasifikacije, podelićemo
ih na osnovne elemente i podelemente.
Osnovni elementi određeni su po
primarnom sadržaju, ali nisu shvaćeni
jednoznačno u funkcionalnom smislu,
već kao skup u interakciji:
• stan,
• prateći sadržaji,
• tercijarna delatnost,
• sekundarna delatnost,
• mikroambijenti i
• pejzažni elementi.
energija
Svaki podelement, strukturiran
primarnim sadržajem, određen je u
grupama srodnih elemenata, a prema
drugima je u neutralnom ili odbojnom
odnosu.
Prilikom prostorne koncepcije urbani
arhitekti trebalo bi da se rukovode
racionalnim pristupom prilikom izbora
lokacija za pojedine sadržaje. Funkcija,
struktura i forma ne bi se više analizirali
odvojeno, već samo kao sastavni deo
celovitog, globalnog pristupa. Estetski
kvalitet pojedinog objekta trebalo bi
da ima sekundarno značenje u odnosu
na primarnu ambijentalnu celovitost
urbanog prostora. Ovim bi se otvorio
put prema novom urbanom životu, u
kome će promene i rast izgrađenog
prostora slediti promene i rast života
društva u celini [6].
Neophodno je istaći benificije koje
urbani način života donosi. Ove
benificije najpre će zavisiti od veličine
naselja. Za veliki broj industrija,
lokacija u velikom gradu omogućava
pravovremeno dobijanje adekvatnih
imputa, dok za stanovnike velikih
gradova prednost čini veća ponuda
za zapošljavanje, za snabdevanje
specijalizovanom visokokvalitetnom
robom i uslugama i pristupačnost onim
ekskluzivnim kulturnim aktivnostima
koje su dostupne samo u velikim
gradovima. Neke od tih benificija
jesu i privlačenje visokoprofitabilnih
nezagađujućih industrija, izgradnja
efikasnih i ekološki povoljnijih sistema
masovnog prevoza, visok kvalitet
javnih prostora i drugo, što doprinosi
sveukupnom kvalitetu života a ne samo
podizanju kvaliteta životne sredine.
4. Urbani sistemi i posledice po
ìvotnu sredinu
Urbani sistemi danas, nastali kao
rezultat dugotrajnih istorijskih,
socijalnih i ekonomskih procesa,
u velikoj meri su proširili svoje
tradicionalno gusto naseljene granice i
time učinili značajnijim pitanje njihove
prostorne organizacije i njihov uticaj
na životnu sredinu. Ovaj proces se
ne zaustavlja i ne može se prikazati
jednokratnom promenom, već na
izvestan način sam sebe ubrzava i
podstiče. Kako osnovu urbanih sistema
čini njegova povezanost, upravo
promene u komunikacijskim čvorovima
utiču na tokove roba, kapitala, usluga i
stanovništva među njima, a samim tim i
na raspored aktivnosti oko čvorova i duž
linija komunikacija koje ih povezuju.
Ljudi žele da budu blizu posla, tržnih
centara, bolnica, pozorišta i drugih
servisa, ali su nezadovoljni kada su
ovi sadržaji “u njihovom okruženju”.
Sa druge strane, oslanjanje na javni i
privatni transport, kako bi se obezbedila
navedena pristupačnost uz smanjeno
zagađivanje životne sredine, nosi sa
sobom problem generisanja velike
količine buke i aerozagađenja u
urbanim područjima duž linija kojima
se javni prevoz kreće. Oni koji stanuju
blizu izuzetno bučnih saobraćajnica i
saobraćajnih objekata snose teret kako
bi ostatak stanovnika mogao da živi
izolovano od buke i drugih zagađivača i
drugih izvora zagađivanja [5].
Pojedine karakteristike urbanog
područja (demografska struktura,
stopa rasta, veličina) zavise od njegove
ekonomske baze, prirodne sredine
koja je određena egzogenim faktorima,
kao i njegovog položaja u nacionalnoj
(regionalnoj ili globalnoj) ekonomiji.
5. U traganju za izgubljenim
prostorom
Težnja za novim pristupom izgradnji
urbanog prostora, koji bi ujedinio
društveno-ekonomske promene
sa prostorno-oblikovnim, zahteva
zajedničku društveno-političku akciju.
Treba se izboriti za stvarno sudelovanje
svih stanovnika grada u oblikovanju
okoline. Grad pripada svima nama, mi
smo stvaraoci njegovog svakodnevnog
života.
Akciju treba započeti svakodnevnim
informacijama sredstvima masovnih
medija. Potrebno je uključiti probleme
oblikovanja okoline u dečje vrtiće,
škole, fakultete, preduzeća, potrebno
je razgovarati i okupljati se na raznim
društvenim skupovima, predavanjima,
diskusijama i pokušati usmeriti i
uskladiti akcije građana i svih radnih
ljudi u smislu zajedničke izgradnje
budućeg urbanog života.
Da bismo ostvarili takve ciljeve
potrebno je preispitati vrednosti
postojećih urbanističkih planova, koji
već nekoliko desetina godina parcelišu
gradove u zoninge, centre, potcentre,
rejone, stambene dormitorije, a ljude
ostavljaju da se utrkuju automobilima
između mesta rada, stanovanja i
razonode (rekreacije).
Potrebno je otkriti i usmeriti novo
prostorno-urbano oblikovanje, koje
će budućim generacijama omogućiti
uklapanje u jedan kontinuirani istorijski
tok, mnogo duži i trajniji nego što je
bilo doba “moderne” arhitekture [7].
Buduća istraživanja treba usmeriti
prema humanijem oblikovanju ljudske
okoline i pokušati:
• Težiti ka kontinuitetu prostora umesto
zoninga, koji je razdvojio prirodne
ljudske tokove i stvorio saobraćajni
haos;
[051]
• Revalorizovati odnos čoveka i mašine
u smislu orijentacije na proizvodnju
onih mašina koje su nam neophodne
za život;
• Reorganizovati i udružiti građevinske
firme u smislu zajedničke,
kontinuirane izgradnje;
• Revalorizaciju trgova i ulica –
ulicu treba shvatiti kao kretanje,
smer, zaštitu, intimnost, tokove
mikrourbanističkih ambijentalnih
sadržaja, a ne kao prometnu arteriju
sa većom ili manjom propusnom
moći različitih vozila i pešaka; trgovi
su bili i ostaju puls osnovnog ritma
urbane animacije;
• Predlagati nove, orijentisane urbane
strukture, umesto radiocentričnog
širenja postojećih aglomeracija;
• Novo shvatanje kulture stanovanja
– težnja za potrebnom ravnotežom
spoljašnjeg i unutrašnjeg prostora
zahteva novi pristup u izgradnji
urbane strukture, u kojoj je stan
osnovni element sveukupnog urbanog
prostora;
• Primarna orijentacija na javni
saobraćaj;
• Restrukturiranje lokacija sekundarne
i tercijarne delatnosti – industrijska
proizvodnja, koja bi fiterima
sprečavala dalje zagađivanje vazduha
i postigla zadovoljavajuću izolaciju
buke može se ponovo locirati u
samom jezgru urbane strukture;
• Predložiti novi ritam mikroambijenata
umesto hijerarhije centra, kvartova i
predgrađa;
• Ponovo ostvariti kontinuitet plastične
celine – nastojati da se pronađu
elementi povezivanja između
nasleđenih, autohtonih i izvornih
kvaliteta novog urbanog tkiva;
• Slediti ritam permanentne
transformacije ljudske okoline i
drugo.
6. Orijentisana urbana struktura
Zahteva stvaranje realne društvenoekonomske baze, na osnovi koje bi
se svakih pet godina mogla odrediti
veličina nove faze rasta urbanog
jezgra. Kontinuitet izgrađenog prostora
omogućio bi udruživanje izvođača i
neprekinuti tok građevinskih radova.
Lociranje urbane strukture u odnosu
na postojeći grad zahteva povezivanje
osnovnih istorijskih – prostornih tokova
u smeru najprihvatljivijeg budućeg
razvoja.
Trbalo bi težiti za tim da prostorni
okvir razvoja bude lociran u širinu od
1.000 do 2.000 m, jer se jedino većom
širinom može izbeći šablonsko stvaranje
linearnog grada [8].
energija
U svakom poprečnom preseku urbana
struktura trebalo bi da ima približno
ravnomerno raspoređen ritam osnovnih
elemenata, jer se jedino tako može
izbeći postojeća prostorna segregacija.
Koncentrisanom, organskom gradnjom
unutar prostornog okvira predviđenog
za orijentisanu urbanu strukturu,
oslobodio bi se spoljašni prostor za
prirodne rezervate, poljoprivredu,
odmor, turizam, sport, bolničke
komplekse i drugo [7]. Orijentisani
rast u jednom smeru omogućio bi
jednostavnu organizaciju javnog i
individualnog saobraćaja, brzu vezu
sa postojećim gradom i postupni,
etapni razvoj urbanog tkiva. Može
se istovremeno odrediti nekoliko
orijentisanih urbanih struktura, što
zavisi od veličine, razvoja i ekonomske
moći određene sredine. Za konačni
izbor bilo bi potrebno odrediti nekoliko
alternativnih koncepata budućeg
razvoja grada. Osnovni kriterijumi za
lociranje urbanih struktura predstavljale
bi varijable za ispitivanje budućih
prostornih modela. Osnovni kriterijumi
mogu se postaviti u odnosu na:
• postojeće urbane strukture,
• prostorno-pejzažne karakteristike,
• saobraćajne i infrastrukturne tokove,
• uticaj većih koncentracija sekundarne
i tercijarne delatnosti i
• uticaj šireg regionalnog područja.
7. Jezgra urbane strukture
Jezgra sadrže sve osnovne elemente
urbane strukture. Lokacija
mikroambijenta određuje se osnovnim
ritmom okupljanja, priliva pešaka,
kretanjem u prostoru, uticajem
postojećih društvenih sadržaja itd.
Prema mikroambijentima usmeravaju
se i povezuju svi ostali osnovni
elementi. Mas-elementi lociraju se
u horizontalnim projekcijama, a tipelementi u vertikalnim projekcijama
prostora [9].
Put prema mogućoj realizaciji može
se podeliti u četiri osnovne faze
kontinuiranog procesa razvoja:
1. Kontinuirani tok informacija
(Pripremna faza);
2. Proces kontinuiranog planiranja
(Faza izbora);
3. Oblikovanje njudske okoline (Faza
izgradnje) i
4. Kvalitativna analiza (Faza
ispitivanja postignutih rezultata).
1. Pripremna faza sadrži:
• Analizu predviđenog budžeta;
• Kombinatornu analizu –
racionalizaciju izbora, hipoteze
za lociranje osnovnih elemenata i
podelemenata, valorizaciju prostora;
• Analizu postojećeg tehnološkog
nivoa – kontakte sa građevinskim
preduzimačima, ispitivanje
mogućnosti industrijske proizvodnje
građevinskih elemenata;
• Kontinuirano informisanje stanovnika
grada o radovima u toku, programu,
primedbama, problemima i slično.
2. Faza izbora omogućuje izradu
najmanje tri varijante projekta urbanog
jezgra prema rezultatima pripremne
faze. Sve tri varijante izlažu se na uvid
građanima i drugim stručnjacima, koji
kasnije analiziraju i odlučuju o izboru
jedne varijante ili o ponovnoj izradi
projekta u nepovoljnom slučaju.
3. Faza izgradnje. Sadrži ujedinjenje
građevinskih firmi, kontinuiranu
gradnju, proces industrijskog
oblikovanja, fleksibilnost, adaptabilnost,
polivalentnost, učešće u transformaciji
prostora, konflikte, spontane procese,
društvene tokove stvaranja jedne nove
životne sredine.
4. Faza ispitivanja postignutih
rezultata sadrži:
• korekcije, modifikacije, promene;
• kritički odnos prema prve tri faze;
• analizu odnosa planiranih i
postignutih rezultata;
• permanentno istraživanje, iskustvo
praktičnog delovanja i drugo.
Određene faze rada neprekidno
se smenjuju i dopunjuju, procesi
informacija pretapaju se sa procesom
izbora i izgradnje, a analize i ispitivanja
teku kontinuirano sa izgradnjom
urbanog jezgra.
Zaklju~ak
Milioni ljudi žive u gradovima koji
opstaju i uvećavaju se, uprkos stalnom
rapidnom pogoršanju životne sredine u
njima. Efikasnost urbanističkih planova,
jednog od glavnih instrumenata za
ostvarivanje održivog ekonomskog,
socijalnog i ekološkog razvoja gradova,
zavisi pre svega od planskih rešenja i
mogućnosti njihovog implementiranja.
Samo ukoliko postoji realna
zasnovanost planskih rešenja i ukoliko
su ona adekvatno koncipirana mogu se
očekivati pozitivni efekti plana i njegov
potpuni doprinos održivom urbanom
razvoju grada.
Ono čemu treba težiti jeste podsticanje
novih aktivnosti, stvaranjem privlačnog
ambijenta, uz istovremenu strogu
kontrolu uticaja na životnu sredinu.
Urbana arhitektura postala bi sastavni
deo života društvene zajednice,
projekcija mogućnosti u određenom
vremenskom razdoblju akcija koje
neprekidno traju. Maksimalna
fleksibilnost i polivalentnost prostora
[052]
omogućila bi i trajnu orijentaciju prema
promenama u unutrašnjoj urbanoj
strukturi i novim tokovima života
koje neminovno donosi svaka nova
generacija.
Sekundarno je pri tome osloboditi nove
tehnološke procese, koji će omogućiti
izgradnju urbanih struktura, a primarno
je osloboditi ljudsku spoznaju u
smislu nužnosti udruživanja, saradnje i
humanog pristupa okolini u celini.
Put prema budućnosti ostaje otvoren, a
urbana arhitektura ostaje i dalje putokaz
na raskršću života.
Literatura
[1] Todić, D., Vukasović, V., Zaštita
životne sredine u međunarodnopravnom i unutrašnjem pravu,
Beograd, 2001.
[2] Regodić, M., Sekulović, D., Primena
satelitskih daljinskih istraživanja u
ekologiji, XXXV
Simpozijum o
operacionim istraživanjima - SYMOP-IS 2008, Zbornik radova, Soko
Banja, 2008.
[3] Стојков, Б.: Методе просторног
планирања, Географски факултет,
Београд, 2000.
[4] Daniels, K., The Technology of
Ecological Buildings, Birkhauser
Verlag, Boston, 1997.
[5] Ђорђевић, А., Шећеров, В.,
Могућности заштите животне
средине кроз дефинисање
намене површина у просторним
и урбанистичким плановима,
Зборник радова са научног скупа
„Србија и Република Српска
у регионалним и глобалним
процесима“, Београд – Бањалука,
2007.
[6] Tönük, S., Kayihan, S. K.,
Architecture And Environment
Ecological Building Design
Recommandations For One
Family Passive House Desing,
1st International CIB Endorsed
METU Postgraduate Conference
Built Environment & Information
Technologies, Ankara, 2006.
[7] Krapmeier, H., Drössler, E.,
Cepheus-Wohnkomfort Ohne
Heizung-Living Comfort without,
Heating, Springer, Wien, 2001.
[8] Brian, J., Berry, L., Land Use,
Urban Formand Environmental
Quality, The University of Chichago,
Chichago, 1974.
[9] Sands, P., Principles of international
environmental law, Cambridge
University Press, 2003.
energija
dr Miodrag Regodi}
UDC: 620.92 : (629.783 : 550.8.04
Primena daljinske
detekcije pri istraživanjima
energetskih sirovina
I Uvod
Šira primena daljinskih istraživanja
u geologiji je počela upotrebom
aerosnimaka 1930-ih godina, mada
su crno-beli aero-snimci korišćeni pri
istraživanju nafte i plina već 1920-ih
godina.
Geolozi su među prvima počeli
koristiti satelitske snimke u svojim
istraživanjima. Bez posebne obrade
snimaka, vizuelno i bez većih teškoća
su se mogle uočavatiati neke krupne
geološke strukture, koje do tada nisu
bile registrovane, ili su bile poznate
samo parcijalno. Tako npr, jedan
Landsatov snimak prekriva površinu od
oko 34.000 km2, pa se na njemu mogu
registrovati npr., rasedi dužine veće od
200 km.
Iskustva su pokazala da uspešnost
primene satelitskih podataka u
geološkim istraživanjima zavisi
uglavnom o dva osnovna parametra:
snimanom elektromagnetskom spektru
i karakteristikama sen-zora za snimanje
(prostorna i radiometrijska rezolucija),
te vrsti terena koji se istražuje. Naravno,
zavise i od obučenosti istraživača.
Kada se razmatra elektromagnetski
spektar, potrebno je naglasiti da
snimanja mogu biti u vidljivom,
bliskom infracrvenom, termalnom
infracrvenom i mikrotalasnom području
spektra. Svaki od navedenih intervala
spektra ima prednosti u određenim
slučajevima. Tako su snimci načinjeni u
bliskom infracrvenom spektru izuzetno
dobri za razlikovanje vegetacijskih
tipova, dok npr. snimci iz termalnog
infracrvenog područja spektra ukazuju
na neke termalne anomalije terena, a
snimci načinjeni pomoću radarskog
sistema omogućuju bolje registrovanje
geološke građe i sastava u prekrivenim
terenima (gusta vegetacija).
Rezime
Mnogobrojne prirodne i društvene pojave se neprekidno prate, izviđaju, snimaju
i analiziraju u svetlu ispoljavanja čovekovog uticaja na njihova odvijanja. Sve su
prisutnija i zastupljenija stalna i povremena satelitska praćenja i snimanja koja
se obavljaju u različite svrhe. Iz potrebe da se dobiju novi podaci, da osmatranja i
izučavanja budu objektivnija od dosadašnjih sinteza, prihvaćen je novi istraživački
metod–daljinska detekcija. U radu su predstavljeni principi i elementi daljinske
detekcije, kao i osnovni aspekti primene daljinskih istraživanja pri istraživanjima
energetskih sirovina, u prvom redu nafte i plina, koje su gotovo sve veće naftne
kompanije uključile u svoje istraživačke programe. Primena satelitskih snimaka
moguća je u svim fazama istraživanja energetskih sirovina, koja zahtevaju primenu
više različitih metodskih postupaka, kao sto su: daljinska i terestrička istraživanja,
geofizička merenja, istražna bušenja i dr. Pri tim istraživanjima se koriste aero i
satelitski snimci različitih osobina, a analiza i interpretacija se sprovodi vizuelnim
i računarski podržanim postupcima. Planiranje terenskih istraživanja na osnovu
satelitskih snimaka i prethodnih informacija dobivenih iz njih omogućava
racionalno i tematski optimalno terensko istraživanje.
Ključne reči: daljinska detekcija, energetske sirovine, satelitski snimak, senzor.
A Usage of Remote Sensing in Researches of Power Raw Materials
Numerous natural and social phenomenon are constantly being observed, inquired,
registered and analyzed in the light of man action and influence to their course. It is
obvious that existence of permanent and periodical observations and registrations
of the satellites being taken into various purposes is unavoidable facts nowadays.
In order to get new data, to make observations and studying much more objective
in comparison with so far syntheses a new method of examination - called remote
sensing - has been adopted. The paper deals with the principles and elements of
remote sensing, as well as basic aspects of using remote researches in researching
power raw materials, oil and gas firstly, that almost all bigger oil companies have
already been included in their researching programs. Usage of satellite images is
possible in all phases of researching power raw materials that request application
of several different methodic actions, such as: remote and terrestrial researches,
geophysical measuring, fact-finding drillings, etc. In these researches are used
plane and satellite images of different characteristics, and the analysis and
interpretation is carried out by viewing and computer added procedures. Planning
of field explorations according to satellite images and the previous information got
from them enables rational and thematic optimal field researching.
Key words: remote sensing, power raw materials, satellite image, sensor.
Multispektralni satelitski snimci
su se pokazali veoma korisnim pri
različitim geološkim istraživanjima:
u geomorfologiji, strukturnoj
[053]
geologiji, kartiranju litološkog sastava,
istraživanjima mineralnih i energetskih
sirovina, litostratigrafskom raščlanjivanju stena, geološkom inženjerstvu,
energija
istraživanju podzemnih voda,
istraživanju životne sredine i njene
zaštite i dr.
Podatke dobijene daljinskim istraživanjima potrebno je terenski verifikovati
na ključnim mestima (terensko
opažanje, uzorkovanje i analize,
bušotine i dr.).
II Princip i primena daljinske
detekcije
Daljinska detekcija u užem smislu
obuhvata analizu i interpretaciju
različitih snimaka delova Zemljine
površine, načinjenih sa površine terena,
iz vazduha, ili iz kosmosa. Početak
njene istorije mogao bi biti nastanak
klasične fotografije, koja se javlja 1839.
godine i vezuje za ime Francuza Dagera
(Daguerre). Deset godina kasnije
(1849.), u Francuskoj fotografija počinje
da se primenjuje pri izradi topografskih
karata.
Naziv daljinska detekcija je slobodni
prevod engleskog termina Remote
Sensing. U francuskoj literaturi ovaj
termin se prevodi kao Teledetection, u
nemačkoj Fernerkundung, a u ruskoj
distancionnie issledoaniя.
Kod nas se, prema korišćenom
literaturnom izvoru, pojavljuju i nazivi
“daljinska opažanja”, “daljinska
istraživanja”, “teledetekcija”, “daljinski
metodi”, “distanciona istraživanja”.
Pojam daljinska detekcija je najviše u
upotrebi.
Najpogodniju definiciju daljinske
detekcije dala je Evelin Pruit 1960.
godine koja glasi: ‘’Daljinska detekcija
predstavlja metod prikupljanja
informacija putem sistema koji nisu
u direktnom, fizičkom kontaktu sa
ispitivanom pojavom ili objektom’’.
U stranoj literaturi srećemo i definiciju
koja kaže da je daljinska detekcija
nauka (u širem smislu i umetnost) o
prikupljanju podataka o Zemlji bez
fizičkog kontakta sa njom. Podaci se
prikupljaju registrovanjem i snimanjem
odbijene ili emitovane energije objekta
i obradom, analiziranjem i korišćenjem
tog podatka.
Obe definicije, kao i druge, vide
daljinsku detekciju kao postupak
izviđanja i snimanje Zemljine površi
iz vazduha, svemira ili sa Zemlje, bez
kontakta sa površinom Zemlje. Danas
se pod terminom daljinska detekcija
podrazumeva i aerofotogrametrija uz
uvažavanje specifičnosti fotografskog
nastajanja snimka.
Kod realizacije postupaka daljinske
detekcije jasno se može definisati i
izdvojiti nekoliko direktno povezanih
elemenata. U geonaukama, među
koje spada i geodezija, objekat je
fizička površina Zemlje. Objekat zrači
elektromagnetnu energiju, koja nosi
informacije o njegovim osobinama.
Energija može biti sopstvena i
reflektovana, koja je saopštena objektu
iz prirodnog ili iz nekog veštačkog
izvora.
Energiju registruje senzor, koji se
u najvećem broju slučajeva nalazi
na pokretnoj platformi (zemljinom
satelitu). Na osnovu složenog
elektronskog sklopa senzora
registrovani signal se prevodi u oblik
pogodan za obradu, odnosno nastaje
odgovarajući snimak u digitalnom ili
analognom obliku. Zatim, sledi analiza
snimljenog područja, interpretacija
rezultata i na kraju upotrebljiva
informacija (podatak) o snimljenom
sadržaju. Ta informacija najčešće
obuhvata saznanje o vrsti, granicama
prostiranja i intenzitetu registrovanog
fenomena. Princip daljinske detekcije se
jednostavno može sagledati na osnovu
slike 1.
Slika 1 Princip daljinske detekcije
Osnovni elementi koji učestvuje u
postupku daljinske detekcije su (slika
2):
• objekat - predmet istraživanja - A,
• elektromagnetna energija - B,
• senzor, platforma - C,
• snimak, analiza, interpretacija - D,
• informacija za upotrebu - obrađeni
podatak deljinske detekcije - E.
III Istraìvanje mineralnih i
energetskih sirovina
Značajan posao istraživanja ležišta
mineralnih sirovina i rudnih pojava,
posebno kada se radi o obojenim
metalima, ali i energetskim sirovinama
(ugalj, nafta) je rešavanje geoloških
odnosa, tj. utvrđivanje geološke građe
terena, posebno njegovog sklopa.
Daljinska istraživanja najbolje
dokazuju svoj ekonomski doprinos u
istraživanjima prirodnih mineralnih
sirovina, kroz ekonomičnost i
racionalnost istraživanja, kao i brzinu
dobijanja podataka i informacija.
Daljinska istraživanja, koristeći prednosti sinoptičkog multispektralnog
i multitemporalnog pregleda terena,
mogu pomoći bržem identifikovanju
metalogenetskih prostora/zona i
lokaliteta u širokim područjima, na
temelju poznatih rudnih ležišta ili
mineralnih pojava, te tako ograničiti
i izdvojiti potencijalne predele od
područja neinteresantnih za daljnja
detaljna istraživanja. Tu metode
daljinskih istraživanja imaju značajnu
ulogu u lociranju mineralnih ležišta i
smanjenju troškova u istraživanjima.
Istraživanje mineralnih sirovina može
se izvoditi u okviru kompleksnog
kartiranja ili tematski, ispitivanjem
određenih rudnih pojava. U takvim
ispitivanjima metode daljinskih
Slika 2 Osnovni elementi daljinske detekcije
[054]
energija
istraživanja primjenjuju se zajedno sa
drugim istraživačkim postupcima. Tim
metodama moguće je samo ponekad
direktno otkriti mineralne pojave ili
ležišta, a veće značenje imaju pri
utvrđivanju prioritetnih područja za
daljnja detaljna ispitivanja, odnosno
potencijalnih perspektivnih područja
za koje se može oceniti da imaju više
izgleda za nalaženje određene sirovine
nego neki drugi predeli. Time se velike
površine predviđene za istraživanja
mogu redukovati na manje delove
terena, koje je potrebno detaljno
ispitivati primenjujući različite druge
postupke, kao što su geofizička merenja,
geohemijska opažanja i istražna bušenja.
Pri istraživanjima mineralnih sirovina
obično se sprovode 4 sukcesivne faze,
i to:
• regionalni pregled terena
• preliminarna istraživanja
• detaljna istraživanja (površinska i
podpovršinska)
• detaljna podpovršinska istraživanja.
U svakoj od navedenih faza daljinska
istraživanja imaju svoju ulogu. Njihov
doprinos ukupnim istraživanjima
najveći je u prvoj i drugoj fazi, u
kojima se izdvajaju potencijalni tereni
za detaljna istraživanja. U tim fazama
istraživanja se sprovode uglavnom
u sitnim razmerama (1:200.000 do
1:100.000) i pripremaju se trase ili
lokacije za geofizička i geohemijska
ispitivanja. U trećoj fazi se provodi
detaljna, računarski potpomognuta analiza snimaka krupnijeg razmera (veličina
piksela < 10 m) i integracija podataka.
Od dobijenih podataka formira se
baza podataka u GIS sistemu. Na taj
način se obavlja provera i selekcija
važnijih registrovanih anomalija
ili značajnijih podataka za detaljna
istraživanja. U četvrtoj fazi podaci
dobiveni daljinskim istraživanjima
obrađuju se u GIS okruženju kako bi se
što bolje iskoristili, naročito u početku
te faze. Tokom daljnjeg rada u ovoj
fazi dolazi do razvoja i ekspoloatacije
rudnika (površinskim ili podzemnim
kopom). U tom stadijumu mogu se
takođe koristiti aero ili satelitski snimci
krupne rezolucije (rezolucija 5 - 1 m)
za nadgledanje (monitoring) dnevnog
kopa, kao i za efekte izazvane na
površini podzemnim kopom (sleganje
terena, efekti na komunalijama i dr.).
svoje istraživačke programe. Doprinos
daljinskih istraživanja u pronalaženju
ležišta fosilnih ugljovodonika naročito
je značajan onda, kada se koriste u
sklopu drugih metodskih postupaka
s kojima su komplementarna. Pri tim
istraživanjima koriste se aero i satelitski
snimci različitih osobina, a analiza i
interpretacija se sprovodi vizuelnim i
računarski potpomognutim postupcima.
Istraìvanje nafte i plina
Nafta i plin su fosilna goriva različitog
agregatnog stanja (stene organskog
porekla koje imaju svojstva gorenja).
Nafta (naziv je perzijskog porekla),
za koju većina istraživača smatra da
je uglavnom nastala u sedimentnim
stenama, može se zbog migracije naći
i u različitim drugim stenama. Nafta
i plin se obično pojavljuju na velikim
dubinama, akumulirani u različitim
geološkim situacijama, tzv. zamkama ili
trapovima koje mogu biti strukturnog ili
stratigrafskog tipa (slika 3).
Zbog mesta i načina pojavljivanja njihovo otkrivanje iziskuje veoma složena
i dugotrajna istraživanja, koja zahtevaju
primenu više različitih metodskih
postupaka, kao što su: daljinska i
terestrička istraživanja, geofizička
merenja, istražna bušenja i dr.
Nalazišta nafte i plina nejednako
su raspoređena na Zemlji, ali se
ipak mogu izdvojiti perspektivna
područja za istraživanje i pronalaženje
ugljovodonika.
Daljinska istraživanja u pronalaženju
ugljovodonika koriste se već dugi
niz godina. Uglavnom se zasnivaju
na proučavanju geotektonskih
elemenata, odnosno strukturnih oblika reljefe (antiklinate, dome, rasedi i
rasedne zone), zatim drenažne mreže,
pedološkog sloja, vegetacije i dr.
Cilj je identifikovanje potencijalnih
naftonosnih struktura, koje bi mogle
biti perspektivne za daljna istraživanja,
S obzirom na sinoptičko prekrivanje
velikih površina, satelitski snimci
su postali jedan od značajnih izvora
mnoštva podataka u istraživanju
ugljovodonika. Uz pomoć GIS
tehnologija olakšan je pristup bazi
podataka, što ujedno omogućuje i
interpretaciju koja tradicionalnim kartografskim metodama nija bila moguća.
Manipulacija podacima, vizualizacija, te
interpretacija različitih podataka postala
je jednostavnija i brža. Karte, modeli,
strukturnotektonske interpretacije,
napravljene na taj način, uspešno se
koriste gotovo u svim većim naftnoistraživačkim institucijama. Prostorni
podaci u obliku snimaka ili karata
mogu sadržavati različite tematske
podatke: različite geološke podatke,
vodotoke, topografiju, vrste površinskog
pokrivača, administrativne granice,
infrastrukturne objekte i dr. Mogućnost
da se različiti geografski orijentisani
podaci međusobno kombinuju i
preklapaju jedna je od važnih funkcija
daljinskih istraživanja. Integrisanje
podataka dobijenih iz satelitskih snimaka i onih prikupljenih klasičnim
metodama predstavlja brzo i moćno
oruđe u istraživačkom radu. Podaci
dobijeni interpretacijom satelitskih
Slika 3 Šematski prikaz najčešćih tipova pojavljivanja nafte i plina [4]
Istraìvanje energetskih sirovina
Osim u istraživanjima mineralnih sirovina, metode daljinskih istraživanja
pokazale su se korisnim i pri
istraživanjima energetskih sirovina, u
prvom redu nafte i plina, pa su ih gotovo
sve veće naftne kompanije uključile u
[055]
energija
snimaka se koriste pretežno za regionalne strukturne analize, kao i za
pripreme detaljnih istraživanja.
Primena satelitskih snimaka moguća je
u svim fazama istraživanja, kao što su:
• ocena perspektivnosti nekog područja
• planiranje terenskih istražnih radova
• planiranje 2D i 3D mreža seizmičkih
merenja
• strukturnotektonska interpretacija
• sinteza i integrisani prikaz svih
dostupnih geoloških, geofizičkih i
drugih podataka
• zaštita životne sredine.
Ocena perspektivnosti područja koristi
se u prvoj (početnoj) fazi istraživanja
ležišta ugljovodonika, kako bi se
u relativno kratkom vremenu i uz
minimalna finansijska ulaganja dobio
preliminarni uvid u perspektivnost
područja. Zato npr., kad neka naftna
kompanija namerava da sprovede
naftnogeološka istraživanja planiranog
područja (koncesije), pre bilo kojih
radova izvrši se analiza i interpretacija
satelitskih snimaka za dobivanje
regionalnih geološkostrukturnih
podataka i preliminarne procene
perspektivnosti terena. To se radi
i zbog toga što su podaci dobijeni
daljinskim istraživanjima najjeftiniji
način dobijanja informacija po jedinici
površine.
Planiranje terenskih istraživanja na osnovu satelitskih snimaka i prethodnih
informacija dobijenih iz njih omogućava
racionalno i tematski optimalno
usmereno terensko istraživanje.
Satelitski snimci mogu korisno poslužiti
i kao podloga za planiranje mreže
seizmičkih merenja.
Razmer satelitskih snimaka, njihova
rezolucija i prekrivanje velikih
površina čine ih veoma korisnim za
kartiranje krupnih geoloških pojava
kao što su sedimentni baseni, rasedne
zone, vulkanski lukovi, te za sagledavanje tektonike ploča kontinenata
i proučavanje njihovih odnosa prema
pojavama ugljovodonika. Krajevi
pacifičkog basena su tipičan primer
područja za takva proučavanja. Tu se
nalaze tri različita tipa granica ploča
za koje su vezana značajnija težišta
ugljovodonika [5]. Iskustvo je pokazalo
da primena daljinskih istraživanja,
odnosno satelitskih snimaka može biti od značajne pomoći pri
istraživanjima ležišta ugljovodonika,
kako u područjima u kojima se nalaze
poznata naftna ležišta, tako i u onim
gde se prvi put provode naftno-geološka
istraživanja [1].
Na satelitskim snimcima se mogu
registrovati i identifikovati tri glavne
karakteristike terena važne za
pronalaženje ležišta ugljovodonika, i to:
lineamenti, prstenaste strukture i tonalne
anomalije. Te karakteristike se relativno
lako registruju na satelitskim snimcima
i one mogu biti povezane sa geološkim
parametrima koji indifikuju postojanje
naftonosnih struktura.
Lineamenti (sinonim za linearne
strukture na snimcima) najčešće su
pravolinijski ili blago povijeni oblici na
Zemljinoj površini izraženi određenim
anomalijama, koje se mogu prepoznati
na satelitskim snimcima. Često su
povezani sa dubokim rasedima ili
rasednim zonama, litološkim jedinicama
ili selektiranom vegetacijom. Kada
označavaju jače rasede ili rasedne zone
dovoljne širine da se manifestuju na
satelitskim snimcima, mogu upućivati
na postojanje rasednih zona u dubini, a
koje se reflektiraju na površini.
Površinske morfostrukture kružnog,
polukružnog ili eliptičnog oblika
se dobro zapažaju na satelitskim
snimcima na osnovu predstave reljefa,
hidrografske mreže, tonalnih anomalija
i drugih karakteristika. Njihovim registrovanjem i proučavanjem ponekad
je moguće ukazati na potpovršinske
strukturne odnose koji mogu imati
uticaja na akumuliranje ugljovodonika.
Potpovršinske antiklinalne strukture se
mogu oslikavati na površini u obliku
ovalnih tonalnih anomalija, koje se
prepoznaju na satelitskim snimcima
prema spektralnim karakteristikama i
obradi snimaka različitih spektralnih
kanala (multispektralni snimci).
Prstenaste strukture u sedimentacijskom
basenu su najčešće nastale aplikativnom
tektonikom, diferencijalnom
kompresijom sedimenata iznad
paleoreljefa (paleouzvišenja
antiformnog tipa) i oblikovanjem pod
uticajem evaporita u dubini.
Tonalne anomalije se takođe mogu
dobro zapažati na satelitskim snimcima,
naročito kada se digitalno obrađuju,
pri čemu se obavlja izbor predela sa
utvrđenim tonalnim anomalijama.
Tonalne anomalije se mogu dobro
zapaziti na kolor kompozitima
načinjenim od Landsatovih snimaka
iz pojedinačnih spektralnih kanala.
Tonalne anomalije oblikuju “šarene
forme”, nalik na saće i gotovo se
redovno pojavljuju iznad ležišta
ugljovodonika. Istraživanja su pokazala
da su takve anomalije najčešće
povezane sa geohemijskim promenama
(alteracije) u površinskim stenama
i vegetacijom, što je uzrokovano
mikroprobojima lakih ugljovodonika
koji potiču iz dubine, odnosno iz ležišta
nafte i plina. Iskustvo je pokazalo da
su mnoge strukture naftnih polja na
aerosnimcima ili satelitskim snimcima
[056]
izražene kao morfostrukture prstenastog
oblika tamnijeg ili svetlijeg tona. Everett
& Petzel (1973) pišu da su, analizirajući Landsatove snimke za područje
basena Anadarko (Teksas) i zapadne
Oklahome (SAD), iznad mnogobrojnih
ležišta nafte i plina zapazili određene
anomalije u obliku sumaglice (“hazy”
anomalies), a da te anomalije nisu
bile pre zapažene na aerosnimcima
niti terenskim opažanjem. Statistička
proučavanja su pokazala da je više od
75% svih kartiranih tonalnih anomalija
povezano sa ekonomski vrednim
ležištima ugljovodonika. Navedeni
rezultati se zasnivaju na provedenim naftnogeološkim istraživanjima
u Novom Meksiku, Arkanzasu,
Oklahomi, te na Srednjem istoku, i
to na već poznatim poljima, ali i na
područjima gde pre nije bilo utvrđeno
postojanje ugljovodonika. Prema
istom autoru, u posednjih dvadesetak
godina, primena daljinskih istraživanja
je pomogla pri utvrđivanju mnogih
novih naftnih ležišta. Sledi zaključak
da su odgovarajući satelitski snimci
veoma korisni za određivanje lokacija
bušenja na naftu i plin. Satelitski
snimci se mogu uspešno primeniti za
reambulaciju postojećih karata, kao i za
ponovno istraživanje terena prethodno
istraživanih klasičnim metodama, gde
se mogu dobiti potpuno novi podaci.
Pri tome se satelitski snimci mogu
uspešno upotrebiti kao podloga za
integraciju različitih vrsta podataka,
npr. gravimetrijskih, aeromagnetskih,
litoloških, radiometrijskih i dr.
Podaci dobijeni na osnovu satelitskih
snimaka imaju svoju punu vrednost tek
ako se integrišu sa geološkim podacima
dobijenim iz drugih izvora, i integralno
interpretiraju u kontekstu određivanja
naftonosnih struktura u nekom području.
Naftna operativa može biti i važan izvor
zagađenja životne sredine, pa je i na tom
planu korištenje satelitskih snimaka,
posebno multitemporalnih, izuzetno
korisno.
Za uspešna naftnogeološka istraživanja potrebno je poznavanje i precizno
određivanje strukturnogeoloških
odnosa, kao i rekonstrukcija celovitog
tektonskog sklopa terena. Posebno
je važno poznavanje struktura kao
što su izdignuti oblici, antiklinale,
terase, sedla, te monokline i rasedi.
Smatra se da najmanje tri četvrtine
svih strukturnih anomalija iz kojih se
danas dobija nafta i plin predstavljaju
topografska uzvišenja. Veliki rasedi,
naročito oni koji presecaju naftonosne
strukture, mogu imati višestruku ulogu
u akumulaciji ugljovodonika. Tako
npr. mogu u određenim slučajevima
biti putevi kojima se akumulira na-
energija
fta i plin, dok u drugim slučajevima
mogu biti putevi uzduž kojih dolazi do
daljnje migracije ugljovodonika, ali i do
degradacije ležišta nafte.
Analizom satelitskih snimaka većih
sedimentacijskih bazena postiže se
u relativno kratkom vremenu uvid u
regionalnu geološku građu terena. To
je posebno važno u slabo istraženim
područjima gdje se na brz i ekonomičan
način dolazi do velikog broja važnih
geoloških podataka, pa se na osnovu
toga planira metodologija i vreme
izvođenja detaljnih istraživanja.
Satelitski snimci mogu se uspešno
upotrebiti i za terene koji su ranije
istraživani, naročito za preciznije lociranje struktura i njihovo rangiranje, kao
i za povezivanje pojedinih podataka
raspoređenih na velikom prostoru i
za bolje sagledavanje opšte slike o
tektonici prostora. Za takvu interpretaciju potrebno je dugogodišnje
iskustvo i dobro poznavanje
geomorfologije i terenskog kartiranja.
Na taj način iskusan interpretator
može na Landsatovim snimcima u
relativno kratkom vremenu obraditi
velike površine, za koje bi trebalo
analizirati nekoliko stotina, pa i hiljada
aerosnimaka u vremenu od više meseci
ili godina. Uža područja od interesa
analiziraju se na stereoskopskim
snimcima ili na digitalnom modelu
terena (DMT).
Iskustva u naftnogeološkim istraživanjima na području bivše Jugoslavije
su pokazala da su podaci dobijeni
analizom satelitskih i aerosnimaka
veoma dragoceni. Tako su npr. u
delu panonskog basena vizuelnom
analizom registrovani brojni strukturni
podaci, kao što su disjunktivni oblici
i prstenaste strukture, koji pre nisu
bili registrovani. Ti su podaci pomogli
pri planiranju i usmeravanju, te
interpretaciji geofizičkih podataka, a
ponekad su direktno uticali na lociranje
bušotina.
Na području Hrvatske (Banija) obavljena su kompleksna naftnogeološka
istraživanja u okviru kojih su
primenjene i metode daljinskih
istraživanja. Stereoskopskom analizom
aerosnimaka i satelitskih Landsatovih
(ERTS-1) snimaka registrovani su brojni
tektonski podaci koji do tada nisu bili
uočeni drugim metodama istraživanja.
Radi se u prvom redu o krupnijim
rasedima i rasednim zonama, a prvi
Slika 4 Šema položaja blokova Glinske kotline [4]
[057]
put su registrovani veliki rasedi u
tom području. Oni su ispresecali
teren u veće blokove i daju osnovni
stil tektonici. Rasedi niže kategorije
su remetili stene u tim blokovima,
pružajući se u različitim pravcima
paralelnim istraživanjem terena različitim metodskim postupcima (daljinske
metode, sedimentološka ispitivanja,
geofizička merenja) omogućen je
bolji uvid u geološki sastav i građu
istraživanog područja. Tako je na
temelju podataka različitih istraživanja
bilo moguće izraditi tektonsku kartu
blokova (slika 4), te utvrditi specifične
karakteristike tektonike pojedinih
blokova.
Kompleksnim istraživanjima utvrđeno
je da je najveća pomeranja bila u
predelu mesta Gline, pa su se tu
nataložili mlađi neogenski sedimenti,
čija se debljina procenjuje na više
od 2.000 m. Iz primera se vidi da
podaci dobijeni metodama daljinskih
istraživanja nalaze svoju potpunu
primenu tek u kombinaciji s rezultatima
drugih metoda istraživanja.
Poznato je da su u naftnogeološkim
istraživanjima od posebnog interesa
sedimentne stene, i to karbonati i klastiti
energija
(vapnenci, peščenjaci, lapori, gline).
Najopširnija naftnogeološka istraživanja
metodama daljinskih istraživanja u
cilju testiranja mogućnosti primene
satelitskih snimaka za te namene, su
sproveli stručnjaci NASA-Geosata
(SAD). Oni su za svoja israživanja
izabrali tri tipična naftonosna
geološko-tektonski različita basena:
Patrick Draw, Wyoming; Lost River,
zapadnaVirdžinija i Coyanosa, Teksas.
Bilo je poznato da su ta područja
naftonosna, pa je na njima trebalo
proveriti primenjivost metoda daljinskih
istraživanja. Za tu svrhu sproveli su
vizuelnu i kompjutersku analizu i
interpretaciju Land-satovih snimaka.
Podaci registrovani na satelitskim
snimcima odnosili su se na površinsku
analizu izdanaka stena, strukturne
elemente, hidrografsku mrežu,
vegetaciju i sl. Budući da su ležišta
nafte i plina smeštena duboko ispod
površine, trebalo je utvrditi vezu između
površinskih geološko-strukturnih
elemenata i ležišta ugljovodonika.
Kartiranjem navedenih elemenata, zatim
na osnovi geomorfološkog izraza terena te drenažne mreže koja koincidira
s krupnim rasedima identifikovanim
ispod površine, moglo se ukazati na
utvrđivanje dubinske građe terena,
dubinskih raseda, doma, horstovskih
blokova i dr. Tako su identifikovane
brojne strukture koje nisu bile poznate,
a verifikovane su klasičnim metodama
(terenska geološka istraživanja,
geofizička i geohemijska merenja).
Metode daljinskih istraživanja mogu biti
primenjive u svim fazama istraživanja
nafte i plina, posebno za identifikovanje
regionalnih strukturno-stratigrafskih
karakteristika terena, kao i za stvaranje
baze podataka za usmeravanje detaljnih
istraživanja, a ponekad i za dobijanje
pouzdanih geohemijskih/geobotaničkih
informacija za direktno otkrivanje
pukotinskih pojava ugljovodonika.
Metodama daljinskih istraživanja
istraživana su 4 naftonosna područja
u SAD-u (Južna Dakota, Wyoming,
Nevada, Novi Meksiko). U prvoj fazi
istraživanja pomoću Landsatovih
snimaka sagledani su regionalni
geološki odnosi. Potom su utvrđeni
kriterijumi za istraživanje potencijalnih
naftonosnih struktura i procenjeni su
izvorni materijali, rezervoar - stene te
mehanizam stvaranja važnijih ležišta
u svetlu regionalne interpretacije.
Takođe su korišćeni, osim Landsatovih
snimaka, i drugi dostupni podaci
strukturno-sedimentoloških proučavanja
(geofizičkih, stratimetrijskih i dr.). U
Južnoj Dakoti je pronađena nafta (200
barela po danu), u državi Wyoming su
pronađene pojave nafte; pojave nafte
su otkrivene bušenjem i u Velikom
basenu (Great Basin) u Nevadi. U San
Juan basenu (Novi Meksiko) takođe su
pronađena ekonomska ležišta nafte i
plina. U istraživanjima i pronalaženju
ugljovodonika u navedenim basenima
značajnu pomoć pružila je analiza i
interpretacija Landsatovih snimaka.
I za naftnogeološka istraživanja u
mnogim drugim delovima sveta
korišteni su satelitski Landsat snimci,
kao i seizmička, gravimetrijska i
aeromagnetska merenja. Zahvaljujući
kombinaciji tako dobijenih podataka
rezultati istraživanja su uvek bili
pozitivni.
IV Zaklju~ak
Mali je broj metoda, naučnih disciplina
ili naučnih oblasti koje su imale tako
brz i eksplozivan razvoj kao daljinska
detekcija.
U oblasti daljinske detekcije danas u
svetu radi veoma veliki broj stručnjaka
različitih specijalnosti. Tehnologija
snimanja, oprema, kompjuterski
programi, postupci i područja primene
neprekidno se usavršavaju i proširuju.
Samim tim obimna literatura brzo
biva prevaziđena i zastarela. Principi i
osnovne postavke, međutim, ostaju isti.
Daljinska detekcija postaje sve
značajnija i nezaobilazna metoda
prikupljanja informacija o prostoru
uopšte. Sve vodeće satelitske misije i
programi, pored praćenja i snimanja
stanja najrazličitijih prirodnih i
društvenih pojava, mogu uspešno da
zadovolje sve zahtevnije zadatke u
geologiji, pri istraživanjima energetskih
sirovina, u prvom redu nafte i plina,
koje su gotovo sve veće naftne
kompanije uključile u svoje istraživačke
programe.
Primena satelitskih snimaka moguća je
u svim fazama istraživanja energetskih
sirovina, koja zahtevaju primenu više
različitih metodskih postupaka, kao sto
su: daljinska i terestrička istraživanja,
geofizička merenja, istražna bušenja i
dr. Pri tim istraživanjima se koriste aero
i satelitski snimci različitih osobina,
a analiza i interpretacija se sprovodi
vizuelnim i računarski podržanim
postupcima. Planiranje terenskih
istraživanja na osnovu satelitskih
snimaka i prethodnih informacija
dobivenih iz njih omogućava uspeh i
terenskuh istraživanja.
V Literatura
[1] Halbouty, M, T. (1980): Geologic
significance of Landsat data for 15
[058]
great oil and gas fields. AAPG Bull.
64/1.
[2] EOSAT (1991): Landsat Data Users
Notes, 6/2, 1991.
[3] ESA (1998): Fires. Earth Watching
Anthology. ESA - Eurimage.
[4] Oluić, M. (2001): Snimanje i
istraživanje Zemlje iz svemira.
Hrvatska akademija znanosti i
umjetnosti i Geosat, Zagreb
[5] Sabins, F. (1979): Oil occurrence
and plate tectonics as viewed on
Landsat images. Proc. 10th World
Petroleum Congres, Bucharest
energija
D. Danilovi}, V. Karovi}-Mari~i}, N. \aji}, D. Ivezi},
B. Medi}, S. Nedeljkovi}, R. Popovi}, V. Mirkov
UDC: 665.6/.7.001.6 (497.11)”2012”
Planirane i ostvarene
aktivnosti Programa
ostvarivanja Strategije
razvoja energetike
Republike Srbije do 2012.
godine u naftnom sektoru
Uvod
Naftni sektor čine istraživanje i
proizvodnja nafte i gasa, rafinerijska
prerada nafte i promet naftnih
derivata. U Srbiji je ovaj sektor zadnjih
dvadesetak godina praktično bio
organizaciono objedinjen kroz Javno
preduzeće Naftna Industrija Srbije.
Proces restrukturiranja i reorganizacije
javnog preduzeća Naftne Industrije
Srbije (NIS) započeo je 2005. godine
formiranjem dva javna preduzeća
(„Srbijagas“ i „Transnafta“) i
akcionarskog društva NIS a.d.
Novi Sad. Proces privatizacije NIS
a.d. definisan je Međudržavnim
sporazumom između Vlade Republike
Srbije i Vlade Ruske Federacije
o saradnji u oblasti naftne i gasne
privrede, potpisanim januara 2008.
godine u Moskvi što je ratifikovano
Zakonom o potvrđivanju Sporazuma u
parlamentu Republike Srbije septembra
2008. godine. Privatizacija Naftne
Industrije Srbije završena je 25. januara
2008. godine potpisivanjem Ugovora o
prodaji i kupovini 51 odsto akcija NIS
a.d. Novi Sad od strane ruske kompanije
OAD Gazprom Njeft u iznosu od
400 miliona EUR. Energetskim
sporazumom potisan je i Memorandum
o razumevanju za modernizaciju
podzemnog skladišta gasa Banatski
Dvor i Dokument “Osnovni uslovi za
osnovni sporazum o saradnji” kojim se
određuju osnovni uslovi za sporazum o
izgradnji magistralnog gasovoda Južni
tok kroz Srbiju.
Treba naglasiti da će dalja tehnološka
modernizacija postojećih energetskih
izvora/objekata i gradnja novih,
uključujući i uvođenje energetski
efikasnih i ekološki prihvatljivih
tehnologija u naftnom sektoru zavisiti
od novog vlasnika. Program obnove i
Rezime
Programom ostvarivanja Strategije razvoja energetike Republike Srbije do 2015.
godine za period od 2007. do 2012. godine, utvrđeni su uslovi, način i dinamika
ostvarivanja Strategije razvoja energetike Republike Srbije za sve oblasti
energetskog sektora.
U radu se razmatraju planirane i ostvarene aktivnosti Programa ostvarivanja
Strategije razvoja energetike Republike Srbije do 2012. godine u naftnom sektoru,
odnosno u okviru modula naftne privrede pri čemu se detaljno prezentuje analiza tri
podmodula: 1) istraživanje i proizvodnja nafte i gasa; 2) rafinerijska prerada nafte
i 3) promet naftnih derivata.
modernizacije tehnološkog kompleksa
NIS-a prema prilogu 2. Ugovora o
prodaji zahtevaće investicije u iznosu od
547 miliona EUR.
U radu se razmatraju planirane i
ostvarene aktivnosti na strategiji razvoja
energetike Republike Srbije do 2012.
godine u okviru modula naftne privrede
pri čemu će se detaljno uraditi analiza tri
podmodula: 1) istraživanje i proizvodnja
nafte i gasa; 2) rafinerijska prerada nafte
i 3) promet naftnih derivata.
Podmodul: Istraìvanje i
proizvodnja nafte i gasa
Proizvodnja nafte i prirodnog
gasa
NIS Naftagas Novi Sad, deo NIS a.d.
koji obavlja delatnost istraživanja i
proizvodnja nafte, prirodnog gasa,
podzemnih voda i geotermalne energije,
proizvodnju nafte i prirodnog gasa
realizuje u zemlji i manjim delom u
inostranstvu, tj. u Angoli. Na slici 1
prikazana je proizvodnja nafte u Srbiji
i Angoli. Proizvodnja nafte i gasa se
obavlja na 59 naftnih i gasnih polja
sa 144 ležišta. Proizvodnja nafte i
rastvorenog gasa odvija se na oko
815 bušotina na kojima su primenjene
različite metode eksploatacije čija
zastupljenost je prikazana na slici 2.
[059]
Proizvodnja nafte, usled iscrpljivanja
postojećih rezervi i smanjenog obima
istraživanja, ima tendenciju pada i varira
na godišnjem nivou, a u proseku se
kretala ispod 4% godišnje. Međutim,
važno je istaći da je prirodni pad
proizvodnje nafte sa oko 9% u 2002.
u odnosu na 2001. godinu smanjen na
ispod 1% u 2005. u odnosu na 2004.
godinu, da bi tokom 2006. i 2007.
godine bio praktično zaustavljen i
zabeležen blagi porast proizvodnje.
Tokom 2008. godine proizvodnja nafte
je ostala na istom nivou. Ovo znači
da je prirodni pad proizvodnje nafte
zaustavljen, što je jedan od ključnih
ciljeva. U narednom periodu treba
očekivati isti nivo proizvodnje koji će
biti održiv zahvaljujući puštanju novih
bušotina u proizvodnju.
Proizvodnja nafte u Angoli opadala
je u proseku na godišnjem nivou oko
15%, što je bila posledica promene
operatera i fluktuacije vrednosti dolara
na svetskom tržištu, da bi 2007. godine
dostigla najnižu vrednost od 78.928
tona. U 2008. godini proizvodnja se
stabilizovala i ostvarila blagi porast na
nivou od oko 85.000 tona. Planirana
investicija za bušenje novih bušotina
od 12 miliona USD nije realizovana
pa zbog toga nije ostvareno značajnije
povećanje proizvodnje.
energija
Slika 1 Proizvodnja nafte u Srbiji i Angoli
iznose oko 3,5% godišnje.
Interesantno je, međutim,
da sopstvena potrošnja gasa
zadržava isti nivo u odnosu
na robnu proizvodnju u 2005.
godini iznosila oko 17%, da bi
u 2008. godini bila oko 24%.
Tehnološki kapaciteti na
stanicama za pripremu,
sabiranje i otpremu nafte i
gasa su za sadašnje uslove
predimenzionisani jer su
izgrađeni za znatno veću
proizvodnju od sadašnje.
Takođe, najveći broj tehnoloških
procesa, postrojenja i opreme pripada
drugoj i trećoj generaciji tehnološkog
razvoja iz perioda 70-ih i 80-ih
godina prošlog veka, zastareo je i ne
zadovoljava aktuelnu proizvodnu,
energetsku, ekološku i upotrebnu
efikasnost. Radi povećanja pouzdanosti
rada, operativne raspoloživosti i uštede
energije preduzet je niz aktivnosti.
U toku je izrada projektno-tehničke
dokumentacije za izgradnju Centra
za servisiranje proizvodne opreme u
Elemiru.
U 2008. godini u zemlji su bila
angažovana četiri bušaća postrojenja
od sedam raspoloživih, što predstavlja
veliki pad obima bušenja na naftu i
Slika 2 Zastupljenost metoda eksploatacije na
naftnim i gasnim poljima NIS-a
Dnevna proizvodnja nafte u zemlji po
bušotinama kreće se od 0,5 m3/dan do
20 m3/dan, pri čemu su najzastupljenije
niskoproduktivne bušotine.
Ostvarena proizvodnja prirodnog gasa
sa tehničkim gubicima i sopstvenom
potrošnjom prikazana je na slici 3.
U posmatranom periodu evidentan
je pad proizvodnje prirodnog gasa, a
saglasno tome i robne proizvodnje i
otpreme gasa. Proizvodnja prirodnog
gasa u 2008. godini manja je za 7,5%
od proizvodnje u 2007. godini što
je posledica iscrpljenosti rezervi i
očuvanja gasne kape na polju Mokrin
zbog proizvodnje nafte. Tehnički gubici
variraju u manjoj meri na godišnjem
nivou, a u proseku za posmatrani period
Slika 3 Proizvodnja prirodnog gasa u Srbiji sa sopstvenom potrošnjom i
tehničkim gubicima
[060]
gas u odnosu na prethodni period. U
slučaju da se ovakav trend nastavi u
narednom periodu, mogu se dovesti u
pitanje očekivana otkrića novih ležišta
nafte i gasa. Ovakvo stanje je svakako
i posledica velikog stepena istraženosti
domaćeg prostora, a prevazilaženje
nesklada između raspoloživih kapaciteta
za bušenje i obima bušenja u zemlji
moglo bi se prevazići pojačanim
angažovanjem na pripremi i plasmanu
slobodnih izvođačkih aktivnosti na
inotržištu.
Za{tita ìvotne sredine
Slojna voda, kao redovan pratilac
procesa eksploatacije ugljovodonika,
predstavlja po količini dominatni otpad
u toku istraživanja i proizvodnje nafte
i gasa. U procesu proizvodnje nafte
i gasa procentualno učešće slojne
vode u ukupnoj proizvodnji fluida
uglavnom je veće od proizvedene
količine ugljovodonika, posebno
kod proizvodnje nafte iz ležišta sa
vodonapornim energetskim režimom
i/ili kao posledica poodmakle faze
eksploatacije ležišta ugljovodonika, u
kakvom je stanju najveći broj ležišta
danas. Na osnovu podataka za 2008.
godinu, proizvodnjom nafte i gasa
proizvedeno je oko 1 495 000 m3 slojne
vode. Slojna voda se kao otpad trajno
odlaže tako što se preko 44 utisnih
bušotina vraća u slojeve odakle je
potekla. Otpadna isplaka sa nabušenim
materijalom, koja se kao otpad
pojavljuje u procesu izrade naftnih i
gasnih bušotina, i dalje se privremeno
odlaže, a u toku je realizacija
projekta da se i ovaj otpad, u skladu
sa principima upravljanja otpadom
(Waste Management), trajno odlaže
injektiranjem preko utisnih bušotina u
duboke geološke formacije na naftnom
polju Turija (CRI/Cutings Re-Injection).
Procenjene količine do sada odbačene,
odnosno privremeno odložene otpadne
isplake iznose oko 350 000 m3, sa
prognozom da će se na godišnjem nivou
u budućnosti odbacivati još oko 5 000
m3 dodatnih količina.
U oblasti zaštite životne sredine
realizovani su ili je u toku realizacija
sledećih projekata i programa:
- projekat sanacije nekontrolisane
migracije CO2 gasa na polju Bečej
uspešno je realizovan;
- u toku je izvođenje projekta praćenja
migracije CO2 na polju Bečej;
- u toku je realizacija projekta praćenja
životne sredine nakon sanacije
nekontrolisane migracije CO2 gasa na
polju Bečej koja će se vršiti do 2012.
godine;
- izrađena je studija trajnog zbrinjanja
otpada nastalog u procesu istraživanja
i proizvodnje nafte i gasa;
energija
- u toku je realizacija projekta
trajnog odlaganja otpadne isplake
injektiranjem na naftnom polju Turija
Jug (pilot test bušotine);
- u toku je završetak izrade glavnog
projekta sistema za prikupljanje i
spaljivanje procesnih fluida u pogonu
tečnog naftnog gasa (TNG) u Elemiru;
- rekonstrukcija sistema za tretman i
prihvat otpadnih voda iz procesa-TNG
Elemir –faza projektovanja;
- sanacija postojeće deponije naftnog
otpada-faza projektovanja;
- završena je rekultivacija i
ozelenjavanje jednog broja zbirnih
deponija otpadne isplake, a u planu je
nastavak rekultivacije drugih otpadnih
lokacija;
- završena je prva faza izgradnje
Centralne deponije otpadne isplake u
Novom Miloševu;
- toku je dogradnja sistema za
odvajanje, prečišćavanje i odlaganje
ležišne vode na SOS Sirakovo;
- izvršena su unapređenja skladišnog
prostora.
Diferzifikacija delatnosti
Procena je da bi se u NIS-Naftagasu,
korišćenjem nedovoljno ili uopšte
neiskorišćenih energetskih resursa,
mogli izgraditi diverzifikovani sistemi
za kogeneraciju, ili mini TE-TO ukupne
snage oko 30 MWel, što se još svakako
mora proveriti i dokazati studijama
izvodljivosti. Veće postrojenje za
kogeneraciju od 20 MWel na kiselom
gasu bilo bi na Novom Miloševu, a
ostala postrojenja mogu biti prosečne
snage oko 1 MWel. Na „UOS“ Nadrljan
završeno je instaliranje gasmotor
generatora čije je funkcionalno
ispitivanje u toku (septembar 2008.).
Gasmotor generator će obezbediti 300
kW električne energije za sopstvene
potrebe i 400 kW toplotne snage za
grejanje tehnoloških rezervoara. Takođe
je na naftnom polju Sirakovo puštanje
gasmotor generatora u završnoj fazi.
U planu je nabavka kogeneracionih
postrojenja na naftnim poljima
Velebit i Kikinda polje, u zavisnosti
od uspešnosti primene prethodno
navedenog.
Planirane aktivnosti
Prognoza proizvodnje nafte i prirodnog
gasa u zemlji i nafte u Angoli prikazana
je na slici 4.
Na osnovu prikaza prognozne
proizvodnje u periodu 2009–2012.
godine može se izvesti sledeći
zaključak:
- prognozna proizvodnja nafte u zemlji
u varijanti srednjeg realnog rizika
istraživanja imaće stabilan trend na
godišnjem novou od oko 640.000 t;
Slika 4 Prognoza proizvodnje nafte i prirodnog gasa u zemlji i nafte u Angoli
Slika 5 Odnos domaće proizvodnje nafte i prirodnog gasa prema Strategiji, i
ostvarene, planirane i prognozirane proizvodnje do 2012.
- prognozna proizvodnja prirodnog
gasa imaće prirodni pad po prosečnoj
godišnjoj stopi između 11-13%
godišnje;
- proizvodnja nafte u Angoli, uz manje
varijacije, praktično ima stabilan
trend na nivou nešto ispod 90.000 t na
godišnjem nivou.
Interesantan je uporedni prikaz
ostvarene, planirane i prognozne
proizvodnje u periodu 2003–2012.
godine sa planiranim količinama
proizvodnje nafte i gasa Strategijom
energetskog razvoja do 2015 godine
(slika 5).
Proizvodnja nafte (u zemlji i
inostranstvu) od 2005. godine
uspostavlja stabilan trend, izuzev
manjeg pada u 2007. godini zbog
Angole, između 750.000 – 800.000
t/god. Međutim, od 2007. godine
prognozna proizvodnja je manja od
proizvodnje predviđene Strategijom,
tako da je 2008. godine ona manja
za oko 120.000 t, a 2012. godine za
oko 250.000 t. Proizvodnja prirodnog
gasa već u 2004. godine ima trend pada
u odnosu na proizvodnju predviđenu
[061]
Strategijom, koji se vremenom
povećava, tako da je 2008. godine
ostvarena proizvodnja manja za oko 173
miliona m3, a 2012. godine za preko
330 miliona m3.
Treba istaći da je naš prostor u najvećoj
meri istražen i znatno smanjen i
zahteva sve veća ulaganja. Svakako sa
istraživanjima treba i dalje nastaviti,
što potvrđuju nova manja ležišta na
području Vojvodine kao i pronalazak
većih količina gasa u okviru gasnog
ležišta Ostrovo na području Stiga.
Istraživanja je potrebno usmeriti
na tipove zamki koje prethodnim
programima i konceptima nisu bili
dovoljno obuhvaćeni kao što su
litološke, stratigrafske i dr. Primenom
3D seizmike mnogi već istraženi
lokaliteti se mogu mnogo bolje sagledati
i detaljnije istražiti u cilju pronalaska
novih neotkrivenih količina nafte i
gasa. Novi istražni projekti odnosili bi
se na: istraživanje nestrukturnih zamki
tercijara; istraživanje mezozojskog
kompleksa i istraživanje i konturnoistražne radove sa inostranim partnerima
radi podela rizika kod projekata visokog
rizika.
energija
Za određena ležišta neophodno je
primeniti takozvane „IOR“ (improved
oil recovery) tehnologije koje se odnose
na poboljšanje naftne pridobivosti i
podrazumevaju integraciju dopunskih
(„EOR“-enhanced oil recovery) metoda
proizvodnje sa sekundarnim metodama
zajedno sa naprednim stimulativnim
tehnologijama. Ove tehnologije
koje daju dobre rezultate u svetu
potrebno je primenjivati po principima
kompleksne optimizacije razrade
ležišta („IRO“-integrated reservoir
optimization) formiranjem integrisanih
stručnih timova u zatvorenom ciklusu
upravljanja ležištem. Takođe za
određena ležišta koja su kasnoj fazi
proizvodnje i sa visokim koeficijentom
iskorišćenja neophodno je primeniti
takozvanu „strategiju potpunog
iskorišćenja ležišta“ koja podrazumeva
postupnost uvođenja novih tehnologija
u četiri etape od najjednostavnijih i
najjeftinijih (razne hemijske, talasne
i dr.) do takozvanih destruktivnih
tehnologija („reentri“, frakturiranje,
hidrodeformacione metode i dr.).
Primene novih tehnologija u povećanju
proizvodnje mogu doprineti najmanje
10% povećanju koeficijenta iskorišćenja
ležišta.
U narednom periodu neophodno je
realizovati sledeće programe i projekate:
- planirani projekat regionalnih
naftno-geoloških istraživanja na
području istočne Srbije čiji je značaj
u otvaranju perspektive povećanja
istražnog prostora na celu Srbiju;
- smanjenja proizvodnje slojne vode
primenom odgovarajućih hemijskih
metoda;
- korišćenje malih, neiskorišćenih
i dislociranih ležišta gasa za
proizvodnju električne i toplotne
energije;
- korišćenje kaptažnog gasa sa NGSS
za pogon kogeneracionih postrojenja;
- korišćenje kiselog gasa za pogon
kogeneracionog postrojenja;
- racionalizacije potrošnje energije pri
proizvodnji nafte i gasa (korišćenje
otpadne toplote kompresorskih stanica
za pripremu nafte i gasa);
- podzemno skladištenje gasa u
delimično iscrpljenim gasnim
ležištima;
- podzemno skladištenje gasa u
iscrpljenim naftnim ležištima;
- obezbeđivanje koncesija u
inostranstvu.
Pod modul: Rafinerijska
prerada nafte
Kapaciteti za preradu nafte
Rafinerijska prerada nafte odvija se u
dve rafinerije. To su Rafinerija nafte
Pančevo (RNP) i Rafinerija nafte Novi
Sad (RNS). U njima se proizvode
motorna i energetska goriva, putni i
industrijski bitumeni, petrohemijske
sirovine, specijalni benzini, solventi i
drugi malotonažni proizvodi na bazi
nafte.
Raspoloživi rafinerijski kapaciteti
u potpunosti zadovoljavaju potrebe
domaćeg tržišta i omogućuju preradu
nafte, odnosno proizvodnju derivata
za druga tržišta. Kapaciteti energetskih
rafinerija u Pančevu i Novom Sadu
iznose ukupno 7,3 miliona t primarne
prerade godišnje, sa odgovarajućim
sekundarnim kapacitetima. U Rafineriji
nafte Pančevo razvijena je konverziona
rafinerija energetskog tipa, dok su u
rafineriji nafte Novi Sad paralelno
razvijani programi proizvodnje
energenata i ulja. Postojeća proizvodnotehnološka konfiguracija rafinerija
Novi Sad i Pančevo ukazuje na njihovu
komplementarnost i kompatibilnost,
što omogućava da se ove dve rafinerije
posmatraju kao jedinstvena tehnološka
celina.
Sadašnji instalisani primarni kapacitet
rafinerije u Pančevu je 4,8 miliona t
sirove nafte godišnje sa procesnim
i vanprocesnim postrojenjima i
skladišnim objektima građenim
sukcesivno u dužem vremenskom
periodu.
Sadašnji instalisani primarni kapacitet
rafinerije u Novom Sadu je 2.000.000
t/god. sirove nafte, i 500.000 t/god.
naftenske nafte za proizvodnju ulja.
Prerada i struktura proizvodnje
derivata nafte
U rafinerijama NIS-a je u 2006 i 2007
godini oko 80% prerađene sirove nafte
bilo iz uvoza, a 20% je iz domaće
proizvodnje. Od toga je preko 80%
ostvareno u RNP. Najveći deo uvozne
nefte (preko 90%) čini ruska nafta REB
koja pripada teškim naftama sa visokim
sadržajem sumpora između 1.3% i
1.5%. Domaće nafte su nisko sumporne
(ispod 0,5% sumpora) i najvećim delom
pripadaju lakim naftama sa više belih
komponenti (benzini i dizeli). Zbog
niskog sadržaja sumpora lož-ulje iz ovih
nafti se koriste kao gorivo za energetska
ložišta u rafinerijama.
Sa ekološke strane lake nafte sa
sadržajem sumpora ispod 0,5% su
takođe pogodnije za rafinerijsku
preradu. Sadržaj sumpora u lož-ulju
iz tih nafti je ispod 1% pa je njihovim
korišćenjem u ložištima emisija SO2
u atmosferu u dozvoljenim granicama.
Ovo je naročito važno zbog sadašnje
tehnološke opremljenosti naših rafinerija
koje nemaju obradu atmosferskog i
[062]
vakuum ostatka za proizvodnju ulja
za loženje jer je kod njih najveći udeo
sumpora iz sirove nafte.
Odnos proizvodnje belih proizvoda u
odnosu na crne proizvode (lož ulja i
bitumene) je u 2005 godini bio 69.2 :
30.8, u 2006 godini 70.4 : 29.6 i u 2007
godini 72.0 : 28.0. Vidi se da je ovaj
odnos u zadnjim godinama u porastu i
na zadovoljavajućem nivou obzirom na
uslove rada rafinerija.
Proizvodnja bezolovnih benzina (BMB)
u rafinerijama NIS-a je u stalnom
porastu i u 2007 godini je ostvarena sa
50.1% od ukupno proizvedene količine
motornih benzina. U odnosu na 2005
godinu kada je udeo BMB bio 41.9%,
proizvodnja BMB uvećana za 23%.
Trend porasta je nastavljen i u 2008
godini i u RNP je ostvarena proizvodnja
BMB od 59.8% u odnosu na ukupni
motorni benzin.
Nisko sumporno dizel gorivo (NSDG)
se do kraja 2007 godine proizvodilo kao
EKO-3 gorivo do 350 ppm sumpora i
u 2007 godini je ostvaren udeo od oko
15% u ukupnom dizelskom pulu. Od
maja 2008 godine NSDG se proizvodi
samo kao EKO-4 (do 50 ppm sumpora),
dok se evro dizel (do 10 ppm sumpora)
uvozi.
Sopstvena potrošnja i gubitak u
rafinerijama NIS-a iznose oko 11%
prerađene sirove nafte.
Program tehnolo{kog razvoja
rafinerija
Rafinerije nafte NIS-a trenutno mogu
da zadovolje potrebe domaćeg tržišta
količinom i kvalitetom derivata, koji
su u skladu sa našim standardima.
Međutim, zbog višegodišnjeg
zaostajanja u tehnološkom razvoju,
rafinerije mogu samo u ograničenim
količinama da proizvode derivate prema
evropskim standardima.
Programi tehnološkog razvoja RNP i
RNS treba da obezbede:
- ispunjenje zahteva domaćeg tržišta i
mogućnost izvoza derivata;
- proizvodnju benzina i srednjih
destilata u skladu sa evropskim
standardima;
- bolju valorizaciju sirove nafte
proizvodnjom belih i crnih proizvoda
u odnosu 80:20, uz sopstvenu
potrošnju goriva i gubitak do ukupno
9%;
- manje troškove prerade sirove nafte;
- energetsku optimizaciju;
- zadovoljenje domaćih i evropskih
propisa iz oblasti zaštite životne
sredine;
- maksimiziranje profita rada rafinerija;
- mogućnost razmene poluproizvoda
između RNP i RNS izgradnjom
produktovoda Pančevo-Novi Sad;
energija
- mogućnost realizacije zajedničkih
razvojnih projekata sa HIP-PTH.
Investiciona ulaganja u rafinerije NIS-a
su planirana do 2012 godine za četiri
vrste projekata:
a) strategijski projekti
b) projekti zaštite životne sredine
(obavezni projekti)
c) projekti za razvoj poslovanja
d) projekti za investiciono održavanje
e) vanposlovni projekti
Rafinerije nafte Pan~evo
Strategijski projekti
Ovi projekti treba da obezbede
dostizanje standarda EU 2009+ za
motorne benzine i dizel goriva.
Glavno postrojenje iz ove grupe
projekata je postrojenje za blago
hidrokrekovanje vakum gasnih ulja
i hidrodesulfurizaciju gasnih ulja i
petroleja (MHC / DHT), sa pomoćnim
postrojenjima i postrojenjem KLAUS
II za proizvodnju sumpora iz otpadnih
gasova.
Izgradnjom postrojenja MHC / DHT
postiže se:
- povećanje prinosa dizel goriva u RNP
(27% na MHC šaržu ili oko 400.000
tona / godinu)
- povećanje prinosa benzina u RNP
(10.6% na MHC šaržu ili oko 155.000
tona / godinu + povećanje prinosa na
FCC- u).
- Praktično uklanjanje sumpora iz
benzina i dizel goriva (do 10 ppm)
- Bitno smanjenje emisije COx i NOx u
dimnim gasovima FCC-a (do nivoa
koji zadovoljava emisione norme).
Projekti za`tite ìvotne sredine
(obavezni projekti)
Realizacijom planiranih mera i
aktivnosti na zaštiti vazduha, voda i
zemljišta očekuju se sledeći efekti:
- Izgradnjom postrojenja
KLAUS II obezbediće se
konverzija sumpora do nivoa od
99,9% i na taj način će se emisije
sumpornih polutanata skoro u
potpunosti eliminisati.
- Povezivanjem sigurnosnih ventila iz
procesnih postrojenja na sistem baklje
eliminisaće se emisije polutanata u
ekscesnim situacijama.
- Rekonstrukcijama na postrojenju FCC
smanjiće se emisija čvrstih čestica u
atmosferu
- Rekonstrukcijama preostalog
rezervoarskog prostora koje su u
toku znatno će se smanjiti emisije u
atmosferu
- Završetkom realizacije projekata
koji se izvode na autopunilištu,
železničkom punilipštu i na pristaništu
ekološki zahtevi biće zadovoljeni
- Sanacijom sistema uljne kanalizacije
sprečiće se dalje zagađenje zemljišta i
podzemnih voda
- Obradom zagađenog zemljišta i
naftnog mulja saniraće se teren na
prostoru rafinerije, obezbediti zdravija
radna sredina i smanjiti negativan
uticaj na kvalitet vazduha i voda
Projekti za razvoj poslovanja
Ovi projekti treba da omoguće
niže troškove prerade, energetsku
optimizaciju i smanjenje gubitaka.
Značajniji projekti iz ove grupe su:
- Izgradnja novog kotla i turbo
generatora u energani
- Rekonstrukcija reaktorskog dela na
postrojenju FCC
- Iskorišćenje dimnih gasova iz
procesne peći na platformingu za
proizvodnju vodene pare
Projekti za investiciono odràvanje
Ulaganja u okviru ove grupe projekata
treba da obezbede podizanje tehničkotehnološke pouzdanosti procesnih i
van procesnih postrojenja do nivoa
da se godišnji remonti obavljaju na
dve godine. Predviđen je niz zahvata
i zamena delova opreme na kritičnim
delovima procesnih i van procesnih
postrojenja.
Van poslovni projekti
Ovi projekti se odnose na nabavku
osnovnih sredstava, razvoj
informacionog sistema, rekonstrukciju
zgrade auto otpreme i dr.
Rafinerije nafte Novi Sad
Strategijski projekti
Planirani strategijski projekti u RNS su :
- Atmosferska i vakum destilacija sa
stabilizacijom benzina (2100 / 2200 )
- Rekonstrukcija Unibon postrojenja (
HDS )
Projekti za{tite ìvotne sredine
(obavezni projekti)
Glavni projekti iz ove grupe su:
- Ulaganja za smanjenje emisije gasova
- Zamena gorionika na procesnim
pećima
- Rekonstrukcija pretakališta i
povezivanje sa rekuperacijom gasova
- Sanacija sistema uljne kanalizacije
- Sanacija sulfidnih voda
- Obrada zauljenog zemljišta i izgradnja
skladišta za privremeno odlaganje
otpada
[063]
Projekti za razvoj poslovanja
U okviru ovih projekata je planirana
izgradnja postrojenja za aminsko pranje
gasova sa proizvodnjom sumpora,
izomerizacije, visbrejkinga, kao i
proširenje energane
Projekti za investiciono odràvanje
Ovim projektima su kao i u RNP
predviđeni razni zahvati, rekonstrukcije
i zamena delova opreme na procesnim i
van procesnim postrojenjima.
Van poslovni projetki
Predviđena je nabavka osnovnih
sredstava, instalisanje video nadzora i dr.
Zajedni~ka struktura proizvodnje
obe rafinerije
Struktura proizvodnje usklađena je sa
sukcesivnim završetkom investicionih
projekata, uključujući i projekte
od uticaja na smanjenje sopstvene
potrošnje i gubitaka, pri čemu će bitno
poboljšanje strukture proizvodnje biti
ostvareno puštanjem u rad postrojenja
MHC/DHT. Optimalna struktura
proizvodnje podrazumeva izgradnju
produktovoda između rafinerije Pančevo
i Rafinerije Novi Sad, u cilju razmene
poluproizvoda.
Završetkom planiranih programa
razvoja rafinerija obezbediće se veća
proizvodnja belih proizvoda, čiji
će kvalitet u potpunosti odgovarati
evropskim standardima. Pri tome će
biti zadovoljeni propisi iz oblasti zaštite
životne sredine.
Podmodul: Promet naftnih
derivata
Ostvarena potro{nja
Promet naftnih derivata se obavlja kroz
veoma razvijenu i razgranatu trgovačku
mrežu na teritoriji R. Srbije. Ovu
mrežu, u kojoj je najdominantniji NIS
Petrol, ogranak NIS a.d., čine i mreže
maloprodajnih objekata velikih svetskih
i regionalnih naftnih kompanija:
LUKOIL, OMV, EKO, MOL, PETROL,
AVIA mreža benzinskih stanica
domaćih preduzetnika, koju čine ili
pojedinačni objekti sa robnom markom
trgovca ili nezavisni lanci (ELP i dr.),
kao i mreža distributivnih kompanija.
Prema podacima Agencije za energetiku
za 2008. i 2009. godinu na teritoriji
Republike Srbije za rad u naftnom
sektoru je izdato više od 500 licenci
pravnim licima i preduzetnicima.
Sadašnji trenutak na naftnom tržištu R.
Srbije karakteriše:
- visoka uvozna zavisnost;
- završetak privatizacije NIS a.d.;
energija
- agresivan nastup već prisutnih stranih
kompanija u maloprodaji i njihove
težnje za učešćem u veleprodaji i
formiranju distributivnih centara;
- početak investicionog ciklusa
privatizovanog NIS a.d. za tehničkotehnološku rekonstrukciju u cilju
dostizanja EU kvaliteta motornih
goriva tipa 2009+;
- poseban akcenat na zaštiti životne
sredine kroz dogradnju pravne
regulative u ovoj oblasti i njene
dosledne primene i permanentne
kontrole od odgovarajućih
inspekcijskih organa;
- priprema naftnih kompanija za
liberalizaciju tržišta koje će početi od
01.01.2011. godine.
Ostvarena potrošnja derivata nafte
u periodu 2002-2008. godina beleži
blagi porast i prikazana je na Slici 1. U
prve dve godine realizacije Programa
za ostvarivanje strategije energetskog
razvoja Srbije za period 2007-2012.
godina ostvaren je skroman rast
ukupne potrošnje naftnih derivata od
1,5%. Motorna goriva kao dominantan
segment potrošnje naftnih derivata
(64%) u istom periodu imaju rast
potrošnje od 5,7%. Od ukupno utrošenih
motornih goriva najintenzivniji rast je
imao TNG sa 13,5%, dok su dizeli imali
porast od oko 4% na račun motornih
benzina koji beleže pad od 9%.
Prometni segment naftne privrede
već duže vreme predstavlja vrlo
konkurentno tržište sa tendencijom
sve intenzivnije tržišne utakmice. I
pored značajne konkurencije nedavno
privatizovani NIS drži lidersku poziciju.
Njegovo učešće u ukupnom (direktno i
indirektno) prometu motornih benzina
u 2008. godini je na nivou od 78 %,
a u ukupnom prometu dizel goriva
učestvuje sa oko 58 %.
Prosečna godišnja stopa rasta ukupnog
uvoza u periodu 2006-2008. godina je
oko 15%. Najviše su uvozom nabavljani
eurodizel gorivo (sa udelom u uvozu
2008. godine od oko 52%) i TNG
(21%).
Sa sike 8 se jasno uočava da je izvoz u
konstantnom padu. Razloga za to ima
više, a osnovni je neadekvatan kvalitet
i nedovoljne količine derivata za ovu
namenu.
Republika Srbija ima razvijenu
maloprodajnu mrežu. Trenutno je na
teritoriji Srbije, po nekim procenama,
izgrađen 1.441 maloprodajni objekat–
benzinska stanica. Maloprodajni objekti
su različite veličine i sadržaja. U Srbiji
je prepoznatljivo šest brendova (NIS
Petrol, LUKOIL, OMV, AVIA, EKO,
MOL i ELP) sa ukupno 810 objekta.
U postojećoj strukturi vlasništva
benzinskih stanica u Republici Srbiji,
Slika 6 Trend potrošnje naftnih derivata na tržištu R.Srbije (u t) za period
2002-2008.
Slika 7 Trend uvoza naftnih derivata u Republiku Srbiju (u t) u periodu
2002-2008.
Slika 8 Trend izvoza naftnih derivata u Republiku Srbiju (u t) u periodu
2002-2008.
prikazanoj na slici 9., dominantan
položaj ima NIS Petrol.
Ukupni skladišni kapaciteti koje koriste
prometnici Srbije, po nekim procenama,
u odnosu na prethodni period
uvećani su za manje od 8%. Manjim
delom rekonstrukcijom postojećih
[064]
i izgradnjom novih, a uglavnom
zakupom rezervoarskih prostora
procesnih fabrika, koje su prestale sa
radom. U ovu procenu su uključeni
samo kapaciteti za skladištenje čiji su
vlasnici ili zakupci prometnici. Sva
skladišta su opremljena sa adekvatnim
energija
Slika 9 Struktura vlasništva BS u R.Srbiji – postojeće stanje
manipulativnim i infrastrukturnim
kapacitetima. Kapaciteti su dovoljni
za sadašnji nivo poslovne aktivnosti
prometnika, ali zahtevaju modernizaciju
i rekonstrukciju.
Transport derivata obavlja se sa sva
tri vida transport. Od rafinerija do
terminalskih postrojenja uglavnom
se obavlja železničkim i brodskim
transportom, a u razvozu, do krajnjih
potrošača, drumskim transportom. Jedan
deo prometnika raspolaže sa sopstvenim
voznim parkom. Sopstvene auto
cisterne, ili stalno angažovane privatne
prevoznike, imaju svi veći prometnici,
kao i veliki broj vlasnika privatnih
benzinskih stanica. Vagon cisternama
raspolažu samo NIS a.d. i Lukoil. Rečni
prevoz uglavom obavljaju domaća
i inostrana brodarska preduzeća.
Ocenjuje se da su raspoloživi kapaciteti
za sadašnji nivo aktivnosti dovoljni,
ali da zbog vremenske i tehnološke
zastarelosti treba očekivati značajna
ulaganja u nabavku novih i adaptaciju
postojećih transportnih kapaciteta i
kapaciteta za punjenje (podno punjenje).
Za sada nije poznat stepen realizacije
Planiranih investicija za ovaj period, ali
se može proceniti da nije realizovan sa
visokim procentom.
Zaštita ìvotne sredine
Usklađivanjem propisa R.Srbije o
zaštiti životne sredine sa propisima
Evropske unije (uredbe, uputstva,
odluke, direktive) znatno su pooštreni
uslovi koje prometnici naftnih derivata
moraju da ispune da bi mogli da
pribave propisane dozvole za obavljenje
osnovne delatnosti. S obzirom na
činjenicu da je veliki broj energetskih
subjekata dobio licence za obavljanje
energetske delatnosti, pretpostavka je
da su ispunili sve predviđene uslove za
njeno dobijanje.
Projekcije potrošnje naftnih
derivata u R.Srbiji do 2012.
Projekcija potrošnje derivata nafte u
R.Srbiji je bazirana na:
- istorijskom razvoju potrošnje naftnih
derivata po pojedinim sektorima koji
je odraz dostignutog privrednog,
demografskog i tehničko-tehnološkog
razvoja, kao i razvoja standarda
stanovništva;
- rastu BDP po glavi stanovnika prema
paritetu kupovne moći za period
2001-2008. godina i odgovarajućih
projekcija do 2012. godine datih od
međunarodnih finansijskih institucija
krajem januara 2009. godine sa
ukalkulisanim recesionim efektima
aktuelne svetske ekonomske krize
(Slika 10.);
- projekcijama dugoročnog razvoja
BDP-a po glavi stanovnika i potražnje
derivata nafte u susednim zemljama
sa kojima je utvrđena sličnost u
perspektivnom privrednom razvoju
i trendovima tražnje naftnih derivata
(Bugarska i Rumunija);
- procenama i predviđanjima za
potrošnju derivata po pojedinim
sektorima potrošnje.
Motorna goriva
Na razvoj tražnje motornih goriva
(grupe derivata koji u ukupnoj tražnji
naftnih derivata učestvuje sa više od
60%) značajno će uticati dinamična
modernizacija voznog parka i porast
intenziteta svih vidova saobraćaja
u R.Srbiji. Posebno, imajući u vidu
očekivani porast nivoa motorizacije
i intenziteta drumskog saobraćaja,
očekuje se da motorna goriva do 2012.
godine neće ući u saturizacionu fazu.
Udeo TNG-a će u ukupnoj potražnji
motornih goriva ostati na skoro istom
nivou dostignutom u 2008. godini
(rast od svega 1% do 2012. g.), dok
je rast udela dizela na račun motornih
benzina već ušao u saturizacionu fazu.
Dostignuti odnos ova dva motorna
goriva zadržaće se dugoročno uz porast
potrošnje (motorni benzini i dizel
imaće blagi rast od oko 2,5%), saglasno
razvoju motorizacije i intenziteta
saobraćaja.
Ozbiljniji rezultati supstitucije motornih
goriva na bazi nafte alternativnim
[065]
gorivima, mogu se očekivati tek posle
2010. godine.
Derivati za energetsku potro{nju
Potrošnja energenata za generisanje
toplote (za industrijske i rezidencijalne
potrebe) će padati na račun veće
upotrebe prirodnog gasa kao izvora
energije, prvenstveno iz ekoloških
razloga. Pad potrošnje plinskih loživih
ulja procenjuje se sa prosečnom
godišnjom stopom pada ispod 5%, a
mazuta oko 3%.
Derivati za neenergetsku
potro{nju
Kao rezultat realizacije mera Vlade
R.Srbije, vlasnika i menadžmenta
preduzeća, koje dominantno troše
derivate iz grupe neenergetskih derivata
(petrohemijska industrija, industrija
polimera, preduzeća putogradnje i
sl.), očekuje se da će do 2012. godine
potražnja za ovim derivatima rasti, i to:
- primarni benzin oko 8% godišnje
(očekuje se da se proizvodnja etilena,
u HI Petrohemija realizacijom
projektovanih mera za otklanjanje
uskih grla, trajno stabilizuje na
200.000 tona);
- propilen do 3% godišnje;
- bitumeni nešto ispod 5% godišnje
(zbog stanja u kojem se nalazi
infrastrukturna putna mreža i
očekivanja izgradnje Koridora H,
planiranih autoputeva i regionalnih
saobraćajnica očekuje se povećana
tražnja za ovim derivatima).
Maziva
Zbog intenziviranja svih vidova
transporta, a posebno rečnog i
železničkog, koji su u proteklom
periodu bili značajno niži od
potrebnog, kao i dinamičnijeg razvoja
poljoprivrednih i industrijskih sektora
koji koriste ulja i masti, očekuje se i
nešto veća stopa rasta od oko 8%.
Ukupna potrošnja derivata nafte u R.
Srbiji godišnje će rasti po stopi od oko
2,8% .
energija
Slika 10 Trend rasta: a) BDP po glavi stanovnika prema PKM 2000-2025. g.
b) ukupna potrošnja naftnih derivata u RS do 2012. g.
b)
a)
Programi i projekti razvoja
Modernizacija maloprodajne
mreè
Iako je u prethodnom periodu izgrađen
veliki broj novih i rekonstruisan znatan
broj zastarelih objekata, aktivnosti na
modernizovanju maloprodajne mreže
će se nastaviti i do 2012. godine u cilju
približavanja evropskim standardima u
ovoj oblasti.
Jedna od ključnih stvari modernizacije
maloprodajne mreže jeste
prilagođavanje postojećih i eventualna
izgradnja novih objekata prema razvoju
putne infrastrukture, potrebama i tempu
modernog poslovnog čoveka, što za
cilj ima proširenje dopunskih sadržaja i
povećanje kvaliteta i brzine usluge.
Iako postoje ocene da je postojeći
broj maloprodajnih objekata u ovoj
oblasti prevelik u odnosu na potrebe
postojećeg tržišta, a posebno na njegovu
kupovnu moć, na osnovu nezvaničnih
anketa velikih prometnika došlo se
do podataka koji upućuju da će se
postojeći broj benzinskih stanica do
kraja 2012. godine uvećati za oko 8%
(slika 11). Međutim, prema mišljenju
eksperata ovo je nerealno sem u slučaju
da se u ovom planskom periodu ugasi
veliki broj malih i zastarelih objekata,
a izgradnja novih isključivo prilagodi
regulacionim i prostornim planovima
putne mreže i naseljenih mesta.
Očekuje se da će posebnu pažnju u
racionalizaciji maloprodajne mreže
posvetiti NIS Petrol koji ima najveći
broj benzinskih stanica.
Skladi{tni, manipulativni i
transportni kapaciteti
Zbog liberalizacije tržišta naftnih
derivata koja se očekuje 2011. godine,
realno je očekivati da će inostrane
kompanije u periodu do 2012. godine
početi da realizuju svoje planove za
razvoj sopstvenih distributivnih centara,
koji uključuju izgradnju skladišnih,
transportnih i manipulativnih kapaciteta.
U istom periodu očekuje se i početak
izgradnje sistema produktovoda
kroz Srbiju koji treba da realizuje JP
„Transnafta“.
Imajući u vidu navedeno, očigledno je
da će biti neophodni dodatni skladišni
kapaciteti.
Planirano je da se do 2012. godine,
na lokacijama postojećih terminala
u Somboru, Beogradu (Veliko Selo),
Smederevu, Jagodini i Nišu, izgrade
novi skladišni kapaciteti od oko 97.500
m3 . Oni će, sa postojećim skladišnim
Slika 11 Struktura vlasništva BS u R. Srbiji – očekivano stanje
[066]
kapacitetima, koji su u vlasništvu NIS-a
i Lukoila na tim lokacijama, omogućiti
funkcionisanje cevovodnog transporta
motornih goriva do potpune izgradnje
potrebnih kapaciteta koje je planirala JP
„Transnafta“.
U ovom periodu, takođe se očekuje
da Ministarstvo trgovine i Direkcija
za robne rezerve donese Zakon o
obaveznim zalihama nafte i derivata koji
treba da bude usklađen sa direktivama
EU za ovu oblast, što će primorati sve
naftne kompanije da uvećaju svoje
skladišne kapacitete.
Pove}anje ekolo{ke bezbednosti
Prilikom manipulacije naftnim
derivatima potencijalno najveća
zagađenja vazduha, vode i zemlje su
od isparenja i izlivanja naftnih derivata
i načina trajnog zbrinjavanja otpadnih
muljeva iz rezervoara i separatora.
Za sprečavanje zagađenja vazduha
kod većine prometnika planirana
je ugradnja sistema za rekuperaciju
ugljovodoničnih isparenja, koji se
stvaraju pri pretakanju naftnih derivata
u skladišne rezervoare. Ova rešenja se
kombinuju sa modernizacijom punilišta
u cilju omogućavanja podnog punjenja
i pražnjenja cisterni za prevoz derivata.
energija
Izlivanja iz skladišnih rezervoara se
sprečavaju ugradnjom rezervoara i
cevovoda sa duplim plaštom, kao i sa
sistemima za kontrolu curenja. Otpadni
muljevi se deponuju u bezbedne
rezervoarske prostore i tu čuvaju do
konačnog sprovođenja njihove potpune
inertizacije. Otpadne zauljene vode se
kontrolisano ispuštaju preko separatora
u obližnje recepijente.
Procena efekata planiranih
investicionih ulaganja
Sa obzirom na kompleksnost strukture,
velikog broja učesnika u prometu
derivata, nedostatka uvida u realne
planove investitora, ne mogu se dati
precizno kvantifikovani efekti ovih
ulaganja. Pod predpostavkom realizacije
navedenih investicija može se očekivati
da će se konkurentnost na tržištu naftnih
derivata značajno povećati i da će se
udeo na tržištu promeniti u korist onih
kompanija koje efikasnije i brže ostvare
svoje planove.
Zaklju~na razmatranja
Proces privatizacije NIS a.d. definisan
je Međudržavnim sporazumom između
Vlade Republike Srbije i Vlade Ruske
Federacije o saradnji u oblasti naftne
i gasne privrede, potpisanim januara
2008. godine što je ratifikovano
Zakonom o potvrđivanju Sporazuma u
parlamentu Republike Srbije septembra
2008. godine, kao i Ugovorom o prodaji
i kupovini 51 odsto akcija NIS a.d.
Novi Sad od strane ruske kompanije
OAD Gazprom Njeft potpisanim
decembra 2008 godine. Energetskim
sporazumom potisan je i Memorandum
o razumevanju za modernizaciju
podzemnog skladišta gasa Banatski
Dvor i Dokument «Osnovni uslovi za
osnovni sporazum o saradnji» kojim se
određuju osnovni uslovi za sporazum o
izgradnji magistralnog gasovoda Južni
tok kroz Srbiju.
S obzirom na koncentrisanost srpskog
naftnog sektora u JP NIS, dalja
tehnološka modernizacija postojećih
energetskih izvora/objekata i gradnja
novih, uključujući i uvođenje energetski
efikasnih i ekološki prihvatljivih
tehnologija će zavisiti od novog
vlasnika.
Sagledavajući proces istraživanja
i proizvodnje nafte i gasa može se
konstatovati da je zaustavljen prirodni
pad proizvodnje nafte uspešnim
vođenjem procesa eksploatacije
i primenom novih tehnologija.
Proizvodnja gasa ima izuzetan prirodni
trend pada koji se za sada ne može
zaustaviti. Novo otkrivena gasna ležišta,
kada budu puštena u proizvodnju
uticaće na njegovo ublažavanje, a što
je još važnije moći će se i koristiti kao
podzemna skladišta prirodnog gasa.
Banatski Dvor, naše prvo podzemno
skladište gasa u izgradnji, sa okolnim
delimično iscrpljenim gasnim ležištima,
kao potencijalnim podzemnom
skladištima, bi predstavljalo gasno
skladište velikog kapaciteta od
regionalnog značaja.
Istraživanja nafte i gasa se nalaze na
najnižem nivou zbog veoma malog
ulaganja sredstava u tom smislu, što se
odrazilo u pronalaženju veoma malog
broja novih ležišta. Zaštiti životne
sredine posvećen je veliki značaj
što potvrđuju realizovani i planirani
projekti. NIS Naftagas je uložio
velike napore da što spremnije dočeka
privatizaciju. Nezavisno od prodaje
NIS-a, država kao vlasnik 49% akcija bi
trebala da nastavi i intezivira aktivnosti
u traženju i obezbeđivanju koncesija
kroz određene modalitete.
Neophodno je realizovati i završiti
planirani programa razvoja rafinerija
kojim će se obezbediti veća proizvodnja
belih proizvoda, čiji će kvalitet u
potpunosti odgovarati evropskim
standardima. Pri tome će biti
zadovoljeni propisi iz oblasti zaštite
životne sredine. Struktura proizvodnje
usklađena je sa sukcesivnim završetkom
investicionih projekata, uključujući
i projekte od uticaja na smanjenje
sopstvene potrošnje i gubitaka, pri
čemu će bitno poboljšanje strukture
proizvodnje biti ostvareno puštanjem
u rad postrojenja MHC/DHT. Takođe
za optimalnu strukturu proizvodnje
potrebno je izgraditi produktovod
između rafinerije Pančevo i
Rafinerije Novi Sad, u cilju razmene
poluproizvoda.
Prometni segment naftne privrede već
duži niz godina predstavlja konkurentno
tržište. Sa privatizacijom NIS-a
konkurentnost će se povećati i sve ostale
naftne kompanije će težiti da povećaju
svoje učešće, kako u maloprodaji tako
i u veleprodaji. U naredne dve godine
R.Srbija će otvoriti tržište i obezbediti
slobodan uvoz svih naftnih derivata,
što će sve prometnike dovesti u
ravnopravan položaj. Zbog toga, Vlada
Republike Srbije mora da konkretnim
merama uskladi svoju politiku sa
zahtevima EU u ključnim oblastima:
kvalitetu motornih goriva, zaštiti
životne sredine i sigurnosti snabdevanja
naftom i naftnim derivatima.
Literatura
1. Strategija razvoja energetike
Republike Srbije do 2015. godine,
[067]
Ministarstvo rudarstva i energetike,
Beograd, decembar 2004.
2. Program ostvarivanja Strategije
razvoja energetike Republike Srbije
do 2015. godine za period od 2007.
do 2012. godine,Sl. glasnik 17/2007.
3. Program ostvarivanja strategije
razvoja energetike republike
Srbije u AP Vojvodini, Pokrajinski
sekretarijat za energetiku, Novi Sad,
2007.
4. Dostavljeni podaci NIS Naftagasa,
Novi Sad 2008.
5. Dostavljeni podaci NIS-a, Novi Sad
2008.
6. Danilović, D., Karović Maričić, V.,
Ivezić, D., Perspektive proizvodnje
nafte i prirodnog gasa u Srbiji,
Časopis Energija, broj 1-2, 2008,
ISSN 0354-8651, UDC 620.9
7. Danilović, D., Stanje i perspektive
proizvodnje nafte i gasa u našoj
zemlji, Međunarodni simpozijum
Energetsko rudarstvo 07, Zbornik
radova Stanje i perspektive
energetskog rudarstva u Srbiji, str
30-35, Vrnjačka banja, 2007.
8. Danilović, D. i dr., Upravljanje
proizvodnjom nafte i gasa primenom
integralnog modela, JUNG 2000,
Zbornik radova JUNG 2000, 2000,
str. 117-129.
9. Intervju izvršnog direktora NISa.d.
Naftagasa Igora Koraća, Naftagas,
Magazin, br. 4, mart 2007.
10. Proizvodnja nafte i gasa na domaćim
poljima-Optimizacija procesa do
stabilne proizvodnje, Naftagas,
Magazin, br. 5, jul 2007.
11. Održavanje sistema i optimizacija
proizvodnje, Naftagas, Magazin, br.
7, mart 2008.
12. Intervju izvršnog direktora NISa.d.
Naftagasa Save Đurića, Naftagas,
Magazin, br. 8, jul 2008.
13. Energetski bilans Republike Srbije
za 2006, 2007, 2008 i 2009.godinu
14. European Energy and Transport:
Trends to 2030-Update 2007, ECDirectorate General for Energy and
Transport, 2008
energija
Milan Lon~arevi}, dipl.ing.geol.
NIS-Naftagas, Novi Sad
UDC: 665.61.001 (497.11)
Kako pasivnu aktivu,
neotkrivene rezerve nafte
i gasa Republike Srbije,
pretvoriti u aktivnu vrednost
Uvod
Rezime
Bez obzira na aktuelnu ekonomsku
krizu i recesiju potražnja za energijom
će rasti. Možda ne onim tempom
kao kad je svetska privreda u punom
zamahu, ali će i dalje rasti. Države koje
poseduju izvore energije se i dalje trude
da privuku što više investitora u svoj
energetski sektor jer to donosi izvore
prihoda i upošljavanje domaće radne
snage.
Mineralni resursi predstavljaju za svaku zemlju bogatstvo. To je pasivno bogatstvo
jer se nalazi u zemlji. Da bi to bogatstvo postalo aktivna vrednost potrebno je
uložiti napor u vidu znanja, organizacije i pozamašnih investicionh sredstava.
Na osnovu iskustava drugih zemalja, a naročito susednih, razmatrane su
mogućnosti i dati predlozi na koji način bi Republika Srbija trebala da aktivira
svoju pasivnu imovinu, odnosno mineralne resurse. Poseban naglasak je dat na
resurse u vidu nafte i gasa.
Ugljovodoni~na potencijalnost
Republike Srbije i koristi
aktiviranja te potencijalnosti
Već više od 60 godina se vrši
istraživanje i proizvodnja nafte i gasa na
teritoriji Republike Srbije. Za to vreme
proizvedeno je preko 60 miliona m3
naftnog ekvivalenta (nafta i gas).
Ima li Srbija još neotkrivenih resursa
nafte i gasa?
Prema proceni Geološkog zavoda SAD
iz 2000. godine u delu Panonskog
basena koji pripada Srbiji ostalo je
od oko 17 (srednja procena) do 30
(optimistička procena) miliona m3
neotkrivenih rezervi ugljovodonika. To
je trećina, a u optimističkoj varijanti
skoro polovina do sada proizvedenih
količina nafte i gasa. Treba napomenuti
da se radi samo o teritoriji Vojvodine
na kojoj se rasprostire srpski deo
Panonskog basena.
Ova količina ugljovodonika je u
uslovima izgrađene infrastrukture na
teritoriji Srbije dovoljno atraktivna za
strane kompanije. Prema Geološkom
zavodu SAD ležišta sa rezervama
većim od 150 000 m3 ekvivalente nafte
su već komercijalna zbog izgrađene
infrastrukture.
Ovu, trenutno, pasivnu državnu
imovinu bi trebala aktivirati. Naročito
Abstract
How inactive assets, undiscovered oil reserves and gas Republic Serbia, comminute
bootable value
Mineral resources are for all country riches. It is inactive riches becouse there is in
soil. In order that mineral wealth becomes bootable value necessarily is to invest
need knowledge, organization and large capital expenditures.
In virtue of practise other country, especially neighboring, are discussed oportunity
and given suggestion witch way Republic Serbia need aplay by activating own
inactive property, mineral resources. Special accent is given in oil and gas
resources.
Key words: mineral resources, agency, oil and gas.
u uslovima kada država više nema
sopstveno preduzeće (u većinskom
vlasništvu) koja se bavi istraživanjem
i proizvodnjom nafte i gasa. Takođe,
delatnost istraživanja i proizvodnje
nafte i gasa nije potpuno definisana
prodajnim ugovorom većinskog paketa
akcija Naftne industrije Srbije, a država
ima manjinski paket akcija što još više
aktuelizuje ovo pitanje.
Razlozi za aktiviranje mineralnih
resursa, pa i naftnogasnih, su u tome
što se dolaskom investitora i početkom
njihovih radova stvaraju mogućnosti za:
• zapošljavanje lokalnog stnovništva,
• prodaju lokalne robe,
• angažovanje lokalnih servisa i ostalih
resursa usluga,
• stvaranju mogućnosti za angažovanje
domaćih kompanija iz domena
geologije i rudarstva,
• transfer naprednih tehnologija,
[068]
• ostale mogućnosti koje budu
dogovorene licencnim ugovorima,
• zaradu kroz rudnu rentu i ostale
poreze.
Nove kompanije bi donele
konkurenciju, nove tehnologije, novi
pristup istraživanju i nove poslovne
odnose.
Ponašanje nama susednih
država
Susedne države su stvorile povoljne
uslove za investiranje u njihove
mineralne resurse.
Tako je Mađarska privukla više stranih
kompanija da investiraju u istraživanje
nafte i gasa na njenoj teritoriji (Slika
1). Kompanija Falkon je otkrila gas
u jugoistočnoj Mađarskoj (Mako
depresija) (Slika 2) i nastaviće dalje
radove zajedno sa Kompanijama
ExxonMobil i MOL. U narednih par
energija
Slika 1 Mađarski istražni blokovi za naftu i gas
Slika 2 Koncesioni blokovi u Mako depresiju (Falkon, ExxonMobil i MOL)
godina biće investirano preko 300
miliona američkih dolara u nastavak
radova na ovom prostoru. To otvara
mogućnost za razvoj ovog kraja,
sigurno snabdevanje države potrebnim
energentima i zaradu države kroz rentu
i poreze.
U Rumuniji je na više tendera dodeljeno
39 blokova stranim kompanijama
bilo za istraživanje, istraživanje i
proizvodnju ili nastavak radova na
ranije urađenim otkrićima koja nisu
ostvarila komercijalnost (slika 3).
Bugarska koja preme procenama
[069]
Geološkog zavoda SAD, ima skromnu
količinu neotkrivenih rezervi (do 4,1
miliona m3 naftnog ekvivalenta na
kopnu dok more nije procenjivano)
je aktivnom politikom privukla više
kompanija za rad na moru i kopnu
(slika 4).
Albanija je takođe uradila veliki posao
i aktivirala skoro sve svoje potencijale.
Radi više svetskih kopanija sa
investicijama koje prelaze više stotina
miloona dolara (slika 5).
Hrvatska je, takođe, aktivirala svoje
potencijale na Jadranskom moru
gde kroz „Joint Venture” aktivnosti
istražuje i proizvodi gas sa italijanskim
kompanijama Agip (kćerka kompanije
Eni) i Edison.
Bosna i Hercegovina kroz ozbiljan rad
na regulativi i legislativi vezanom za
mineralne resurse i kroz lobističke grupe
pokušava privući strane kompanije
(okolina Tuzle, Bosanskog Petrovca,
Trebinja).
Šta na tom polju radi dràva
Srbija ili bolje re~eno šta bi
trebala da radi dràvna uprava?
Pitanje svih pitanja je da se odredi
telo koje je zaduženo odgovorno za
mineralne resurse. Neko može reći da
to i sada postoji. Da, postiji Vlada koja
je odgovorna i upravlja (vlada) svim
aspektima privrednog i društvenog
energija
Slika 3 Rumunski koncesioni blokovi za naftu i gas i kompanije koje tamo rade
Slika 4 Koncesioni blokovi za naftu i gas u Rumuniji i Bugarskoj
razvoja države. Da, postoji i reprezent
Vlade koji je je odgovoran i upravlja
svim poslovima vezanim za energetiku
i rudarstvo države. Iskustva onih
koji su uspešniji od nas kažu da to
nije dovoljno. Zašto? Zbog toga što
je Vlada pa samim tim i zaduženo
ministarstvo pod snažnim uticajem
politke i dnevnopolitičkih zbivanja.
Struka, čitaj znanje, tu slabo dolaze do
izražaja. Zbog toga su oni uspešniji od
nas vaspostavili odgovorna tela u svim
njima važnim aspektima, pa prema
tome i u domenu mineralnih resursa. To
telo je Agencija za mineralne resurse
(u raznim zemljama razno zvana ali
sa istim ciljem) sastavljena od struke i
znanja bez ili sa minimalnim uticajem
politike. Uticaj politike je tu obrnuto
proporcionalan uspehu
Agencije.
Sledeće, ne manje važano
pitanje, je stvaranje stabilnog
pravnog okvira i stimulativne
poreske politike koja će
garantovati potencijalnim
investitorima stabilne
uslove i mogućnost zarade.
Modeli ugovora kojim se
ustupaju mineralni resursi
potencijalnim investitorima
moraju biti jasni i potpuno
razumljivi, izbalansirani
tako da daju mogućnost
zarade i jednoj i drugoj
strani. Konkursi i odabiranje
pobednika na konkursima
moraju biti potpuno
[070]
Slika 5 Albanski koncesioni blokovi za naftu i gas
energija
transparentni. Unapred se mora znati
kako će državna uprava trošiti dobijena
sredstva.
•
Agencija za mineralne resurse
Agencija za mineralni resurse je
posebno telo, pravno lice uspostavljeno
od Skupštine a podređeno Vladi, u
skladu sa Rudarskim i svim drugm
potrebnim zakonima zaduženo za
prospekciju, istraživanje i eksploataciju
svih mineralnih resursa.
Prema Izmenama i dopunama Zakona
o rudarstvu iz aprila 2006 godine
članom 12a je predviđeno obrazovanje
Agencije za rudarstvo. Ono što se može
zakljčiti komparirajući ingerencije ove
Agencije i sličnih Agencija u svetu je
prilična skučenost u zaduženjima, a i
odgovornostima naše Agencije.
U svetu Agencije za mineralne resurse
su zadužene i odgovorne za:
• izradu strategije razvoja mineralnih
resursa države;
• deljenje istražnog prostora na
licencne blokove u skladu sa
geološkim podacima
• upravljanje mineralnim resursima,
ukljucujuci naftu i nacionalnu
geološku bazu podataka, u skladu sa
zakonom;
• regulisanje svih rudarskih aktivnosti,
pa i naftnih operacija sa ciljem
najbolje upotrebe mineralnih resursa
kao opšteg dobra države
• izdavanje licenci/dozvola/ugovora, u
skladu sa zakonom;
• vođenje pregovore i pravljenje
ugovora ili licencnih uslova, zajedno
sa drugim organima iz javnog
državnog domena, ako to posebni
slučajevi zahtevaju;
• vaspostavljanje nacionalne baze
podataka rezervi, bazirane na
potvrđenim rezervama nafte i gasa,
kao i verifikovanim i registrovanim
mineralnim rezervama;
• upravljanje, kompletiranje i ponovno
ocenjivanje geoloških baza podataka
sa težištem na mineralnim resursima
• preduzimanje svih nadležnosti
dobijenih zakonom u pogledu poreza,
rudne rente i tarifa;
• praćenje prijava vezanih za ekološka
merenja, za vreme i posle izvođenja
naftnih operacija ili rudarskih
aktivnosti;
• davanje dozvola za početak
istražnih i proizvodnih radova ili za
njihov prestanak, samo ukoliko su
ispoštovane ekološke mere u skladu
sa zakonom;
• kontrolu nacina kako se naftne
operacije i rudarska aktivnost vode od
•
•
•
•
•
•
•
strane teritorijalane inspekcije.
kontrolu primene ugovora, licenci
ili uslova sa regulacionim normama,
tehničkim instrukcijama i njihovim
implementacijama
davanje dozvola za godišnje
proizvodne programe nosioca licence
praćenje i potvrđivanje proizvodnje
mineralnih resursa da bi se izracunala
vrednost rudne rente koja pripada
vlasniku saglasno ugovoru
prekidanje istražnih ili proizvodnih
radova ako nisu u skladu sa
odobrenom dokumentacijom,
racionalnom proizvodnjom ili
degradacijom prirodne sredine sve
dok se uzroci ne otklone;
sankcionisanje prekršaja na planu
naftnih operacija i rudarskih
aktivnosti, i obaveštavanje nadležnih
organa, u skladu sa Kaznenim
zakonom;
uspostavljanje hidrogeoloških
zaštitnih perimetara za mineralne i
termomineralne vodne depozite,
organizovanje reklamnih aktivnosti
u cilju razvoja mineralnih resursa/
rezervi, zajedno sa drugim
zainteresovanim;
predlaganje izmena u zakonima i
podzakonskim aktima vezanim za
mineralne resurse prema svetskim
trendovima.
Pravni okvir i poreski sistem
Naftno pravo u koje su ugrađeni fiskalni
aranžmani je vladin najznačajniji alat za
upravljanje naftnim resursima. Naftni
fiskalni režim mora biti jasno uokviren
zakonima, porezima i ugovorima.
Kompanije, odnosno investitori žele
predvidivost. One žele da minimiziraju
rizik za svoja ulaganja. Dobro definisan
pravni okvir upravo to obezbeđuje.
Naftno pravo je pravno objašnjenje
naftne politike države. Ono treba
da sledi iz naftne politike koja je
izdiskutovana u društvu u kojoj
su učestvovali svi zaintresovani
(parlament, Vlada i nevladine
organizacije-strukovne organizacije).
Ponuđeni uslovi moraju zadovoljiti
kompanije investitore, odnosno uvek
se mora voditi računa o finom balansu
između interesa kompanija i države.
Vlasnički interesi moraju biti jasni i
razumljivi.
Fiskalni režim bi trebao biti podešen
aktuelnim prilikama,da stimuliše
istraživanje i investiranje i da ima fer
podelu prihoda. Treba da je zasnovan
na tri principa: da je uporediv sa
državama sa sličnom perspektivnošću,
da minimizira investitorov rizik od
[071]
gubitaka i da kreira stabilne uslove
poslovanja. One države koje su
uspostavile takav poreski sistem su i
privukle investitore.
Model ugovora
Postoji mnogo različitih modela
ugovora. Svi se svode na različite načine
podele rente između države i kompanije
investitora, kao i na regulatornu snagu
vlade u primeni propisa za zaštitu
životne sredine, zdravlja i drugih
standarda.
Generalno se mogu podeliti na:
• Koncesione ili licencne ugovore
• Ugovore o podeli proizvodnje
• Servisne ugovore
Koncesioni ili licencni ugovor, često
zvan i rentnoporeski (Royalty/Tax)
znači da naftna kompanija:
• ima ekskluzivno pravo na istraživanje
i proizvodnju nafte i gasa,
• snosi rizik i troškove istraživanja i
proizvodnje,
• je vlasnik svih proizvedenih količina
nafte i gasa,
• plaća rudnu rentu (royalty) U bivšim
sistemima tzv planske privrede, pa
i kod nas se to zove rudna renta. U
zapadnim zemljama, prevashodno u
anglosaksonskoj terminologiji, to je
royalty („ono što pripada kruni”),
• plaća porez na profit,
• vlasnik je celokupne potrebne opreme
za istraživanje i proizvodnju,
• ima pravo na izvoz nafte i gasa.
Ugovor o podeli proizvodnje
(Production Sharing Contract ili
Agreement-PSC ili PSA) je takav
ugovor između ugovarača i Vlade kao
vlasnika resursa gde ugovarač snosi sve
rizike i troškove istraživanja, razrade
i proizvodnje tih resursa. Za uzvrat
ugovarač u slučaju uspeha dobija
mogućnost da povrati troškove i zaradi,
dok Vlada dobija svoje ugovorene
dividende, bonuse bez obzira na uspeh,
a rudnu rentu i poreze u zavisnosti od
uspeha. Uspeh je ekonomska kategorija,
odnosno baziran na ekonomičnosti, a
ekonomičnost pored veličine i kvaliteta
otkrivenih mineralnih resursa (rezervi)
zavisi i od ugovorenih uslova (rudna
renta, bonusi, porezi, carine...).
Za razliku od koncesionog ugovora
ovde Vlada i dalje ostaje nominalno
vlasnik rezervi, a ugovarač samo
operater pod datim uslovima ugovora.
Servisni ugovori mogu biti čisto
servisni po sistemu “ti tražiš a ja uradim
i za to budem plaćen” ili servisni
sporazum sa podelom rizika. Rizik se
deli sa Vladom, a izvođač radova svoj
energija
profit najčešće naplaćije u novcu i nikad
nije vlasnik proizvedene nafte ili gasa.
Zemlje u našem okruženju, sem
Albanije, primenjuju koncesioni,
odnosno rentnoporeski top ugovora.
U Mađarskoj je rudna renta prema
zakonu 12% vrednosti proizvedene
sirovine, ali je ostavljena mogućnost da
se visina rente odredi u pregovorima sa
ugovoračem. Visina rente prevashodno
zavisi od potencijalnosti predmetnog
bloka. Ostali porezi, vezani za
poslovanje naftnih kompanija, su
definisani zakonima koji regulišu
državnu fiskalnu politiku. Ograničenje
je da nijedna strana kompanija ne može
biti vlasnik više od 8 koncesionih
blokova radi sprečavanja monopolskog
položaja. Jedini izuzetak je MOL,
vodeća kompanija na mađarskom tržištu
nafte, koji ima 33 bloka zbog istorijskog
nasleđa.
U Rumuniji je rudna renta prema
zakonu 3,5-13,5% vrednosti
proizvedene sirovine. Visina rudne rente
je vezana za obim proizvodnje nafte i
gasa. Ostali porezi, vezani za poslovanje
naftnih kompanija su definisani
zakonima koji regulišu državnu fiskalnu
politiku.
U Hrvatskoj, prema važećem
Rudarskom zakonu, rudna renta za naftu
i gas iznosi 2,6%, a upravo ovih dana je
u saborsku raspravu ušao predlog novog
zakona po kome bi renta iznosila do
10%. Ostali porezi, vezani za poslovanje
naftnih kompanija su definisani
zakonima koji regulišu državnu fiskalnu
politiku.
U Srbiji prema Zakona o rudarstvu
rudna renta iznosi 3% i fiksna je.
Smatram da bi i Srbija, kao i zemlje
u okruženju, trebala da primeni
koncesioni, odnosno rentnoporeski
sistem sa kliznom skalom visine rudne
rente i visinom iste kao kod njih.
Transparentnost
Transparentnost u naftnom poslovanju
je veoma značajna. Svi uslovi za
dobijanje koncesije moraju biti javni.
Otvaranje ponuda treba obavljati na
televiziji jer to kompanijama govori
o budućoj stabilnosti, a građanima da
nema zloupotreba i korupcije imajući u
vidu da upravo naftni ugovori mogu biti
izvor zloupotreba i korupcije. Osnovni
postulat za sprečavanje korupcije
je da su svi uslovi obelodanjeni.
Transparentnost će sprečiti vladu
da prihvati uslove koji javno nisu
prihvatljivi. Da bi poduhvat bio uspešan
treba odabrati kompanije koje moraju
imati minimum tehničkih i finansijskih
kapaciteta.
Zaklju~ak
Da bi se mineralni resursi Republike
Srbije uspešno valorizovali na dobrobit
svih građana kao njihovog kolektivnog
vlasnika potrebno je:
• hitno proširiti zakonske okvire
Agencije za rudarstvo da bi kao
Agencije za mineralne resurse postala
zadužena i odgovorna za gazdovanje
svim mineralnim resursima
• kroz javni konkurs imenovati
članova Agencije
• definisanje pravnog okvira i stvaranje
povoljne klime za privlačenje
potencijalnih investitora
• definisanje modela ugovora koji bi se
primenjivali pri ustupanju mineralnih
resursa potencijalnim investitorima
• proklamovanje i poštovanje javnosti
u radu pri donošonju zakonske
regulative o uspostavljanju Agencije,
imenovanju članova, kao i po bilo
kom pitanju vezanim za mineralne
resurse, naročito pri dodeli
koncesionih prava i upotrebi stečenih
prihoda
Literatura
Publikovani materijali Rudarskog biroa
Mađarske
Publikovani materijali Nacionalne
Agencije za mineralne resurse Rumunije
Agencije za mineralne resurse Bugarske
Agencije za mineralne resurse Albanije
Publikovani materijali Sabora Hrvatske
Publikovani materijali kompanije INA
Publikovani materijali kompanije
Falkon
Manas Petroleum
Melrosa
Aurelia
Publikovani materijali Geološkog
zavoda SAD (USGS)
Publikovani materijali Narodne
Skupštine Republike Srbije
[072]
energija
Borimir Medi}, Dragan Jovi~i}, Ivan Ba{i}
NIS-Naftagas, Novi Sad
UDC: 662.76 : 504 (497.113)
Podzemna erupcija
ugljendioksida na gasnom
polju Bečej
Uvod
Rezime
Gasno polje Bečej CO2 prostire se
između Bačkog Petrovog Sela i Bečeja,
a delimično i ispod samog grada
Bečeja, slika 1. Otkriveno je 1951. god.
bušotinom Bč-2, a daljim radovima
potvrđeno je i definisano ležište gasa
CO2 i utvrđene su rezerve. Danas je to
jedno od najvećih ležišta CO2 u ovom
delu Evrope.
U toku bušenja bušotine Bč-5, krajem
1968. god., došlo je na dubini od
1.093,35m do nekontrolisane erupcije
CO2 gasa prilikom ulaska u kolektor
miocenske starosti, slika 2. Erupcija je
trajala do sredine 1969. god. (ukupno
209 dana) kada je usled zarušavanja
u kanalu bušotine došlo do njenog
samougušenja. Bila je to najveća
havarija u istoriji NIS-Naftagasa,
izgubljeni su ljudski životi i velika
količina gasa, a posledice se osećaju i
danas. U cilju ugušivanja nekontrolisane
erupcije, u neposrednoj blizini od
270m izbušena je koso-usmerena
bušotina Bč-x1. Bušotina Bč-x1 je
završena na dubini od 1.150,70m,
a sanacioni radovi nisu izvedeni
zbog samougušenja bušotine Bč-5.
Pretpostavlja se da se dno bušotine
nalazi u krugu prečnika oko 15m od
bušotine Bč-5. Posle prestanka erupcije
na površini, redovnim hidrodinamičkim
merenjima radi praćenja stanja u
ležištu, utvrđeno je da je nastavljeno
intenzivno podzemno pretakanje gasa u
pliće kolektorske horizonte kroz kanal
havarisane bušotine-podzemna erupcija
gasa, slika 3.
Na polju Bečej je 1984. god. u rad
puštena fabrika Carbodioksid (danas
Linde Gas Srbija) za čije potrebe su
u periodu 1976-1978. god. izbušene
bušotine Bč-6 i Bč-7, a 1983.god. i
bušotina Bč-8. Bušotinama Bčj-1 i
Na gasnom polju Bečej CO2, u toku izrade bušotine Bč-5 1968. god., došlo je do
nekontrolisane otvorene erupcije gasa. Posle prestanka erupcije na površini,
otpočela je podzemna erupcija odnosno, kroz kanal havarisane bušotine
nastavljeno je podzemno pretakanje gasa u pliće kolektorske horizonte. U cilju
zaštite životne sredine i očuvanja CO2 gasa kao industrijske sirovine, u toku
2007. god. uspešno je izvedena operacija sanacije nekontrolisane migracije
gasa. Operacija sanacije izvedena je u trouglu havarisane bušotine Bč-5 i kosousmerenih bušotina Bč-x1 i Bč-9. Preko koso-usmerene sanacione bušotine Bč-9
izvršeno je utiskivanje različitih hemijskih rastvora po utvrđenim protokolima, uz
stalno praćenje parametara na bušotinama Bč-x1 i Bč-5 kao kontrolnim tačkama.
Pozitivne manifestacije na kontrolnim tačkama ukazuju na pozitivan efekat sanacije
migracije, što još treba proveriti naknadnim planiranim merenjima i analizama.
Ključne reči: ugljendioksid, erupcija, migracija, sanacija, životna sredina
Underground Blowout of Cabondioxid at the Becej Gas Field
At the Bečej gas field, during drilling the well Bč-5 in 1968, an uncontrolled gas
blowout occurred. After cessation of the surrface blowout, underground blowout
started and through the well bore of the damaged well, underground gas migration
continued into shallower collector horizons. With the objective of environmental
protection and preservation of CO2 gas as industrial raw material, during 2007,
the procedure of uncontrolled gas migration rehabilitation operation has been
performed successfully. This operation was performed in the well layout triangle
formed by the damaged well Bč-5 and directional wells Bč-x1 and Bč-9. Through
the directional rehabilitation well Bč-9, injection of various chemical solutions was
performed as per the determined protocols, with constant monitoring of parameters
for wells Bč-x1 and Bč-5 as control points. Positive manifestations at control points
indicate to the positive effect of migration rehabilitation, what shall be further
controlled by additional measurements and analyses.
Key words: carbon dioxide, blowout, migration, rehabilitation, environment.
Bčj-2 izbušenim 1996. odnosno 2002.
god., granica pozitivnosti ležišta
proširena je prema jugo-zapadu.
U cilju sanacije nekontrolisane
migracije CO2 gasa iz miocenskomezozojskog ležišta Bečej u pliće
horizonte, uspostavljena je 1991. god.
saradnja sa Institutom za primenjenu
hemiju pri Univerzitetu u Miškolcu,
Mađarska. Projekat sanacije pretakanja
[073]
urađen je 1992. god., ali tada zbog
stanja u zemlji nije realizovan.
Leìšni pritisak i proizvedene
koli~ine gasa
Redovnim merenjem produktivnih
karakteristika na više bušotina uočen
je pad ležišnog pritiska koji nije bio
posledica proizvodnje gasa iz ležišta.
Ovo je doprinelo da se posumnja, a
energija
Slika 1 Deo gasnog polja Bečej u meandru Mrtve Tise
Ukupan pad pritiska u ležištu Bečej
iznosi ∆p=36,4bar, odnosno oko 0,9bar/
god., slika 4.
Ležište Bečej danas proizvodi gas samo
za fabriku Linde Gas Srbija. Proizvodne
mogućnosti ležišta su mnogo veće od
potreba fabrike. Za proizvodnju se
koriste bušotine Bč-7 i Bč-8, posebno
opremljene antikorozionom opremom.
Dnevna proizvodnja gasa za fabriku je
desetak puta manja od dnevne količine
gasa koji se pretoči. Ukupno je za
potrebe fabrike od 1985. god. do danas
proizvedeno oko 500 mil. m3 gasa.
Gas ležišta Bečej je izuzetnog kvaliteta,
sadržaj CO2 u gasu iznosi 92,24mol%,
i sa veoma malo pripreme Linde Gas
ga koristi kao industrijsku sirovinu za
potrebe prehrambene industrije.
Lokacije pretakanja i stepen
iskoriš}enja gasa
Slika 2 Erupcija bušotine Bč-5
Slika 3 Geološki profil - stanje pre operacije sanacije
U cilju identifikacije slojeva u koje
se vrši pretakanje, vršena su različita
periodična karotažna merenja u ležištu.
Merenjima je utvrđeno postojanje deset
zona u kojima je došlo do akumulacije
pretočenog gasa-šest vodonosnih
horizonata i četiri zone u domenu
ležišta metana.
Stepen iskorišćenja CO2 gasa iz
miocensko-mezozojskog ležišta Bečej
zavisi od tri osnovna faktora:
• intenziteta nekontrolisanog pretakanja
gasa;
• energetskog režima koji vlada u
ležištu;
• intenziteta eksploatacije gasa
Nije poznato koji energetski režim vlada
u ležištu, vodonaporni ili ekspanzioni,
i na to se ne može uticati. Ne može
se takođe uticati ni na intenzitet
eksploatacije gasa jer je to u domenu
Linde Gasa Srbija. NIS-Naftagas
može uticati jedino na prvi faktornekontrolisano pretakanje (podzemna
erupcija gasa).
Stanje u gasnom ležištu Bečej CO2 i
intenzitet pretakanja, odnosno migracije
gasa u pliće porozne slojeve zahtevaju
sanaciju, čime će se (1) smanjiti
potencijalna opasnost od negativnog
uticaja CO2 gasa na životnu
sredinu zagađenjem podzemnih voda
i eventualnim probijanjem gasa
na površinu, a takođe i (2) sprečiti
gubitak mineralne sirovine.
Relaizacija projekta sanacije
zatim i potvrdi postojanje pretakanja
CO2 gasa u pliće horizonte. Početni
ležišni pritisak u novembru 1968. bio
je Pi=150,99bar, a srednji tekući ležišni
pritisak neposredno pred operaciju
sanacije iznosio je Psl=114,585bar.
[074]
Priprema i realizacija projekta sanacije
odvijala se u periodu jul 2003-jul 2007.
god. Stručni tim imenovan za realizaciju
projekta sanacije organizovao je
realizaciju projekta po fazama, gde je
prva faza obuhvatala izradu projektno-
energija
Slika 4 Istorijat ležišnog pritiska
tehničke dokumentacije, a druga faza
izvođenje radova na terenu.
Izrada projektno-tehničke
dokumentacije:
• projekat sanacije pretakanja inopartnera;
• uprošćeni rudarski projekat za bušenje
koso-usmerene sanacione bušotine
Bč-9;
• studija o proceni uticaja bušotine
Bč-9 i operacije sanacije na životnu
sredinu;
Slika 5 Geološki profil - postupak sanacije
Slika 6 Satelitski snimak „bečejskog trougla“
[075]
• projekat monitoringa životne sredine;
• uprošćeni rudarski projekat za
izvođenje operacije sanacije
pretakanja;
• dozvole i saglasnosti;
• nabavka hemikalija i opreme.
Izvođenje radova na terenu:
• bušenje koso-usmerene sanacione
bušotine Bč-9;
• priprema i opremanje bušotine Bč-9 i
priprema površinske opreme;
• priprema i opremanje osmatračke/
alternativno sanacione bušotine Bč-x1;
• izvođenje operacije sanacije.
Nakon izrade i verifikacije Elaborata
o stanju u miocensko-mezozojskom
ležištu Bečej CO2, ponovo su
uspostavljeni kontakti sa potencijalnim
ino-partnerima, jer NIS-Naftagas
nije bio u mogućnosti da problem
nekontrolisanog pretakanja reši sam,
pošto se radi o jedinstvenom slučaju
u svetu. Ugovor o saradnji potpisan je
sa Institutom za primenjenu hemiju pri
Univerzitetu u Miškolcu, Mađarska.
Mađarski partner je izradio Generalni
projekat sanacije koji je NIS-Naftagasu
poslužio kao polazna osnova za sve
dalje aktivnistia na ralizaciji projekta
sanacije. Autor osnovnog koncepta
sanacije pretakanja je prof. dr Ištvan
Lakatoš, direktor Instituta u Miškolcu i
član Mađarske akademije nauka.
Generalnim projektom sanacije
predviđeno je da se u neposrednoj
blizini havarisane bušotine Bč-5 izbuši
nova koso-usmerena sanaciona bušotina
Bč-9, sa tim da ranije izbušena kosousmerena bušotina Bč-x1 posluži kao
osmatračka i/ili alternativno sanaciona.
Projektom je predviđeno da se preko
sanacione bušotine po odgovarajućim
protokolima naizmenično utisne oko
2.000m3 rastvora polimera, silikata
i drugih hemikalija za unakrsno
povezivanje, strogo definisanih fizičkohemijskih karakteristika, slika 5. Važno
je istaći da se projektom sanacije
garantuju dve veoma bitne stvari.
Prva je da hemikalije koje se koriste
za operaciju sanacije neće negativno
uticati na kvalitet CO2 kao industrijske
sirovine, a druga je da se u slučaju da
se operacijom sanacije ne postignu
očekivani rezultati u prvom pokušaju,
operacija se može ponoviti.
Interesantno je napomenuti da su
„bečejskom trouglu“, slika 6, rastojanja
bušotina Bč-5, Bč-x1 i Bč-9 jedna od
druge na povšini oko 240m, dok su
njihova dna u ležištu na rastojanju od
oko 11, odnosno 15m.
Nakritičniji momenat u realizaciji
projekta sanacije pretakanja sa aspekta
sigurnosti i bezbednosti, kako uže
tako i šire zone aktivnosti na polju
energija
Bečej, bilo je bušenje koso-usmerene
sanacione bušotine Bč-9. Bušenje
se, pored svih problema izazvanih
prisustvom CO2 gasa, odvijalo u urbanoj
sredini, gde je NIS-Naftagas uspostavio
veoma stroge procedure i postupke.
Izvršeno je upoznavanje svih učesnika
u realizaciji projekta sa problematikom
i potencijalnim opasnostima u toku
izvođenja operacije sanacije pretakanja,
načinom postupanja u kritičnim
momentima, radom u
u sredini sa CO2, načinom korišćenja
potrebnih aparata i instrumenata,
pravcima evakuacije i sl.
Posebno su uvežbavane procedure
sanacije gubitaka i sanacije dotoka u
toku bušenja odnosno, upoznavanje sa
SDS procedurama, jer se u toku sanacije
korišćenjene hemikalije sa kojima se u
NIS-Naftagasu do sad nije radilo. Na
kraju je, uz angažovanje Stalne službe
za spasavanje organizovana i vežba
brigade za intervenciju, pri čemu je
izvedena simulacija nekontrolisane
erupcije na bušotini. Bušotina Bč-9
izvedena je tehnički korekno uz
manje probleme totalnih gubitaka i
dotoka pri kraju bušenja, tako da je
bušotina izbušena oko 15m pliće od
projektom planirane dubine. Bušotina
Bč-9 je ostvarila svoj cilj i poslužiće
kao objekat za izvođenje operacije
sanacije. Posebna obuka svih zaposlenih
izvršena je takođe i pre otpočinjanja
radova na sanaciji pretakanja, što je
bila druga kritična tačke realizacije
projekta, ali sada ne sa aspekta
sigurnosti i bezbednosti, već sa aspekta
efekta izvedene operacije sanacije na
nekontrolisano pretakanje.
Izvo|enje operacije sanacije
Izvođenje operacije sanacije odvijalo
se u periodu maj-jul 2007. god. Za
izvođenje operacije bilo je potrebno
da se prethodno na odgovarajući način
opremi koso-usmerena sanaciona
bušotina Bč-9 i pripremi površinska
oprema, a takođe opremi i kosousmerena osmatračka i/ili alternativno
sanaciona bušotina Bč-x1. Poseban
izazov bio je na koji način pripremiti
bušotinu Bč-9 za operaciju sanacije, a
da se pri tome izbegnu totalni gubici
isplake i dotoci gasa iz sloja, što je
bio problem u toku izrade bušotine
na njenoj konačnoj dubini. Problem
je uspešno rešen tako što se nije
bušio „open hole“ ispod kolone 5“
(127mm) kako što se to očekivalo,
već je korišćenjem „tubing conveyed“
sistema perforiran interval 1133-1131m
i preko njega izvršeno injektiranje
hemijskih rastvora, dok je na ustima
bušotine bio montiran erupcioni uređaj
što predstavlja najviši nivo sigurnosti u
radu.
Bušotina Bč-x1 opremljena je na sličan
način kao i bušotina Bč-9, sa tom
razlikom što se u njoj, pored ostalog,
nalazio u „D sedištu“ tubinga ugrađen
kvarcni manometar za permanentno
registrovanje pritiska i temperature u
bušotini. Remontna postrojenja su sa
bušotina Bč-9 i Bč-x-1 nakon priprema
bušotina sklonjena, jedno je ostalo u
pripravnosti sa spuštenim tornjem na
bušotini Bč-9, i operacija sanacija je
izvršena bez remontnih postrojenja,
što u NIS-Naftagasu do sada nije bila
praksa.
Operacija sanacije tehnički je korektno
izvedena, uz primenu više novih
metoda i tehničkih postupaka, koji u
NIS-Naftagasu do sada nisu korišćeni.
Operacija je izvedena preko bušotine
Bč-9 uz permanentno praćenje
manifestacija na bušotinama Bč-5 i
Bč-x1 kao kontrolnim tačkama. U
Slika 7 Akumulacija vode u zoni bušotine Bč-5 u zimskim uslovima
[076]
skladu sa projektovanim protokolima
(fizičko-hemijske osobine fluida,
pritisak i kapacitet) ukupno je u
donji deo havarisane bušotine Bč-5
kontrolisano utisnuto 1700m3 različitih
hemijskih rastvora (vodeno staklo,
polimer, aktivator, umreživač i kiselina),
sa 150m3 vode kao prethodnicom i
200m3 vode kao završnicom. Kapacitet
utiskivanja iznosio je 50m3 na dan, a
pritisak utiskivanja na glavi bušotine
5-35bar. Za proveru fizičko-hemijskih
karakteristika fluida uspostavljena je
terenska laboratorija na radilištu, a
priprema fluida-posebno polimeravršena je preko specijalnih uređaja
za razbijanje gela, dok je utiskivanje
vršeno uz pomoć dve tripleks plundžer
pumpe Union TD 60 na elektro pogon.
Najslabija tačka za vreme izvođenja
operacije sanacije, bila je havarisana
bušotina Bč-5, slika 7, na čijoj je
površini formirana manja vodena
akumulacija prečnika oko 50m, gde se
permanentno vršilo osmatranje, i gde je
u prvoj nedelji injektiranja hemikalija
došlo do izrazitog povećanja emisije
gasa. Izuzetno je bilo važno da u toku
izvođenja operacije sanacije ne dođe
ponovo do proboja CO2 gasa kroz
havarisani i zarušeni kanal bušotine
Bč-5, što bi izazavlo novu katastrofu,
što se nikako nije smelo dozvoliti.
Zbog ovog problema, operacija
sanacije je nekoliko puta prekidana i
razmišlalo se o preseljenju operacije
na alternativno sanacionu bušotinu
Bč-x1. Istovremeno, stalno se merio
porast pritiska u bušotini Bč-x1 gde su
vršena svakodnevna očitavanja pritiska,
kako na dnu tako i na površini. Tokom
utiskivanja hemikalija u bušotinu
Bč-9, registrovano je stalno smanjenje
emisije gasa kroz vodenu akumulaciju
na bušotini Bč-5, koja je na kraju
izvođenja operacije praktično potpuno
prestala. Takođe, na bušotini Bč-x1, od
početka izvođenja operacije beleži se
konstantan umeren rast pritiska na dnu
bušotine, odnosno utok fluida preko
napucanog intervala, što je posebno bilo
izraženo u poslednjoj nedelji izvođenja
operacije sanacije.
Kao što se na slici 7 vidi, zbog
probijanja CO2 gasa kroz vodenu
akumulaciju u zoni havarisane bušotine
Bč-5, na više mesta voda ne mrzne u
zimskim uslovima.
Za izvođenje operacije sanacije
korišćeni su sledeći materijali i
hemikalije:
1. Alcoflood
1.100kg
2. Urea
20.000kg
3. Rastvor natrijum silikata 160.000kg
4. Kajcijum hlorid
1000kg
5. Kalijum aliminijum sulfat
1.000kg
energija
Slika 8 Lokacije mernih mesta
Slika 9 Lokacije referentnih mernih mesta
1. Merenje fluksa CO2 na 20 mernih
mesta;
2. Određivanje koncentracije CO2 u
uzorcima vode iz 4 pijezometara;
3. Određivanje koncentracije CO2 u
uzorcima vode iz akumulacije.
Monitoring životne sredine pre
operacije sanacije izvršen je u periodu
jul 2006-jun 2007. god. Rezultati
monitoringa pokazuju da je fluks CO2 u
zoni havarisane bušotine Bč-5 za 6-10
mernih jedinica (μmolm-2s-1) veći od
fluksa na referentnim mernim mestima
Rm-1 i Rm-2, slika 9. Potvrđeno je
da su vrednosti fluksa CO2 direktno
proporcionalne temperaturi tla odnosno,
obrnuto proporcionalne vlažnosti tla.
Monitoring životne sredine posle
operacije sanacije otpočeo je jula
2007., i trajaće do jula 2012. god.
Merenja su identična kao i pre operacije
sanacije i vrše se svakog meseca
uz stalno registrovanje klimatskih
promena. Analizom dobijenih podataka
monitoringa posle operacije sanacije,
može se generalno zaključiti da za
sada nema značajnijih promena emisije
CO2 u zoni havarisane bušotine Bč-5 u
odnosu na period pre operacije sanacije.
Monitoring migracije
Slika 10 Monitoring migracije u bušotini Bč-x1
6. Hlorovodonična kiselina
7. Formaldehid
8. Voda
20.000dm3
1.100dm3
2.000m3
Monitoring ìvotne sredine
Ciljevi zaštite životne sredine
(kontinualna emisija CO2 na površinu)
čine značajno pitanje projekta sanacije.
U cilju procene efekata operacije
sanacije pretakanja na površinsku
emisiju CO2, planirano je da se u
zoni havarisane bušotine Bč-5 izvrši
monitoring životne sredine pre i posle
operacije sanacije, slika 8. U okviru
monitoringa životne sredine vrše se
sledeća merenja:
[077]
Monitoring migracije u ležištu Bečej
CO2 vrši se redovno na koso-usmerenoj
osmatračkoj bušotini Bč-X1, a
povremeno, u zavisnosti od rada fabrika
Linde gas, i na proizvodnim bušotinama
Bč-7 i Bč-8.
Redovnim merenjima u bušotini
Bč-X1, posle operacije sanacije,
registrovane su nagle promene stanja
u bušotini, kao što su: pad pritiska
na ustima bušotine, a posebno porast
nivoa fluida u tubingu sa 900m na
400m, i konačno na 300m, slika 10.
Izmerena povećana koncentracija Na
i Si, koja u bušotini raste sa dubinom,
ukazuje na prisustvo rastvora vodenog
stakla koji je utisnut preko sanacione
bušotine Bč-9. Realno je očekivati, da
je koncentracija vodenog stakla, zbog
manjeg otpora kretanju fluida, mnogo
veća u zoni havarisanog dela bušotine
Bč-5, gde se vrši nekontrolisano
pretakanje, što je i bio cilj operacije
sanacije. Ovo predstavlja veoma dobru
indikaciju uspešnog upumpavanja fluida
za sanaciju preko sanacione bušotine.
Stanje u bušotini Bč-X1 poslednjih 15
meseci je stabilno.
Zbog potrebe daljeg monitoringa
neophodno je sačuvati integritet
bušotine Bč-X1 još najmanje godinu
dana. To je potencijalna utisna bušotina
ako bude neophodno da se iz nekih
razloga operacija sanacije ponovi, dok
bi osmatračka bušotina sada bila ranija
energija
sanaciona bušotina Bč-9. Tek pošto
bušotina Bč-X1 izvrši svoju primarnu
ulogu kao osmatračka i alternativno
sanaciona, može se koristiti za dalje
potrebe ispitivanja plićih intervala u
koje je CO2 gas migrirao iz inicijalnog
ležišta.
U okviru monitoringa migracije, vrši
se takođe i redovna kontrola slojnog
pritiska ležišta Bečej CO2, merenjem u
proizvodnim bušotinama Bč-7 i Bč-8.
Poslednjim merenjem, pre operacije
sanacije, u aprilu 2007. god. izmeren
je Psl=114,585bar. Kasnijim merenjima,
posle operacije sanacije, u februaru,
odnosno oktobru 2008. god., registrovan
je Psl= 114,555bar, odnosno Psl=
114,65bar. Ovim merenjima, 8 odnosno,
16 meseci posle operacije sanacije,
nije registrovan uobičajen pad pritiska
u ležištu od 0,9bar/god. Može se
zaključiti da je posle operacije sanacije
došlo, ili do značajnog smanjenja
intenziteta pretakanja, ili je ono možda
u potpunosti obustavljeno.
Ovo je izuzetno značajan pozitivan
pokazatelj uspešnosti izvedene
operacije sanacije, ali je ipak još rano
za donošenje konačnih zaključaka, već
monitoring na ležištu Bečej CO2 treba
nastaviti kako je to i planirano.
Literatura
1. Tehnička dokmentacija NISNaftagasa
Mr Aleksandar Stevanovi}, dipl.ma{.ing.
Rajko Simin, dipl.ma{.ing.
UDC: 662.76 : 656.05/.065 (497.11)
Perspektiva razvoja mreža
stanica za komprimovani
prirodni gas u Srbiji
Rezime
U periodu od 1996 godine pa do danas u Srbiji su sprovedene odgovarajuće
aktivnosti koje su dovele do formiranja mreže stanica za punjenje vozila
komprimovanim prirodnim gasom (u daljem tekstu KPGS) kao pogonskim gorivom.
Mreža stanica omogućila je formiranje voznog parka od vozila raznih kategorija.
Ovaj razvoj je nastavljen, tako da se u bliskom periodu vremena može očekivati
povećanje broja stanica i broja vozila što je inače u skladu sa evropskim i svetskim
trendovima razvoja ovakvog pogona. U radu je dat kratak istorijat razvoja ovakvog
pogona u Srbiji, trenutno stanje, kao osvrt na probleme koji su pratili razvoj. Pored
toga prikazana je procena razvoja ovakvog pogona u bliskoj budućnosti.
Ključne reči: razvoj, mreža KPGS, vozni park
CNG Filling Station Network in Serbia – Development Prospects
Since 1996 measures have been taken towards expanding a CNG filling station
network in Serbia. It enabled consequently an upgrowth of the appropriate motor
pool composed by different categories of vehicles. This improvement is continuous
and subsequently an increased number of stations and vehicles can be expected, in
line with European and worldwide trends in using CNG as automotive fuel. This
paper presents a short overview of measures taken in CNG application in Serbia,
ongoing developments, as well as the obstacles associated with it, including also
development prospects for the years to come.
Key words: development, CNG filling station network, motor pool
Uvod
Prvi koraci ka primeni prirodnog gasa u
komprimovanom stanju kao pogonskog
goriva za vozila napravljeni su 1996
godine kada je u Privrednoj komori
Jugoslavije promovisana “Studija o
mogućnosti korišćenja prirodnog gasa
kao pogonskog goriva u Srbiji”. Ovu
studiju je realizovalo Jugoslovensko
udruženje za gas i gasnu tehniku a pod
pokroviteljstvom Naftne industrije
Srbije. Na osnovu rezultata studije
napravljeno je pilot postrojenje, gradski
autobus tip IK 104 CNG i mini stanica
za punjenje. Pilot postrojenje je dalo
veoma povoljne eksploatacione rezultate
koji su u nekim segmentima bili bolji od
teoretskih.
Povoljni eksploatacioni rezultati pilot
postrojenja dali su osnov za dalji razvoj
[078]
ovakvog pogona u Srbiji. Krajem 2004
godine puštena je u rad prva stanica
velikog kapaciteta za punjenje vozila
komprimovanim prirodnim gasom (u
daljem tekstu KPG) u Novom Sadu i
oformljen vozni park od 8 putničkih
vozila prilagođenih korišćenju benzina i
prirodnog gasa, a sve u okviru tadašnje
firme NIS-GAS.
Dalji razvoj mreže stanica za punjenje
(u daljem tekstu KPGS) odvijao se u
okviru privatne inicijative. U periodu
od 2006 do 2007 godine otvorene su još
4 KPGS na teritoriji Srbije (Beograd,
Pančevo, Kruševac i Čačak). Predmetne
KPGS su javnog tipa i gotov sve su
napravljene u okviru postojećih stanica
za punjenje vozila klasičnim gorivima
(benzin, dizel gorivo i tečni naftni gas).
U pripremi je izgradnja ili se grade još
7 KPGS.
energija
Realno je očekivati da će svoj
odgovarajući uticaj na dalji razvoj
mreže KPGS imati investicije u okviru
koridora 10 kao i izgradnja gasovodnog
sistema “Južni tok”. Pored toga treba
računati i na prisutnost “Plavog
koridora” kao podsticajnog elementa
razvoja mreže KPGS..
Kao posledica izgradnje mreže KPGS,
kao bitnog elementa logističke podrške,
stekli su se uslovi za formiranje
voznog parka vozila raznih kategorija
namenskog ili javnog tipa. Prema
izveštaju Ministarstva unutrašnjih
poslova Srbije trenutno je prisutno
u saobraćaju nekoliko stotina vozila
pogonjenih KPG-om. Pored toga svi
domaći proizvođači vozila osvojili
su proizvodnju jednog ili više tipova
vozila u dvogorivoj (benzin/KPG) ili
jednogorivoj verziji (samo KPG) koji
se uglavnom baziraju na postojećim
modelima vozila mada ima i originalnih
rešenja.
Regulativa za KPGS je formirana kao
interna i bazira se evropskoj regulativi.
Tako formirana regulativa primenljiva
pri instaliranju i dobijanju saglasnosti
od relevantnih institucija. Međutim,
potrebno je da se ista verifikuje od
nadležnih državnih institucija u obliku
zvanične državne regulative. Proces
formiranja državne regulative za KPGS
je u toku i treba očekivati da se ona u
dogledno vreme i donese.
Slika 1 Stanica za KPG u Novom Sadu
Razvoj KPGS u Srbiji
Slika 4 KPGS u Kruševcu ( BOSS PETROL )
Slika 2 Putničko vozilo FIAT DOBLO
Paralelno sa izgradnjom nabavljena
su 8 putničkih vozila prilagođenih
korišćenju benzina i KPG-a tip DOBLO
(prozvođač FIAT) za potrebe NIS GAS -a. Na slikama 1 i 2 prikazana je
stanica i vozilo FIAT DOBLO.
Tehničke karakteristike KPGS:
Ulazni pritisak
40 bar
Izlazni pritisak
220 bar
Kapacitet
395 m3/h
Proizvođač
IDROMECCANICA
KPGS u Novom Sadu je do danas ostala
u statusu namenske (interne) stanice
mada postoji mogućnost da ista preraste
u namensko - javnu stanicu.
Tokom 2006 i 2007 godine u okviru
privatne inicijative izgrađene su
i puštene u rad KPGS u sledećim
mestima (tabela 1) :
Obzirom na povećanje potražnje za
KPG-om veći deo navedenih KPGS je
Slika 3 KPGS u Beogradu (KRYOGAS)
Nakon završenih ispitivanja pilot
postrojenja i dobijanja povoljnih
eksploatacioh rezultata sprovedene su
adekvatne aktivnosti ka inicijalnom
formiranju mreže KPGS većeg
kapaciteta kao najbitnijeg elementa
logističke podrške. Ove aktivnosti su
sprovedene u Novom Sadu na osnovu
inicijative tadašnje firme NIS - GAS
koja je bila deo Naftne industrije
Srbije. Predmetna KPGS je puštena
u rad krajem Novembra 2004 godine.
Tabela 1 Prikaz karakteristika KPGS u Srbiji
Tabela 2 Prikaz cena tečnih goriva i njihov odnos prema ceni KPG-a
[079]
uvećao kapacitet prosečno
za 100 % dodavanjem još
jednog kompresora i/ili
rezervoarskog prostora.
Navedeni podaci se
odnose na Decembar
2008 godine.
energija
Slika 5 KPGS u Pančevu ( LADY )
Slika 6 KPGS u Čačku ( SPONIT)
Mapa 1 Gasovodni sistem Srbije sa izgrađenom mrežom KPGS i planiranim lokacijama za KPGS
U tabeli 2 prikazane su cene ostalih
pogonskih goriva radi poređenja sa
cenom KPG-a takođe za mesec Februar
2009 godine kao i odnos prosečne cene
KPG-a prema ceni ostalih goriva.
Na slikama od 3 do 6 prikazane su
navedene KPGS
Na mapi 1 prikazan je trenutni raspored
KPGS koje su u funkciji, kao i položaj
KPGS koje se nalaze u fazi gradnje.
Treba napomenuti da će buduće KPGS
u Mladenovcu i Nišu imati mogućnost
transporta prirodnog gasa “virtuelnim
gasovodom”, a u okviru buduće KPGS
u Beogradu, firme Kryogas, instaliraće
se i oprema za utečnjavanje prirodnog
gasa.
Obzirom na ovakav trend razvoja mreže
KPGS realno je očekivati i povećanje
broja vozila koja koriste KPG za pogon.
Kao što je ranije napomenuto uticaj
koridora 10 koji se odnosi na izgradnju
raznih infrastrukturnih i energetskih
objekata, nesumnjivo će imati svoj
pozitivan uticaj na dalji razvoj KPG-a
na teritoriji Srbije. Sticajem okolnosti
ovaj koridor se poklapa sa glavnim
pravcem gasovodnog, putnog i
energetskog sistema što u znatnoj meri
olakšava i postiče dalji razvoj. Na mapi
2 prikazan je deo pravca koridora 10
koji prolazi kroz Srbiju. Odgovarajući
uticaj imaju pravci “plavih koridora”
koji su osmišljeni kao instrumet razvoja
KPG pogona na pravcima gasovodnih
sistema.
Virtuelni gasovod
Kao novi način transporta prirodnog
gasa kod nas predviđena je primena
“virtuelnog gasovoda” i pri tome KPGS
predstavlja početno mesto transporta. U
načelu “virtuelni gasovod” sastoji se od
sledećih osnovnih elementa :
− KPGS (majka stanica)
− namensko prevozno sredstvo i
− korisnik prirodnog gasa sa
odgovarajućom opremom
“Virtuelnim gasovodom” se u
najvećem broju slučajeva snabdevaju
potrošači prirodnog gasa a da isti nisu
priključeni na gasovodni sistem. Princip
rada sastoji se u punjenju mobilnog
rezervoarskog prostora na KPGS
(najčešće u periodu kada KPGS nije
bitno opterećena punjenjem vozila),
transportu KPG-a do mesta korišćenja i
povezivanjem mobilnog rezervoarskog
prostora sa korisnikom prirodnog
gasa. Ispražnjeni mobilni rezervoarski
prostor zamenjuje punim, sa unapred
definisanim ciklusom zamene. Na
ovaj način, pored zadovoljenja potreba
korisnika prirodnog gasa, povećava
se stepen korišćenja KPGS. Ovakav
[080]
energija
Mapa 2 Deo koridora 10
koji polazi kroz Srbiju
Mapa 3 Potencijalni pravci “plavih koridora”
Praksa iz inistranstva je pokazala da
se primenom “virtuelnog gasovoda”
povećava plasman prirodnog gasa uz
potencijalno otvaranje novih radnih
mesta i to naročito u oblastima koje
su privremeno ili trajno dislocirana od
klasičnog gasovodnog sistema.
U nekim slučajevima ovakav
oblik transporta prirodnog gasa do
potrošača je i jedno moguć, kao
što je to slučaj snabdevanja radnih
vozila u poljoprivredi, šumarstvu,
građevinarstvu, turističkih centara,
plovila raznih kategorija i namena, kao
i humanitarnih, socijalnih, obrazovnih i
zdravstvenih ustanova.
Slika 7 Princip rada “virtuelnog gasovoda”
Slika 8 Načini prevoza KPG-a
transport prirodnog gasa rentabilan je
na rastojanjima do 100 km od KPGS
do potrošača prirodnog gasa. Na slici
7 prikazan je princip rada “virtuelnog
gasovoda”/4/.
Pored najčešće korišćenih drumskih
prevoznih sredstava koristi se železnički
i brodski prevoz. Na slici 8 prikazana su
sredstva prevoza KPG-a koja se koriste
u okviru “virtuelnog gasovoda”.
U cilju racionalizacije prevoza moguća
je kombinacija navedenih vrsta
transporta KPG-a. Prepuručljivo je da
se koriste prevozna sredstva koja koriste
isključivo KPG kao pogonsko gorivo.
Radi ostvarenja transporta prirodnog
gasa “virtuelnim gasovodom” potrebno
je da se :
− prigodno uredi prostor na mestu
punjenja-pražnjenja mobilnog
rezevoarskog prostora,
− koriste pouzdana transportna
sredstva,
− definišu saobraćajni pravci koji
omogućavaju siguran i pouzdan
prevoz uz obavezno obezbeđenje
alternativnih transportnih pravaca,
a pri tome je neophodno da
se održava stalni kontakt sa
saobraćajnim institucijama
relevantnim za bezbednost i
sigurnost odvijanja saobraćaja,
− omogući lako priključenje potrošača
na adekvatan način (vozila, stabilni
potrošači itd.),
− definiše politika održavanja,
− definiše adekvatna tehnička
regulativa (pogodno je da se koristi
inostrana regulativa do donošenja
domaće)
Ovaj vid dopreme prirodnog gasa
pogodno je primeniti i za lokacije koje
su planirane za gasifikaciju, jer je po
izgradnji klasičnog gasovodnog sistema,
lako priključiti isti na već izgrađenu
lokalnu gasnu mrežu “virtuelnog
gasovoda”.
[081]
Naravno, za sve potencijalne potrošače
koji bi se snabdevali “virtuelnim
gasovodom” potrebno je da se
napravi odgovarajući biznis plan uz
sagledavanje mogućnosti primene
ovakvog oblika transporta prirodnog
gasa.
Prakti~na iskustva sa
izgra|enim KPGS
Na osnovu dosadašnjih iskustava sa
postojećim KPGS konstatovano je da
postoji veliki problem koji je vezan
za logističku podršku po pitanju
održavanja i servisiranja. Pokazalo se
takođe da KPGS koje imaju direktnu
vezu između kompresora i pogonskog
motora (spojnica, kaiš i sl.) imaju veću
pouzdanost i sigurnost u radu i manje
utroške energije pri komprimovanju.
Takođe, veoma je povoljno, da se
u okviru KPGS instaliraju stubovi
za punjenje koji za svoj rad koriste
energija
Slika 9 Gradski autobus tip IK 103 CNG
Slika 10 Gradski autobus tip FAP A 537.4
Slika 11 Gradski autobusi, proizvedeni u firmi VULOVIĆ TRANSPORT iz Kragujevca
Slika 12 Putničko vozilo tip Florida CNG
Slika 13 Dostavno vozilo tip Florida CNG
isključivo elektro energiju jer isti
su pouzdaniji pri radu a sam sistem
merenja je jednostavniji.
U nekim slučajevima KPGS su
isporučene sa kompresorskim
kontejnerima koji nisu zvučno izolovani
što je veoma nepovoljno sa gledišta
ekologije.
Obzirom na instaliranu snagu za pogon
kompresora treba težiti primeni sistema
za meki start elektromotora posledenje
generacije (start soft) s tim da u
doglednom vremenu ovaj uređaj postane
standardni deo opreme svake KPGS.
Veoma je korisno da KPGS poseduju
sistem za daljinsko praćenje rada
istih od strane nadležne institucije ili
proizvođača istih. Ovakav sistem daje
snažnu logističku podršku KPGS u
smislu održavanja i servisiranja kao
i veoma korisne podatke koji mogu
biti korišćeni pri konstruisanju novih
generacija ovakvih uređaja i korekcije
politike održavanja.
Krajem 2007 godine Skupština
Republike Srbije donela je Zakon
o potvrđivanju Kjoto Protokola uz
Okvirnu konvenciju Ujedinjenih
nacija o promeni klime /1/. Emisija
gasova nekih KPGS nije u skladu sa
navedenim dokumentom. Zbog toga
će biti potrebno da se odgovarajućim
tehničkim zahvatima one usklade sa
Zakonom, što će neminovno dovesti
do dopunskih investiranja. Na ovu
činjenicu bi trebalo da se obrati posebna
pažnja pri nabavci novih KPGS.
Na osnovu zahteva tržišta celishodno je
instaliranje KPGS sa brzim punjenjem.
Pri tome treba težiti primeni sistema sa
kaskadnim punjenjem kao efikasnijim.
Praksa je pokazala da je optimalna
primena tri kaskade u sistemu punjenja
uz obavezno instaliranje staničnog
rezervorskog prostora.
Pri građenju KPGS postoje problemi
koji su vezani za zakonsku regulativu.
Naime ona u okviru države ne
postoji. Pri instaliranju sadašnjih
KPGS primenjivani su različiti
pravci prevazilaženja ovog problema.
Korišćena je strana regulativa i to iz
zemalja u kojima se nalaze proizvođači
KPGS. Osim toga koriščen je interni
standard JP Srbijagas-a koji se bazira
na predlogu evropske regulative za ovu
vrstu instalacija /3/. Radi rešavanja ovog
[082]
problema Institut za standardizaciju
Srbije je učinio odgovarajući napor
ka formiranju domaćih standarda koji
tretiraju oblast KPG-a koji se baziraju
na međunarodnim standardima /2/.
Razvoj voznog parka KPG vozila
Pošto su se stekli uslovi za punjenje
vozila, Gradski saobraćaj iz Novog Sada
kupio je gradski autobus, tip IK 103
CNG (poizvođač IKARBUS, Beograd)
i stavio ga u redovni saobraćaj krajem
decembra 2005 godine. Slična situacija
se dogodila i u Beogradu. Proizvođač
teških vozila, FAP iz Priboja, izložio je
sredinom 2008 godine na Sajmu teških
vozila u Beogradu prototip gradskog
autobusa, tip FAP A 537.4 koji je odmah
kupljen i stavljen u redovan gradski
prevoz u Beogradu (firma ALREAD).U
međuvremenu je naručena nabavka još
nekoliko autobusa istog tipa za potrebe
gradskog prevoza. Na slikama 9 i 10 su
prikazana ova vozila.
Ovom trendu proizvodnje autobusa koji
koriste KPG, pridružila se i privatna
firma VULOVIĆ TRANSPORT iz
Kragujevca koja je ovaj programa
ostvarila u saradnji sa beloruskom
firmom MAZ. Postoje dve verzije ovog
vozila (čist KPG pogon i kombinacija
KPG/dizel gorivo). Na slici 11 je
prikazani su navedeni autobusi ove
firme.
Zastava iz Kragujevca je takođe
napravila odgovarajuće korake ka
osvajanju proizvodnje domaćeg
putničkog i dostavnog vozila
prilagođenog korišćenju KPG-a te
je nastali modeli putničkog vozila
tip Florida i Florida pickup. Postoje
dobre šanse da se razvoj KPG vozila
nastavi u okviru licencnog programa
proizvodnje vozila u ovoj firmi. Na slici
10 prikazano je putničko vozilo Florida
CNG a na slici 11 dostavno vozilo
Florida CNG pick up.
Ovim programima domaći proizvođači
vozila su se pridružili svetskim
proizvođačima vozila koja su
prilagođena korišćenju KPG-a kao
pogonskog goriva. Na ovaj način se
otvaraju mogućnosti izvoza ovakvih
vozila na druga tržišta što je već
realizovano u nekim od navedenih firmi.
U domenu voznog parka privatnih
vozila konstatovano je prisustvo vozila
koja koriste KPG za pogon. Najveći
broj takvih vozila je u verziji dvogorivih
vozila (benzin/KPG) i uglavnom su
uvezena. Trenutno je u saobraćaju
prisutno nekoliko stotina ovakvih
vozila.
Zaklju~ak
Imajući u vidu dosadašnje rezultate
u razvoju primene prirodnog gasa u
energija
komprimovanom stanju kao pogonskog
goriva za vozila može se zaključiti da
postoje dobre šanse da se u narednom
periodu vremena intenzivnije razvije na
teritoriji Republike Srbije. Budući da je
ovakav pogon u okruženju već znatno
razvijen postoji logična potreba da se
obavi povezivanje u cilju povećanja
efikasnosti istog u domenu Evrope.
Literatura
1. Službeni glasnik Republike Srbije
br. 88/327- Međunarodni ugovori,
24.09.2007; “Zakon o potvrđivanju
Kjoto Protokola uz Okvirnu
konvenciju Ujedinjenih nacija o
promeni klime”
2. Srpski standard SRPS EN ISO
15403, Mart 2007, Prirodni gas Definisanje kvaliteta prirodnog gasa
kao komprimovanog goriva za vozila;
Identičan sa EN ISO 15403:2005
3. Interni standard JP Srbijagas-a, EN
13638 Stanice za punjenje vozila na
prirodni gas; 11.11.2005, Identičan sa
predlogom evropskog standarda prEN
13 638 od 10.06.2003. NGV filling
stations.
4. Kataloška dokumetacija firme
ASPRO - Argentina
Mr ekon. Zoran M. Popovi}, dipl.hem.in`.,
Naučna ustanova «IHTM» Beograd
UDC: 665.61 : 622.692. (497.11)
Transport sirove nafte i
njenih derivata u Srbiji:
sadašnjost i budućnost
Rezime
Naftovodi i produktovodi obezbeđuju efikasan, ekonomičan i ekološki bezbedan način
transporta sirove nafte i naftnih derivata. U Srbiji se cevovodni transport realizuje samo
kroz dve deonice naftovoda, od granice sa Hrvatskom do Rafinerije nafte Pančevo. U
zemlji praktično nema produktovoda u funkciji, a preko 2/3 obima transporta motornih
goriva se realizuje auto-cisternama, dakle korišćenjem najmanje kvalitetnog modaliteta
transporta, što opterećuje magistralni drumski saobraćaj, redukuje vek trajanja
kolovoznih traka, uvećava ekološke rizike i generiše nepotrebne gubitke (zbog brojnih
pretovara).
Srbija po kvalitetu strukture transporta nafte i motornih goriva zaostaje ne samo za
razvijenim svetom, već i za skoro svim susednim zemljama. Zbog toga je uspostavljanje
adekvatne razvojne strategije u ovoj oblasti energetskog sektora od posebnog
društveno-ekonomskog značaja, a makro-strateški projekti u domenu transporta nafte i
derivata nafte – izgradnja Panevropskog naftovoda i Sistema produktovoda kroz Srbiju
– razvojni su programi od posebnog nacionalnog značaja.
Realizacija projekta izgradnje Panevropskog naftovoda je u najvećoj meri
determinisana međunarodnim okolnostima i efikasnošću svih aktera u realizaciji ovog
međudržavnog projekta, pri čemu svakako i Vlada Republike Srbije nosi svoj deo
odgovornosti za kvalitet pripremnih aktivnosti.
Efikasnost realizacije projekta Sistem produktovoda kroz Srbiju je maksimalno u funkciji
podrške države – u fazi pripreme projekta u obezbeđenju regulatornih preduslova i
stvaranju povoljnog društvenog ambijenta, a u fazi izvođenja projekta u pomoći kod
obezbeđivanja najkvalitetnijih izvora finansiranja.
Abstract
Pipelines provide transport of the crude oil and refined products in a way that is
efficient, economic and ecologically safe. Pipeline transportation in Serbia is realized
only from the Croatian border to oil refinery in Pancevo, through two pipeline routes
for crude oil transportation. In the whole country there is practically no operative
product pipeline, and over 2/3 of motor fuel transport is performed by car-tanks, the
mode of transport that is considered to be the least economically efficient, overloading
intensity of highway transport, damaging road network, increasing ecological risks and
producing unnecessary leakage losses (because of the numerous re-loadings).
By quality of the crude oil and derivatives transport structure, Serbia lags behind not
only the advanced economies, but also the almost all neighboring countries. Therefore,
establishment of the adequate development strategy in this area is of great socialeconomical importance. Macro-strategic projects in the domain of crude oil and motor
fuels transportation, that is construction of Pan-European Oil Pipeline (PEOP) and
Serbian System of Product Pipelines (SSPP), are development programs of particular
national interest.
Realization of PEOP project is mostly determined by international circumstances and
efficiency of all the actors in realization of this multinational project. Government of the
Republic of Serbia shares the responsibility with other parties interested for high-quality
realization of the preparative activities.
The efficiency of SSPP project is almost completely dependant on the governmental
support. It consists of providing all necessary regulatory rules and stimulant social
ambient, in the project’s preparatory phase, and help in providing the best-quality
financing sources, in the phase of project execution.
[083]
energija
koji obavljaju delatnost transporta nafte
Osnovni pravac snabdevanja je od RNP
naftovodima određuje maksimalno
na pravcu Beograd–Smederevo–Južna
odobreni
prihod
(koji
omogućava
Srbija, a u nešto manjoj meri i prema
Korišćenjem naftovoda od Sotina, na
pokriće troškova poslovanja, kao i
Vojvodini (koja se snabdeva i iz RNS).
granici sa republikom Hrvatskom, do
odgovarajući povraćaj na angažovana
Upravo zbog podmirivanja potreba
Pančeva doprema se oko 90% nafte
sredstva).
Južne Srbije, dakle do destinacija do
koja se preradi u Srbiji. Deonica
kojih nije moguće realizovati tranport
Što
se
cevovodnog
transporta
derivata
Sotin–Novi Sad dugačka je 63,3 km,
plovnim vodotokovima, u strukturi
nafte tiče, u ovom momentu u Srbiji
a deonica Novi Sad–Pančevo 91 km.
otpreme motornih goriva iz Pančeva još
ne postoji ni jedan magistralni
Ovaj naftovod je deo magistralnog
više dominira drumski transport (autoproduktovod u funkciji (dva cevovoda
Jadranskog Naftovoda, puštenog u
cisterne učestvuju u otpremi benzina i
za
transport
etilena
i
propilena,
rad 1979. godine. Infrastrukturu ovog
dizela iz RNP sa blizu 70%).
naftovoda sačinjavaju teminal u Novom između HIP-Petrohemije u Pančevu i
petrohemijskog kompleksa Solventul u
Sadu, koji je lociran uz Rafineriju Novi
Pore|enje ekonomije raznih
Temišvaru, Rumunija, ne koriste se već
Sad (RNS) i ima 4 skladišna rezervoara
decenijama). Od lokalnih produktovoda vidova transporta naftnih
od po 10.000 m3 i pumpnu stanicu, i
derivata
pomenimo međufabrički produktovod
merna stanica u Pančevu, locirana uz
između RNP i HIP-Petrohemije u dužini Komparativna analiza cena koštanja
Rafineriju nafte Pančevo (RNP).
od oko 2 x 3 km (za različitih vidova transporta je u funkciji
transport primarnog količina koje se transportuju, rastojanja
Tabela 1 Transport naftovodima u Republici Srbiji
benzina i mazuta).
između polazišta i odredišta, kao i broja
(u hiljadama tona)
Ukupno
destinacija. Na dijagramu 1 dato je
snabdevanje tržišta
poređenje tipičnih troškova transporta
Srbije motornim
derivata nafte prema modalitetima
gorivima obavlja
transporta.
se konvencioTransport auto-cisternama, koji je
nalnim vidovima
inače ubedljivo najviše zastupljen vid
transporta,
Izvori: (1) Izveštaji o poslovanju JP “Transnafta” Pančevo
transporta derivata nafte u Srbiji, prema
(2) “Program poslovanja JP “Transnafta” za 2009. godinu”,
drumskim,
globalnim kriterijumima može biti
Januar 2009
železničkim i
ekonomičan samo ako se transportuju
rečnim saobraćajem. Pri tome se
Jedini pružilac usluga cevovodnog
manje količine, i to na rastojanjima <
gotovo 2/3 otpreme motornih goriva
transporta u Srbiji je JP „Transnafta“.
200 km prema većem broju destinacija.
od rafinerija do distribucionih centara
Delatnosti ovog javnog preduzeća
Drugim rečima, drumski transport je
(stovarišta, skladišta), ili direktno do
su transport nafte naftovodima
nesumnjivo najfleksibilniji vid prevoza
benzinskih stanica, realizuje auto(aktuelna delatnost) i derivata nafte
manjih količina naftnih derivata.
cisternama. Oko 25-27% transporta
produktovodima (planirana delatnost)
se realizuje baržama, a 8-9% vagonNa rastojanjima preko 200 km
na celoj teritoriji Republike Srbije, a
cisternama.
železnički transport postaje
potom i projektovanje, izgradnja, nadzor
Dijagram 1 Poređenje tipičnih troškova transporta derivate nafte drumskim,
i održavanje naftovoda i pružanje
železničkim i cevovodnim vidom robnog saobraćaja
inženjering i konsalting usluga u oblasti
cevovodnog transporta.
Najznačajniji korisnik usluga
transporta nafte je „NIS” a.d. Novi Sad
(„NIS“), po osnovu čijih narudžbina
se naftovodima transportuje 76-78%
ukupnih količina uvozne i domaće
sirove nafte. Drugi po značaju korisnik
usluga transporta nafte je “LukoilBeopetrol” sa udelom od 16-17%.
Uvozna sirova nafta se transportuje i
za druge privredne subjekte koji traže
pristup sistemu za transport nafte
(još 3-4 preduzeća za koja „NIS” po
ugovoru vrši uslužne prerade u svojim
rafinerijama).
Po ekonomskoj efikasnosti je
cevovodnom transportu sirove nafte
blizak samo transport baržama.
Doprema sirove nafte železničkim, a
pogotovo drumskim vidom transporta,
neekonomična je i tehnički ograničena.
Cene za pristup i korišćenje sistema
za transport nafte naftovodom su
tarifne počev od aprila 2007. godine.
Metodologija za određivanje tarifnih
elemenata bazira na principu „troškovi
plus“, kojim se energetskim subjektima
Stanje na planu transporta
nafte i njenih derivata u Srbiji
[084]
energija
ekonomičniji od transporta autocisternama pod dva uslova: (1) da
se radi o efikasno organizovanim
železnicama i (2) da se prevoze
količine koje može da primi specijalna
kompozicija vagon-cisterni. U tom
slučaju je tonski kilometar železničkog
transporta za oko 50% jeftiniji od
tonskog kilometra transporta autocisternama.
Cevovodni transport postaje
ekonomičniji i od najefikasnije
organizovanog železničkog transporta,
a to svakako nije železnički saobraćaj
u Srbiji, onda kada količine derivata
koje se transportuju na jednom
pravcu prevaziđu obim od 500.000
tona godišnje. Sa godišnjim obimom
tranporta na jednom pravcu od preko
3 miliona tona operativni trošak
cevovodnog transporta je približno
na nivou ¼ troška transporta pri
korišćenju auto-cisterni, odnosno ½
troška pri korišćenju vagon-cisterni.
Transport baržama je praktično jedini
vid transporta nafte ili derivata koji
se po ekonomičnosti može približiti
cevovodnom transportu i kada se radi o
prevozu većih količina.
U osnovi, međutim, svaka konkretna
projekcija transporta koja bazira na
definisanom polazištu i destinaciji, kao
i na definisanom obimu transporta,
mora se uvesti u model za procenu
ekonomsko-finansijske opravdanosti.
Optimalan je onaj vid transporta koji na
konkretnoj deonici za prevoz određene
količine (i vrste) derivata obezbeđuje
najvišu neto sadašnju vrednost i internu
stopu rentabilnosti.
U svakom slučaju je nesporno da
naftovodi i produktovodi obezbeđuju
efikasan, bezbedan, jeftin i praktičan
način transporta sirove nafte i naftnih
derivata. Trenutno je u svetu u
realizaciji 568 projekata cevovodnog
transporta, sa ukupnom dužinom linija u
izgradnji od 290.000 km (samo u Evropi
se realizuje 84 projekata produktovoda
sa 40.700 km).
Po obimu i učešću ovog najvalitetnijeg
modaliteta transporta nafte i derivata
nafte Republika Srbija zaostaje ne samo
za razvijenim svetom, već i za skoro
svim susednim zemljama. Primera
radi, mreža produktovoda u Mađarskoj
omogućava oko 250.000 tona nedeljnih
isporuka različitih derivata, a samo
najveći i najstariji produktovod koji sa
dve paralelne cevovodne linije povezuje
dve domaće rafinerije, dužine je 1.200
km i godišnje transportuje 2,5 miliona
tona derivata.
Zbog toga je uspostavljanje adekvatne
razvojne strategije u ovoj oblasti
energetskog sektora od posebnog
društveno-ekonomskog značaja.
Status evropskog trìšta
usluga cevovodnog transporta
sirove nafte i naftnih derivata
EU-27 zadnjih godina iz sopstvene
proizvodnje obezbeđuje samo oko 15%
sirove nafte namenjene rafinerijskoj
preradi, a ostatak se nabavlja iz
uvoza. U strukturi izvora eksternog
snabdevanja je 2007. godine dominirala
Rusija sa 32,7%, ispred Norveške
(13,9%, sa trendom opadanja isporuka),
Libije (10,2%), Saudijske Arabije
(7,2%), Irana (6,1%), Kazahstana
(4,3%), Iraka, Azerbedžana, Nigerije,
itd.
Nekoliko zemalja-članica EU-27 skoro
kompletan uvoz nafte ostvaruje iz
Rusije (Slovačka, Bugarska, Mađarska,
Litvanija i Poljska), a preko 50% uvoza
iz Rusije realizuju i Finska, Češka i
Rumunija.
U EU se naftovodi i produktovodi ne
smatraju prirodnim monopolom, kao što
je to slučaj sa gasovodima, jer postoji
niz alternativnih mogućnosti transporta
(morski, rečni, železnički i drumski
saobraćaj). Problematika formiranja
cena za transport sirove nafte i naftnih
derivata korišćenjem cevovodnih
linija je predmet opštih pravila EU o
konkurenciji na otvorenom tržištu i
posebnih nacionalnih regulativa.
U Zapadnoj Evropi je tranzitni
cevovodni transport sirove nafte prilično
redak. Od međunarodnih naftovoda
danas su u funkciji samo TAL, SPSE
i Norpipe. Ukupne kapacitete TransAlpskog naftovoda (TAL) (koji
povezuje luku Trst u Italiji, Austriju i
Južnu Nemačku, u dužini od 465 km) i
Južnoevropskog naftovoda (SPSE) (koji
povezuje Južnu Francusku, Švajcarsku
i Severnu Nemačku, u dužini od 769
km) ekskluzivno koriste deoničari ovih
naftovoda – vlasnici rafinerija nafte
na trasama. Naftovod Norpipe, koji
povezuje region Ekofisk u Norveškoj
i lokaciju Teesside u Engleskoj, u
vlasništvu je naftnih proizvođača iz
regiona Ekofisk.
Tarife za transport sirove nafte kroz
ova tri naftovoda se formiraju na
komercijalnoj osnovi, primenom
troškovno regulisanih tarifa, koje se od
2007. godine primenjuju i u Srbiji.
U Zapadnoj Evropi, međutim, u funkciji
je veliki broj produktovoda, tako da se
ukupan kapacitet zapadnoevropskog
sistema naftovoda i produktovoda
procenjuje na oko 672 milijardi litara
godišnje.
Ubedljivo najveći operator sistema
za transport nafte u Evropi je ruska
kompanija „Transneft“. Naftovodni
sistem ove kompanije transportuje
naftu kroz više linija, prema zapadu
[085]
preko naftovoda „Družba“ i Baltičkog
naftovoda, prema jugu naftovodima
prema lukama Novorossiisk i Tuapse,
a prema istoku naftovodima do velikog
terminala Meget i Rafinerije Angarsk.
Cene transporta naftnih derivata
produktovodima skoro po pravilu
baziraju na principu „troškovi plus“,
iako nije redak sličaj da se delimično
usklađuju sa cenama alternativnih
vidova transporta (drumski, železnički,
rečni i morski). Cene po pojedinim
deonicama određuje kompanija koja
se bavi delatnošću transporta naftnih
derivata i dostavlja na odobravanje
regulatornom telu. Tarifna cena može
biti opšta (važi za sve derivate) ili se
propisuje za svaki derivat ponaosob.
Cena transporta naftnih derivata
može biti i ugovorna, najčešće onda
kada se transport derivata realizuje
za potrebe samo jednog korisnika do
određene tačke isporuke (terminala).
Cene transporta po ovom principu ne
ugovaraju se na period kraći od godinu
dana.
Strateški planovi razvoja
u domenu razvoja sistema
naftovoda i produktovoda
Osnove za uspostavljanje
razvojnih ciljeva i strategija
Uspostavljeni razvojni ciljevi u
domenu razvoja sistema naftovoda i
produktovoda su:
- modernizacija i obnavljanje
postojećeg naftovoda;
- proširenje skladišnih prostora
za naftu i derivate nafte;
- uvođenje integrisanog upravljanja/
regulacije ukupnim sistemima
cevovodnog transporta;
- priprema preduslova za realizaciju
savremenih komunikacijskih
instalacija i sistema (optički kablovi)
uz trase naftovoda i produktovoda;
- obezbeđenje preduslova za realizaciju
makroprojekata cevovodnog transporta
nafte i derivata:
učešće u izgradnji Panevropskog
naftovoda, kao međudržavnog
projekta u nameri,
izgradnja sistema produktovoda
kroz Srbiju (potreba za
supstituisanjem neracionalnog
transporta naftnih derivata
isključivo konvencionalnim
vidovima transporta);
Zajednička komponenta u realizaciji
svih razvojnih ciljeva je minimiziranje
negativnih uticaja na životnu i radnu
sredinu. Komparativne „jake” i „slabe”
tačke u odnosu nab realizaciju ovako
zacrtanog razvoja su sledeće:
energija
Prednosti:
- znanje i iskustvo kadrova JP
„Transnafta” u oblasti cevovodnog
transporta sticano višedecenijskim
radom u izgradnji, puštanju i
eksploataciji postojećeg naftovoda;
- izuzetno povoljan položaj u odnosu
na potencijalno veliko tržište
Zapadne Evrope (posmatrano sa
aspekta izgradnje Panevropskog
naftovoda), kao i za snabdevanje
zemalja u okruženju sa naftnim
derivatima (posmatrano sa aspekta
izgradnje produktovoda kroz Srbiju,
sa mogućnošću povezivanja sa
okruženjem);
Slabosti:
- amortizovana postojeća oprema,
posebno cevovodi i deo stacionarne
opreme;
- manjak skladišnog prostora za budući
autonoman rad i dalji razvoj delatnosti;
- utisak da se brže odvija konkretizacija
alternativnih naftovoda iz Kaspijskocrnomorskog regiona nego li
Panevropskog naftovoda;
- inertnost i neažurnost dela nadležnih
državnih i pratećih institucija u
obezbeđivanju preduslova (akti,
odluke, rešenja, revizije) i podrške
za realizaciju prihvaćenih programa
razvoja.
Razvojni projekat: Razvoj postojećeg
sistema naftovoda
U periodu 2007 – 2008 godina je
postojeći sistem naftovoda od Sotina,
preko Novog Sada do Pančeva tarifno
podeljen kao DN1 (Sotin-Novi Sad =
63,3 km) i DN2 (Novi Sad-Pančevo
= 91 km) i podvrgnut revitalizaciji,
osavremenjavanju i razvoju određenih
elemenata naftnog sistema. Pored
standardnog tekućeg održavanja do
razvoja određenih delova sistema
naftovoda, u posmatranom periodu
realizovane su brojne aktivnosti, koje
generalno determinišu njegovo aktuelno
stanje:
- dijagnostika i ispitivanje stanja
naftovoda postupkom „inteligentnog
magnetnog kracera“, locirana su mesta
oštećenja i pristupilo se planskoj
sanaciji;
- dijagnostika i ispitivanje stanja
katodne zaštite i kvaliteta izolacione
obloge naftovoda, sa planom sanacije;
- verifikacija masenih merila protoka za
naftu na kraju naftovoda na Mernoj
stanici Pančevo (MSP), sa važnošću
do 2010. godine;
- nakon razvojnog definisanja u toku
2007. godine i urađenog projekta
zamene zastarelog i neispravnog
komunikacijskog sistema koaksijalnog
kabla, u toku je realizacija polaganja
HDPE obloge – „oklopne zaštite“ za
instaliranje savremenijeg visokokapacitativnog optičkog kabla, koji
će omogućiti savremeno integrisano
upravljanje i regulaciju postojećih i
budućih procesa rada u cevovodnom
transportu nafte (na deonici DN1
radovi se privode kraju);
- snimanja rečnog korita Dunava i Tise
na mestima prelaza naftovoda na
drugu obalu navedenih reka (institut
„Jaroslav Černi“);
U predstojećem periodu je
neophodno realizovati još i
sledeće aktivnosti u sklopu razvoja
postojećeg sistema cevovodnog
transporta nafte i derivata nafte:
- projektovanje, nabavka, isporuka,
ugradnja i verifikacija komercijalnih
mernih mostova u Bačkom Novom
Selu i Novom Sadu;
- zamena koaksijalnog kabla sa optičkim
kablom na trasi naftovoda i adaptacija
komunikacionog sistema i sistema
daljinskog upravljanja i nadzora na
trasi naftovoda od Bačkog Novog
Sela, preko TNS, do MSP;
- nabavka, ugradnja i puštanje u rad
blok-ventila na blok stanicama
naftovoda;
- projektovanje i pripremni radovi za
izgradnju novih rezervoara za sirovu
naftu;
- unapređenje, održavanje i remont
sistema za merenje protoka na MSP,
sa izradom projekta izvedenog sistema
merenja i upravljanja;
- nabavka i ugradnja višekanalnog
temperaturnog uređaja za zaštitu VN
motora sa povezivanjem na PLCSCADA sistem na TNS;
- nadogradnja i osavremenjavanje
uređaja za praćenje i zaštitu na TNS;
- tehnička dijagnostika stanja etilenvoda
i propilenvoda, cevovoda koji su
krajem sedamdesetih godina izgrađeni
od Pančeva do granice za Rumunijom,
kao priprema za ulazak u pregovore o
preuzimanju (za korišćenje u funkciji
produktovoda za perspektivni izvoz
motornih goriva na obodno tržište
Rumunije), i drugo.
Razvojni projekat: Izgradnja sistema
produktovoda kroz Srbiju
Projekat izgradnje sistema
produktovoda kroz Srbiju koncipiran
je u cilju podizanja pouzdanosti,
ekonomičnosti, efikasnosti i
kontinualnosti u snabdevanju tržnih
centara Srbije motornim gorivima (svim
tipovima motornih benzina i dizelgoriva). Ekološki i akcidentni rizici se
smanjuju na najmanju moguću meru,
smanjenjem broja pretovara se redukuju
[086]
gubici, magistralni putni saobraćaj se
znatno rasterećuje, produžava se vek
trajanja kolovoznih traka i drugo.
Takođe, izgradnja produktovoda na trasi
od Pančeva do Novog Sada ima za cilj i
realizaciju mogućnosti komplementarne
izmene poluproizvoda rafinerija, radi
postizanja viših valorizacionih efekata
ukupne rafinerijske prerade. Izgradnjom
sistema produktovoda se u perspektivi
otvara i realna mogućnost povezivanja
produktovoda sa gravitirajućim
tržištima (obodnim područjima) zemalja
u najbližem okruženju.
U toku 2006-2007. godine završena je
izrada i revidovana je Prethodna studija
opravdanosti sa generalnim projektom.
Prema tom, sada već zvaničnom
dokumentu, studijski je potvrđen
koncept, ekonomska, ekološka i ukupna
efikasnost cevovodnog transportnog
sistema derivata kroz Srbiju.
Status projekta:
Prema varijanti koju Prethodna studija
opravdanosti sa generalnim projektom
predlaže za usvajanje, projektovano
je da se produkti, odnosno gorivo
(benzini i dizel goriva) transportuju iz
jednog otpremnog terminala u Pančevu
(praktično iz RNP) do više terminala
na ukupnoj teritoriji Srbije. Magistralni
produktovodi koji su predmet
ovog projekta, izvode se metodom
podzemnog polaganja, što je uobičajena
praksa za ovu vrstu cevovoda. Prelazi
trase produktovoda preko reka Dunav,
Velika Morava i Tisa, kao i kanala
DTD, izvode se tehnikom horizontalnog
usmerenog podbušivanja (HDD).
Ukupan kapacitet budućeg
produktovoda je projektovan na nivou
od oko 4,33 mil. tona. Računato je
sa projekcijom potencijala domaćeg
tržišta u 2023-2025. godini od preko
3,36 miliona tona (1,11 mil.tona MB
i oko 2,25 mil. tona DG), a ostatak
je predviđeni kapacitet za tržišta u
neposrednom okruženju.
Kvantifikovanju veličine planiranih
terminala prethodilo je vezivanje
pojedinih okruga u Srbiji i potencijalnih
tržišta u okruženju za konkretan
terminal sa kojeg bi bilo, sa aspekta
troškova transporta, najcelishodnije
i najisplativije prevoziti motorna
goriva cisternama do gravitirajućih
benzinskih stanica. Prema rezultatima
izvršenih procena, najveće kapacitete
treba predvideti za terminale Niš
(za snabdevanje Južne Srbije, KiM,
Bugarske i Makedonije) i Veliko
Selo (za snabdevanje Beograda i dela
Banata).
Odgovarajuća tehnička projekcija je
dala procenu investicionih ulaganja u
dve varijante: (1) Varijanta „A“: Oko
energija
Dijagram 2 Projekcija potrošnje MB i DG u Republici
Srbiji ( 2012, 2020 i 2025)
163,8 miliona EUR ulaganja u ukupan
sistem produktovoda bez korišćenja
postojećih rezervoarskih kapaciteta
„NIS“-a i „Lukoil-Bepoetrol“-a za
terminale na koridoru produktovoda i
(2) Varijanta „B“: Oko 143,5 miliona
EUR sa eventualnim korišćenjem
navedenih rezervoarskih prostora za
buduće terminale.
Planirano je da se sredstva za
finansiranje projekta obezbede iz
pet izvora: državni bezpovratni ulog
(10%); državni povoljni krediti (40%),
sredstva obezbeđena na finansijskom
tržištu (30%), zajednički ulog subjekata
tržišnog snabdevanja (15%) i sopstvena
sredstva (5%).
Usvojena je projekcija cena usluga
transporta na pojedinim deonicama
sistema produktovoda koja omogućava
ostvarivanje neto dobiti na zadatom
nivou prinosa od 8% u odnosu na
investiciona ulaganja.
Bitno je napomenuti da je prilikom
kalkulacija cena uzeta u obzir
elastičnost cena usluga transporta
derivata na promenu dužine deonice
kojom se derivati transportuju, odnosno
da je cena obrnuto proporcionalna
povećanju dužine deonice. Posledično,
obzirom da se tarifne cene obračunavaju
na 100 km, cena usluge transporta na
kraćoj deonici značajno je veća od cene
transporta na dužoj deonici. Kalkulacija
za pojedine deonice produktovoda dala
je projekcije cena u opsegu od 5,3 do
14,6 EUR po toni na 100 km.
Projektovane cene transporta motornih
goriva produktovodima su značajno
Dijagram 3 Projekcija obima prerade nafte u Republici
Srbiji do 2012 .godine
niže od bilo kog modaliteta transporta
korišćenjem auto-cisterni. Ipak, bitno
je naglasiti da su projektovane cene
cevovodnog transporta motornih goriva
dosta iznad aktuelnih cena rečnog
transporta i slične cenama transporta
vagon-cisternama. Prema svetskim
iskustvima bi cene cevovodnog
transporta, međutim, morale barem da
budu ispod cena železničkog transporta.
Da bi se to postiglo, struktura izvora
finansiranja predviđena u PSO morala
bi biti korigovana u smislu povećanja
učešća države (bespovratnih uloga i
posebno povoljnih dugoročnih kredita).
Predstojeće aktivnosti na realizaciji
projekta:
- izrada studija opravdanosti sa
idejnim projektima (SO sa IP), kao i
studija uticaja na životnu sredinu, za
pojedinačne deonice-etape;
- izrada Prostornog plana područja
posebne namene za sistem
produktovoda kroz Srbiju i
odgovarajuće usklađivanje sa istim;
- izrada i realizacija odgovarajućih
modela za investiranje u pojedinačne
deonice i/ili ukupan sistem
produktovoda;
- izrada glavnih projekata pojedinačnih
trasa-etapa sistema produktovoda;
- fazna realizacija - izgradnja sistema
produktovoda kroz Srbiju.
U toku je izbor najpovoljnijeg
ponuđača za izradu SO sa IP i Studije
uticaja na životnu sredinu za etapu
sistema produktovoda od Pančeva do
Smedereva.
[087]
Prema navedenom, jasno je da
priprema i realizacija projekta sistema
produktovoda kroz Srbiju značajno
kasne. Shodno tome, do 2012. godine
bi mogla biti okončana samo deonica
Pančevo-Smederevo, dok bi ostale
deonice mogle da budu završene u
periodu 2014-2015. godina (izuzev
izgradnje deonice Novi Sad – Sombor,
koja do 2012. godine ne bi ušla niti u
fazu projektovanja).
Razvojni projekat: Izgradnja
Panevropskog naftovoda (PEOP)
Panevropski naftovod (PEOP) je
planiran kao dugoročan razvojni
strateški prioritet (peti prioritet
Strategije razvoja energetike Srbije do
2015. godine) i pretstavlja kapitalnointenzivan infrastrukturni projekat u
okvirima povezivanja regionalnihpanevropskih sistema sa našim
sistemima.
Kaspijska nafta, zajedno sa ruskom
naftom, danas u Evropu stiže preko
Crnog Mora i turskih moreuza (Bosfor
i Dardaneli). Ovi moreuzi predstavljaju
„uska grla” ispred kojih tankeri čekaju
ponekad i više od 20 dana. Da bi se
osigurala nesmetana doprema nafte
iz Kaspijskog regiona, kao i da bi
se premostili ekološki i navigaciono
osetljivi moreuzi, neophodno je uvesti
alternativne modalitete transporta.
U ovom trenutku postoje četiri
međunarodna projekta naftovoda u
razvojnoj fazi, koji su u manjoj ili većoj
meri konkurentski razvojni programi.
Predloženi naftovod Konstanca – Trst
osmišljen je kao ekonomičan sistem
energija
za transport sirove nafte od postojećih
naftnih terminala u crnomorskoj luci
Konstanca u Rumuniji, preko rafinerija
u Republici Srbiji i Hrvatskoj do Trsta
u Italiji. Postoji mogućnost produženja
ovog naftovoda i do Đenove, luke na
Tirenskom moru. PEOP bi ulazio u
Srbiju kod Bele Crkve, išao obodom
Deliblatske peščare, da bi od Pančeva
preko Novog Sada do Sotina (granica
sa Republikom Hrvatskom) pratio trasu
postojećeg naftovoda.
Najnovije predviđanje godišnjeg
kapaciteta PEOP-a je 60-90 miliona
tona.
Tri osnovne komparativne prednosti
PEOP-a jesu:
1) trasa i krajnja tačka naftovoda.
Kaspijska i ruska nafta dovode se
do severnog Jadrana, u direktan
priključak sa Transalpskim
naftovodom (TAL) koji snabdeva
Centralnu Evropu i Nemačku. Postoji
mogućnost povezivanje na italijansku
mrežu naftovoda i snadbevanje tržišta
severne Italije. Rafinerije na trasi
Novi Sad, Pančevo, Sisak, Bosanski
Brod i moguće Rijeka, priključak
sa TAL i obližnja tržišta zajedno
garantuju tražnju od preko 150
miliona tona nafte godišnje. Druge
trase koje su zamišljene da izbegnu
Jadransko more nisu dovoljno
ekonomski atraktivne jer prolaze
zemlje sa limitiranom tražnjom,
a postoje i prirodne prepreke koje
poskupljuju izgradnju i nema
prednosti direktnog priključka na
TAL;
2) ekološki aspekt. PEOP bi smanjio
broj tankera koji dolaze u severni
Jadran, jer bi nafta koja se sada
do Trsta doprema morskim putem
ubuduće pristizala kopnenim
naftovodom. PEOP bi se koristio
za transport nafti različitog tipa,
tj. mogao bi da transportuje Rusku
ili Kaspijsku naftu u zavisnosti od
tražnje na tržištu;
3) postojeći infrastrukturni objekti.
Ukupna dužina naftovoda je 1.320
km, ali bi se mogli koristiti i postojeći
segmenti Jadranskog naftovoda, što
bi značajnije redukovalo investiciona
ulaganja. Dogradnja bi se realizovala
na terenu koji je najvećim delom
pogodan za postavljanje magistralnog
naftovoda. Ulazne i izlazne tačke
naftovoda, luke Konstanca i Trst,
već sada raspolažu skoro svom
infrastrukturom koja bi podržala
jedan ovakav naftovod.
Specifične koristi koje bi od realizacije
PEOP projekta imala Srbija su:
(a) povezivanje sa infrastrukturnim
mrežama distribucije nafte u
Jugoistočnoj, Centralnoj i Zapadnoj
Evropi; b) oslobađanje od apsolutne
zavisnosti snabdevanja naftom iz
pravca zapada, odnosno od Hrvatske;
(v) uštede na troškovima transporta
uvozne nafte namenjene preradi u
domaćim rafinerijama; (g) prihod od
tarife na transport nafte u tranzitu preko
naše teritorije; (d) prihod po osnovu
upošljavanja domaće inženjering,
građevinske i montažerske operative
na realizaciji projekta izgradnje; (đ)
povećanje konkurentnosti rafinerija
u Srbiji duž reke Dunav i podsticanje
razvoja domaće naftno-petrohemijske
industrije; (e) indirektne koristi po
osnovu doprinosa koji bi izgradnja
naftovoda obezbedila stvaranju klime da
je Srbija politički i ekonomski stabilna
zemlja, gde se može investirati bez
rizika.
Status projekta:
Potpisivanjem Ministarske deklaracije
o Panevropskom naftovodu (Zagreb,
April 03, 2007), predstavnici vlada
Rumunije, Srbije, Hrvatske, Slovenije i
Italije, kao i komesar za energetiku EU,
iskazali su političku volju za realizaciju
PEOP projekta. Slovenija je potpisala
Ministarsku deklaracije, ali i naknadno
izrazila rezervu prema PEOP projektu
zbog ekoloških razloga.
Na sastanku Međudržavnog komiteta
(Konstanca, Rumunija, Juli 5,
2007) doneta je odluka da se u cilju
pronalaženja investitora i korisnika
PEOP naftovoda osnuje kompanija za
razvoj i promociju projakta (PDC Project Development Company):
Srbija je imenovala JP „Transnafta“
da u njeno ime učestvuje kao
osnivač ove PDC kompanije, i da po
završetku izgradnje PEOP-a upravlja
njegovim delom koji prolazi kroz
teritoriju Republike Srbije. Obzirom
da Italija i Slovenija nemaju svoje
državne kompanije za transport
nafte naftovodom, odlučeno je da
ovu kompaniju osnuju Compet S.A
Ploesti i Oil Terminal S.A. Constanta
u ime Rumunije, Janaf d.d. Zagreb
u ime Hrvatske i JP „Transnafta“ u
ime Srbije. Ugovor o osnivanju ove
kompanije potpisan je Februara 22,
2008., a kompanija je registrovana Juna
6, 2008.. Sedište PDC je u Londonu,
i ona je aktuelano u fazi unutrašnjeg
konstituisanja. U Sporazumu akcionara
predviđena je posebna klauzula koja bi
omogućila kompaniji iz Italije, odnosno
Slovenije da u svakom trenutku može da
pristupi PDC-u, pod istim uslovima.
Predstojeće aktivnosti realizacije
projekta:
U Junu 2008. godine je jednogodišnje
predsedavanje Međudržavnim
[088]
komitetom za PEOP projekat preuzela
Republika Srbija. Tokom 2009. godine
bi trebalo da se na međunarodnom
nivou realizuju sledeće aktivnosti na
realizaciji PEOP projekta:
- Ostvariti kontakte i obaviti razgovore
sa proizvođačima nafte (Rusija,
Kazahstan, Azerbejdžan) o korišćnju
PEOP-a za transport nafte iz njihovih
izvora;
- Konkretizovati potencijalni interes
„Gazpromnjeft”- a za PEOP projekat;
- Ostvariti saradnju sa nadležnim
ministarstvom Republike Italije, s
obzirom na činjenicu da Republika
Italija pruža načelnu podršku PEOP
projektu;
- Završiti konstitusanje PDC kompanije;
- Intenzivirati razgovore sa
kompanijama koje su do sada iskazale
interes za PEOP projekat ili su
potencijalni korisnici PEOP projekta;
- Razmotriti inicijativu Generalnog
direktorata za transport i energiju
Evropske Unije (EU-DG TREN)
da se organizuje predinvesticioni
konsultativni sastanak na nivou
ministara energetike regiona i EU na
temu PEOP projekta. Predložen je
Beograd kao mesto održavanja;
- Organizovati Investicionu konferenciju
za PEOP projekat;
- Pristupiti izradi novog Međudržavnog
sporazuma između država na trasi
naftovoda (Intergovernmental
Agreement – IGA). Na osnovu ovog
sporazuma investitori će sa svakom
državom na trasi zaključiti poseban
Sporazum sa državom domaćinom
(Host Government Agremeent – HGA),
kojim bi se uredila sva prava i obaveze
koje su vezane za izgradnju naftovoda
i ostvarivanje investicije.
Predstojeće aktivnosti domaćih
učesnika na planu realizacije PEOP
projekta su: (a) usklađivanje sa
prostornim planom Republike Srbije
i (b) obezbeđivanje podloga za izradu
tehničke dokumentacije (snimanje
terena, geomehanika, prethodni uslovi
za projektovanje).
Realizacijom prethodnih aktivnosti bi
se stekli uslovi za izradu: (a) Prethodne
studije opravdanosti i generalnog
projekta; (b) Studije opravdanosti
sa idejnim projektima; (v) Studije o
proceni uticaja na životnu sredinu; (g)
Glavnih projekata i (d) faznu realizaciju
- izgradnju PEOP-a.
Prema svemu prezentiranom, može
se zaključiti da evoluiranje projekta
PEOP zaostaje u odnosu na termin plan
aktivnosti u prethodnoj projekciji (POS2010), kao i da se izmene i dopune
u POS-2012 samo preliminarne, sa
energija
nedovoljnim stepenom detaljnosti i
pouzdanosti. Ipak, može se proceniti da
bi u periodu do 2012 godine eventualno
mogle biti realizovati sve prethodno
pobrojane aktivnosti na planu realizacije
PEOP-a, osim aktivnosti „početak fazne
izgradnje naftovoda“.
Osnovna ograničenja za realizaciju
predstavljaju inertnost i neodlučnost
pojedinih zemalja na trasi naftovoda
(Slovenija, Italija), sporost u pripremi
relevantnih studijskih podloga
(nepotvrđene rezerve i struktura nafti
za PEOP; nepotvrđene potrebe i
struktura nafti na tranzitnom koridoru
i finalnim tržištima; nepotvrđene
procene potrebnih ukupnih i
pojedinačnih investicionih sredstava
za faznu realizaciju PEOP, terminski
planovi realizacije ...), nedovoljne
promotivne aktivnosti za sistem PEOP
u funkciji definisanja pouzdanih
potencijalnih investitora naftovoda,
visoka konkurentnost planiranih
naftovoda u okruženju (u funkciji
iskazivanja zainteresovanosti državaaktera i multinacionalnih kompanija),
neusklađenost sa domicilnim
zakonodavstvima država kroz koje
naftovod prolazi (zakonima o planiranju
i izgradnji, prostornim planovima ...)
i dinamična eskalacija investicionih
ulaganja (sa inicijalno projektovanih
2,3 mlrd. $ u studiji iz 2005. godine na
aktuelno procenjenih 3,5 mlrd. $).
Zaklju~ci
Makro-strateški projekti u domenu
transporta nafte i derivata nafte –
izgradnja Panevropskog naftovoda
i Sistema produktovoda kroz Srbiju
– razvojni su programi od posebnog
nacionalnog značaja.
Realizacija programa izgradnje
Panevropskog naftovoda je u najvećoj
meri determinisana međunarodnim
okolnostima i efikasnošću svih aktera u
realizaciji ovog međudržavnog projekta,
pri čemu svakako i Vlada Republike
Srbije nosi svoj deo odgovornosti za
kvalitet pripremnih aktivnosti.
Efikasnost realizacije projekta
Sistem produktovoda kroz Srbiju je
maksimalno u funkciji podrške države –
u fazi pripreme projekta u obezbeđenju
regulatornih preduslova (primera
radi, kroz dopunu prostornog plana
Republike Srbije) i stvaranju povoljnog
društvenog ambijenta, a u fazi izvođenja
projekta u obezbeđivanju (ili pomoći
kod obezbeđivanja) najkvalitetnijih
izvora finansiranja (bespovratna
sredstva i najpovoljniji dugoročni krediti
po osnovu NIP ili sličnih državnih
fondova za kapitalni razvoj, koncesiona
ulaganja, saulaganja budućih korisnika
i slično). Kod odlučivanja o redosledu
fazne realizacije ukupnog projekta
treba voditi računa da ekonomičnost
jedne deonice produktovoda bitno
podiže nemogućnost korišćenja
vodenog transporta, jer se po cenovnoj
konkurentnosti jedino transport baržama
ili tankerima približava cevovodnom
transportu.
Bitno je naglasiti da tarifna cena
korišćenja naftovoda, koju određuje
Regulatorna agencija, mora da obezbedi
dovoljno prostora za ostvarivanje svih
strateških razvojnih programa, dakle ne
samo projekata u domenu poboljšanja
i modernizacije rada postojećeg
naftovoda i unapređivanja postojećih
sistema za upravljanje i regulaciju, već
i pripremnih aktivnosti za realizaciju
makroprojekata izgradnje novih
cevovodnih i infrastrukturnih sistema.
Svaka ozbiljnija izmena koncepcije za
realizaciju nekog od strateških razvojnih
projekata zahteva naknadnu verifikaciju
rentabilnosti razvojnog programa u
novonastalim okolnostima, kao i ocenu
svih graničnih parametara efikasnosti
promenjenih investicionih ulaganja.
Literatura
(POS) energetskog sektora Srbije do
2010.g. – Modul „Transnafta“, (za
Ministarstvo rudarstva i energetike
Republike Srbije), Naučna ustanova
„IHTM“, Beograd, Decembar 2006.
2. Izmene i dopune Programa
ostvarivanja strategije (POS)
energetskog sektora Srbije do
2012.g. – „Transport nafte i naftnih
derivata“ (za Ministarstvo rudarstva i
energetike Republike Srbije), Naučna
ustanova „IHTM“, Beograd, Februar
2009.
3. „From Wellhead to Market
Oil Pipeline Tariffs and Tariff
Methodologies in Selected Energy
Charter Member Countries”, Energy
Charter Secretariat, January 2007.
4. “Study on oil refining and oil
Markets”, (prepared for EC), Purvin
& Gertz, January 2008.
5. „European Energy and Transport
– Trends to 2030“ (Update 2007),
European Commission DirectorateGeneral for Energy and Transport,
April 2008.
6. „Analiza zakonske regulative
koja uređuje oblast nafte i gasa
u Republici Srbiji i zemljama u
okruženju, kretanja cena sirove nafte
[089]
na svetskom tržištu, kao i kretanja
cena derivata nafte i prirodnog gasa
u Republici Srbiji i zemljama u
okruženju“ (za Ministarstvo rudarstva
i energetike Republike Srbije),
Naučna ustanova „IHTM“, Beograd,
2008.
energija
Doc. dr. Tomislav Simovi}
Montinvest, Beograd
Prof. dr. Ranko Rakanovi}
Mašinski fakultet, Kraljevo
UDC: 622.68/.69 (497.11)
Transportni sistem Srbije
i prevoz energenata
1. Uvod
Rezime
Transport energenata mora biti i
efikasan i pouzdan i bezbedan. I uvek sa
alternativom. Za svaki slučaj, ako nešto
ne bude u redu. To podrazumeva jasnu
državnu strategiju, koja za cilj treba
da ima savremeni transportni sistem
usaglašen sa svetskim trendovima. I
sredstva i kadrove da bi se to ostvarilo.
Imajući u vidu lokacije nalazišta
energenata (čvrstih, tečnih i gasovitih) i,
posebno, disperziju potrošača (energane,
industrija, institucije, domaćinstva...) u
energetskom sistemu svake zemlje, pa i
Srbije, značajno mesto imaju železnički,
drumski i rečni transport kao delovi
jednog transportnog sistema. U tom
smislu, od efikasnosti, pouzdanosti i
bezbednosti transportnog sistema u
velikoj meri zavisi i funkcionisanje
energetskog sistema.
Iz navedenih razloga, u okvirima
ovog rada, razmatra se aktuelno stanje
transportnog sistema – puteva, vučenih i
vučnih vozila, posebno vodeći računa o
efikasnosti, pouzdanosti i bezbednosti u
prevozu energenata.
Stanje transportnog sistema naše zemlje karakteriše mnogo nedostataka nastalih
kao posledica objektivnih okolnosti kao što su nizak nivo ostvarenog razvoja
saobraćajne infrastrukture, transportnih sredstava, potpuno zaustavljanje razvoja
(tokom sankcija) i rušenje, u značajnom obimu, onoga što je Srbija imala (tokom
bombardovanja NATO-a).
Istovremeno, od 2000-te godine nije mnogo učinjeno da se stanje popravi. Otuda i
problemi i veliki transportni troškovi u prevozu energenata.
Ovaj rad ima za cilj da ukaže na navedene nedostatke i neophodnost određenih
mera da se stanje popravi.
Ključne reči: energenti, transport, ekologija...
Abstract
The conditions of the transport system of our country are characterized by many
deficiencies resultant from the objective circumstances such as low level of the
accomplished development of traffic infrastructure and transportation means, full
suspension of development (during sanctions) and destruction, to a considerable
degree, of what Serbia had had (during the NATO bombing).
At the same time, since 2000, not much has been done to improve the conditions.
This generates problems and high costs of transportation of energy generating
products.
The objective of the present paper is to point the indicated deficiencies and stress
the necessity of undertaking positive actions aimed at improvement of the actual
conditions.
Key words: energy generating products, transport, ecology...
2. @elezni~ki transport
Glavni železnički pravci u Srbiji (sl.
1) su pruge Beograd – Šid, Beograd
– Subotica, Beograd – Bar, Beograd
– Kraljevo – Priština, Beograd – Niš
– Skoplje, kao deo koridora X i Niš –
Sofija.
Pruge na navedenim pravcima davno su
građene i veoma dugo loše održavane,
pa su iz tih razloga u veoma lošem
stanju, na mnogim mestima na granici
nedozvoljene upotrebe. Takvo stanje
pruga, elektromreže i signalizacije
omogućavaju veoma nisku efikasnost
železničkog transporta uz nizak stepen
pouzdanosti i moguće bezbedonosne
probleme.
Lokomotive, kao vučna sredstva, vrlo
su blizu kraju svog eksploatacionog
veka, što ugrožava efikasni i pouzdani
transport energenata.
Teretni vagoni (i vagon – cisterne) za
prevoz energenata u nedovoljnom su
broju, kvalitetu, nameni i ispravnosti
čime železnički transport čine uskim
grlom i nedovoljno pouzdanim
prevozom.
Zato nisu retke havarije u prevozu
energenata uzrokovane iskliznućem
vagona, lomom osovina, otkazom
kočionog sistema, curenjem cisterni i sl.
3. Drumski transport
Veliki broj pogodnosti koje pruža
drumski transport u odnosu na druge
vidove transporta uzrokovao je stalno
[090]
povećanje i u prevozu energenata
drumskim vozilima.
Glavni putni prevoz u zemlji (sl. 3)
su autoput Subotica – Beograd – Niš
(koridor X), putevi Beograd – Kraljevo
– Priština, Čačak – Užice – Podgorica,
Kruševac – Kraljevo – Čačak i dr.
Nivo kvaliteta ovih puteva je veoma
različit i kreće se od veoma opasnih
do prihvatljivih saobraćajnica. Uz
loš kvalitet kolovoza, ni prateći
elementi nisu na zahtevanom nivou
(obeležavanje, signalizacija...)
Specijalizovana drumska vozila
za prevoz energenata (kamioni,
poluprikolice, prikolice, cisterne,
energija
tank – konteneri i
sl.) u velikom broju
ne mogu se svrstati
u savremena vozna
sredstva. Činjenica
da je više od polovine
ovih vozila bliže svom
eksploatacionom kraju
ukazuje na sigurnosne i
bezbedonosne probleme
u prevozu energenata
drumskim vozilima u
našoj zemlji.
Odsustvo saobraćajne
kulture našeg
stanovništva, prevoz
energenata sa drumskim
vozilima čini manje
efikasnim i više
opasnim, tako da su još
veoma česti saobraćajni
udesi posledica tzv.
ljudskog faktora (više
od 50%).
Slika 1 Železnička mreža Srbije
4. Re~ni transport
Slika 2a. Vagoni za prevoz uglja u TENT
[091]
Srbija ima dobre
ekonomsko –
geografske uslove za
prevoz tereta u vodnom
transportu. Kao osnovni
pravac između Istoka i
Zapada je reka Dunav,
odnosno Koridor VII u
dužini od oko 500 km.
Plovidba se obavlja
još i na rekama Tisa,
Sava, Begej, Tamiš, V.
Morava i kanal Dunav
– Tisa – Dunav (sl. 5).
S obzirom na troškove
ovog vida prevoza,
naši plovni putevi
nisu dovoljno uređeni
i dovoljno korišćeni.
Potrebno je da se veća
pažnja posveti uređenju
luka, čišćenju plovnih
puteva, obeležavanju i
signalizaciji. Posledice
NATO bombardovanja
ovde su najizraženije.
Našu rečnu flotu činila
su vozna sredstva
organizovana u
nekoliko preduzeća
(Rečno brodarstvo
Beograd, Bagersko –
brodarsko Beograd,
PIM – Beograd, desetak
preduzeća rečne
privrede u Vojvodini
i sl.) Rečna vozna
sredstva čine tegljači,
potiskivači, barže,
tankovi i sl.
energija
Slika 2b. Vagoni za prevoz tečnih gasova
Slika 4 Drumsko vozilo za prevoz tečnih energenata
[092]
energija
Slika 3 Putna mreža Srbije
[093]
energija
Slika 5 Plovne reke Srbije
Tehničko stanje rečnih voznih sredstava
na niskom je nivou, zbog stepena
istrošenosti, proseka starosti, neurednog
snabdevanja rezervnim delovima i
servisiranja.
Mesta za pretovar (pretakanje)
energenata nisu opremljena
najsavremenijom tehnologijom, a i
održavanje postojećih nije uredno, tako
da su mogući akcidenti, koji najčešće
stvaraju ekološke probleme.
slabo razvijen, neefikasan i skup. Njega
karakteriše nedovoljna racionalnost,
nizak tehnički nivo i tehnološko
zaostajanje, ekonomska iscrpljenost,
oštećenja od bombardovanja, nedostatak
kadrova itd.
Sa takvom ocenom transportnog sistema
naše zemlje, jasno je da se i prevoz
energenata može oceniti kao neefikasan,
skup, nedovoljno pouzdan i sa velikim
bezbedonosnim opasnostima.
5. Transport cevima
Prethodnim vidovima transporta
energenata tretiran je uglavnom
transport unutar zemlje i to, pre svega,
kao distributivni. Jasno je da transport
nafte i gasa je najbolje obavljati
cevovodima. Zato se nafta i transportuje
naftovodom Krk – Pančevo i Temišvar
– Pančevo, a gas gasovodom preko
Mađarske. Događaji iz decembra 2008.
i januara 2009. ukazuju na nužnost
nalaženja alternative ovim transportnim
pravcima.
6. Zaklju~ak
Naš transportni sistem (kao i većine
zemalja u tranziciji) je nekompletan,
7. Literatura
1. Simović, T., OSNOVI
INTEGRALNOG TRANSPORTA
(knjiga u štampi) – Mašinski fakultet,
Kraljevo 2009. g.
2. Simović, T., Bogojević, N.,
TRANSPORTATION – POLICY,
ECOLOGY, CULTURE – 6.
Conference HAVY MACHINERY
2008., Zbornik radova (S. 51 – S. 55)
– Kraljevo, 2008. g.
3. Simović, T., Trifunović, M.,
ENERGETIKA – POLITIKA,
OSIGURANJE, KULTURA –
[094]
Savetovanje ENERGETIKA 2005.
g. (Zbornik radova, str. 029 – 031),
Zlatibor, 2005. g.
4. Rakanović, R., Petrović, D., Simović,
T., PERSPEKTIVE ŽELEZNICE
SRBIJE – Naučno – stručni skkup
UPRAVLJANJE INŽENJERSKIM
POSLOVIMA U NAŠEM
PRIVREDNOM AMBIJENTU
(Zbornik radova, str. 83 – 89), Beograd, 2007. g.
energija
Doc. dr. Tomislav Simovi}
Montinvest, Beograd
Prof. dr. Ranko Rakanovi}
Mašinski fakultet, Kraljevo
UDC: 622.693.2 : 622 : 323.004
Prilog prognozi veka
eksploatacije rezervoara
1. Uvod
Rezime
Skladišni rezervoari za tečne i
gasovite materije mogu biti nadzemni,
podzemni i podvodni. Prema osnovnim
geometrijskim karakteristikama izvode
se u obliku cilindričnih i sferičnih
sudova, koji mogu biti betonske ili
metalne konstrukcije.
Pri gradnji rezervoara, moraju se
poštovati i sledeći funkcionalni zahtevi:
- ugrađeni materijal mora da poseduje
odgovarajuće mehaničke i konstruktivne
osobine,kako bi se obezbedila sigurnost
u različitim režimima rada.
- mora se obezbediti dobra i sigurna
zaptivnost u čitavom sistemu, radi
sprečavanja gubitka sadržaja i nastajanja
ekoloških problema.
- postojanje potrebnih termičkih uslova.
Poseban problem čuvanja tečnih
i gasovitih materija predstavlja
činjenica da se, uglavnom, radi o
opasnim materijama koje su zapaljive,
eksplozivne, pod pritiskom, otrovne
itd. Najviše su zastupljeni nafta i njeni
derivati, što ukazuje da su dominantne
opasnosti od požara i eksplozije.
Imajući navedeno u vidu,
JUGOPETROL iz Kotora poverio je
specijalizovanoj ekipi Opitnog centra
FABRIKE VAGONA KRALJEVO
da ispita, oceni stanje i predvidi vek
eksploatacije podzemnih rezervoara za
naftu, skladišta u Lipcima kraj Kotora.
Konačni cilj istraživanja u ovom
zadatku bio je određivanje prognoze
dalje eksploatacije rezervoara,
uz preduzimanje odgovarajućih
preventivnih mera.
Ovim radom predstavlja se interesantna metodologija za prognozu dalje
eksploatacije podzemnih rezervoara za skladištenje nafte, koji se u vrlo nepovoljnim
uslovima, koriste više od pedeset godina. Istovremeno, ukazuje se na neophodnost
primene odgovarajućih mera preventive, kako bi se obezbedio duži vek pouzdane
eksploatacije.
Ključne reči: rezervoar, korozija, proračun, tenzometrija, preventiva.
Abstract
This paper presents an interesting methodology for prognosis of further
eksploitation of underground tanks for storing oil, which have been used, in very
unfavourable conditions, for more than fifty years. At the same time, it points to the
necessity of applying appropriate prevention measures in order to provide longer
duration of underground exploitation.
Key words: tank, corrosion, calkulation, prevention.
rezervoara, od kojih je istraživanjima
bilo podvrgnuto pet najugroženijih (R5R9). Ovi rezervoari građeni su pre više
od pedeset godina. Sve vreme, uslovi
eksploatacije bili su veoma nepovoljni,
kao posledica objektivnih okolnosti i
subjektivnih propusta. Pored naglašene
korozije, ulubljenja i ispupčenja,
registrovane su i pojave podizanja
rezervoara sa temelja i oštećenja
izolacije, što je ugrožavalo stabilnost i
funkcije rezervoara i cevovoda.
Rezervoare čine tri dela (dno, omotač
i krov) sastavljena od više desetina
limenih segmenata. Debljina ugrađenog
lima bila je 14 mm.
Tabela 1
2. Objekti istraìvanja
Skladišni prostor za smeštaj nafte
u Lipcima čini više podzemnih
[095]
3. Identifikacija stanja
Uočena oštećenja i deformacije
na rezervoarima zahtevala su
identifikovanje stepena korozije i nivoa
statičke stabilnosti objekata. U tom cilju
sprovedena su merenja debljine lima i
naprezanja u najugroženijim zonama
rezervoara. Istovremeno, sproveden je
proračun strukture rezervoara, sa željom
da se obuhvati što veći broj mesta na
kojima bi se identifikovala naprezanja i,
posle upoređivanja, utvrdila, saglasnost
izmerenih i, proračunom, dobijenih
vrednosti.
Utvrđivanje stepena oštećenosti zidova
rezervoara od korozije obavljeno je na
energija
Slika 1 Struktura rezervoara a) osnovna b) deformisana
Slika 2 Merna mesta na poklopcu rezervoara
[096]
energija
osnovu merenja debljine tzv. zdravog
lima. Merna mesta locirana su na
polovini tabli limova po celom obimu
i na visini od 150 mm. Ova merenja
vršena su ultrazvukom.
Naprezanja su merenja u zidovima
rezervoara sa tenzometrijskim
trakama, sa odgovarajućom mernom
opremom. Merenja su izvedena na
najnepovoljnijim mestima oštećenih
korozijom i najnepovoljnijim sa
stanovišta geometrije i opterećenja.
Prilikom ispitivanja, rezervoari su bili
izloženi maksimalnim opterećenjima,
koja su odgovarala opterećenjima od
tečnosti kojima se pune.
4. Rezultati merenja
4.1. Korozija
Na osnovu merenja debljine lima
svih rezervoara (R5 – R9) daju se
kratki komentari o stanju svakog od
posmatranih rezervoara.
Rezervoar R5 (V=1400 m3, D=15600
mm, H=7500 mm)
Kod ovog rezervoara izražena je velika
i unutrašnja i spoljašnja korozija.
Usled pojave velikih voda u prostoru
oko rezervoara došlo je do podizanja
rezervoara sa temelja i deformisanja
dna. Izmereni su krateri i do 4 mm.
mm, H=7500 mm)
Ustanovljena korozija na ovom
rezervoaru ravnomernija je nego na R5 i
bez izrazitih kratera.
mm, H=10800 mm)
Spoljašnja korozija izražena je samo
na limu u predelu ventila i posledica
je činjenice da je ovaj deo izložen
atmosferskim padavinama.
mm, H=10800 mm)
Pre početka ispitivanja, ovaj rezervoar
je dugo bio van upotrebe sa pojedinim
zonama koje su bile izložene povećanoj
koroziji, što je uslovilo nastanak velikih
kratera i dva otvora na dnu.
mm, H=7500 mm)
Deformisana je veza između omotača i
dna usled pada betonske ploče. Na kraju
postoje neravnine u kojima se zadržava
voda, što uslovljava pojavu korozije po
celoj površini.
Na osnovu opsežnih pregleda svih
rezervoara i merenja uticaja korozije,
utvrđeno je da rezervoar R5 nije više
za upotrebu, a da dalja istraživanja
treba izvoditi na rezervoaru R8, kao
najlošijem od onih koji se još mogu
koristiti. Na ovom rezervoaru bilo je
2,0 mm rezerve debljine lima. Brzina
procesa korozije određena je na sledeći
način:
hu – h min
v = ————— ,
t
pri čemu je:
v [mm / god] – brzina korozije
hu = 14 mm – debljina ugrađenog lima
hmin = 7,2 mm – izmerena minimalna
debljina lima
Otuda:
14,0 – 7,2
v = ————— = 0,17 [mm / god]
40
Na osnovu rezervne debljine lima
i moguće brzine procesa korozije
određuje se preostali vek rezervoara
2
T = —— = 11,70 god.
0,17
4.2. Tenzometrijska merenja
Pri izvođenju tenzometrijskih merenja,
dno rezervoara bilo je opterećeno sa
0,846 bara, pri čemu je uzeta rezerva od
10% preopterećenja u odnosu na slučaj
punjenja benzinom specifične težine
γ = 0,7 daN / dm3. Ovo je učinjeno iz
razloga mogućih promena specifične
težine goriva, koja se skladište u ovim
rezervoarima.
Pomoću tenzometrijskih traka i
najsavremenije merne opreme, merena
su naprezanja na najkritičnijim mernim
mestima. Inače, merna mesta (slika
2) određena su na osnovu rezultata
prethodnog proračuna rezervoara R8.
Pri proračunu, kao konačni elementi
uzete su ploče i tanke ljuske. Struktura
je podeljena na tri grupe elemenata:
- od 1 do 18 elemenata bliski centru
dna,
- od 1 do 360 ostali elementi na dnu
rezervoara,
- od 1 do 132 elementi na omotaču
rezervoara.
Ukupan broj čvorova strukture je
517. Struktura i deformisana struktura
rezervoara date su na slici 1.
Proračunom i tenzometrijskim
merenjima dobijeni su rezultati
visoke saglasnosti i, što je važnije, u
dozvoljenim su granicama.
5. Prognoza eksploatacije
Na osnovu ovih istraživanja, utvrđeno je
da rezervoar najlošijeg kvaliteta (R8), u
postojećim uslovima (vrlo nepovoljnim)
može bezbedno da se koristi još 11,7
godina.
Upravo zbog nepouzdanih uslova
eksploatacije data je dozvola za
korišćenje sledećih 10 godina, uz uslov
da se posle, po istoj proceduri, obave
nove provere svih uticajnih faktora i
kvaliteta rezervoara. Istovremeno, date
su preporuke obaveznih preventivnih
radnji u cilju otklanjanja negativnih
uticaja i produženja veka korišćenja.
[097]
Uz sprovedena istraživanja, sledeće
preporuke imaju karakter obaveznih
preventivnih mera, kojima se eliminišu
(ili umanjuju) pojave kao što su požar,
eksplozija, korozija, žrtve, ekološka
katastrofa, materijalne štete itd. Mere,
pre svega, podrazumevaju:
1. Sanaciju rezervoara sa otklanjanjem
deformacija i oštećenja od korozije
2. Obezbeđenje rezervoara od prodora
atmosferskih padavina
3. Uređenje instalacija i pumpnih
postrojenja
4. Primenu kvalitetnih antikorozivnih
materijala za zaštitu rezervoara
5. Realizaciju pouzdanog čišćenja
(odmuljivanja) rezervoara
6. Nabavku moderne opreme za
protivpožarnu zaštitu
7. Primenu uređaja za centralizovano
merenje svih bitnih veličina (nivo,
količina, sastav...)
8. Obuku radnika koji rade u skladištu
9. Izgradnju prilaza, koji bi cevovode
učinili pristupačnim
10. Proveravanje stanja rezervoara
u skladu u terminima koji su
propisani (ili na ovaj način
utvrđeni).
Shodno oceni stanja na osnovu
sprovedenih istraživanja, posle 10
godina obavljena su i nova, po istoj
proceduri. Ovim istraživanjima
potvrđeno je da su preduzete
preventivne mere dale povoljne
rezultate, jer se brzina procesa korozije
smanjila sa 0,17 na 0,12 mm/god,
što podrazumeva produženje veka
eksploatacije rezervoara za novih 17
godina, uz stalnu i potpunu primenu
predviđenih preventivnih mera.
S obzirom na složene uslove
eksploatacije, nova provera stanja
rezervoara predviđena je posle novih 10
godina eksploatacije.
6. Zaklju~ak
Primenjena metodologija istraživanja,
dobijeni rezultati i ponašanje skladišnih
rezervoara u eksploataciji (posebno
višegodišnjoj) pokazali su sledeće:
Periodična provera stanja rezervoarskog
prostora, pogotovu ako se koristi u već
otežanim uslovima, ocenjuje se nužnim.
Primenjena metodologija istraživanja
pruža mogućnost kvalitetne
identifikacije stanja rezervoara, uz
pouzdanu prognozu veka trajanja.
Zahtevane preventivne mere, uslov
su za sigurnu, bezbednu i dugovečnu
eksploataciju rezervoara.
7. Literatura
[ 1 ] Elaborati o ispitivanju procesne
opreme i mašinskih konstrukcija –
opitni centar Fabrike vagona Kraljevo
energija
Dejan Ivezi}, Nenad \aji}, Toma Tanaskovi},
Marija @ivkovi}, Milo{ Tanasijevi}, Du{an Danilovi},
Vesna Karovi} Mari~i}
Rudarsko-geološki fakultet, Beograd
Mirko Todorovi}
Ekonomski institut, Beograd
Dragan Zlatanovi}
Ministarstvo rudarstva i energetike Republike Srbije
Sa{a Galik
Regionalna agencija za razvoj istočne Srbije, Zaječar
UDC: 696.2 : 697.001/.004 (497.11)
Razvoj gasne infrastrukture
u Istočnoj Srbiji
1. Uvod
Rezime
Istočni deo Srbije u ovom projektu
podrazumeva četiri opštine u
Zaječarskom okrugu (Boljevac, Zaječar,
Sokobanja, Knjaževac) i četiri opštine
u Borskom okrugu (Bor, Majdanpek,
Kladovo, Negotin). Borski okrug se
prostire na ukupnoj površini od 3.506
km2 obuhvata 90 naselja sa oko 147.000
stanovnika. Broj zaposlenih u 2005.
godini je iznosio 34.962 a ostvareni
društveni proizvod po glavi stanovnika
u 2004. godini je oko 84.000 din.
Zaječarski okrug se prostire na ukupnoj
površini od 3.623 km2 obuhvata 173
naselja sa oko 138.000 stanovnika. Broj
zaposlenih u 2005. godini je iznosio
30.525 a ostvareni društveni proizvod
po glavi stanovnika u 2004. godini je
oko 78.000 din.
Imajući u vidu planirani ekonomski
razvoj Srbije, njen geostrateški položaj,
strukturu i raspoloživost energetskih
rezervi, kao i postojeću energetsku
infrastrukturu, razvoj strateške –
regionalne infrastrukture za transport
gasa, izgradnja novih transportnih
pravaca u cilju povećanja sigurnosti
snabdevanja kao i izgradnja lokalnih
distributivnih mreža u cilju povećanja
broja potrošača za obezbeđenje
toplotnih energetskih usluga u sektoru
zgradarstva kao planirane aktivnosti
u sektoru gasne privrede, spadaju u
prioritet Strategije razvoja energetike.
Ove činjenice, kao i uticaj korišćenja
prirodnog gasa na životnu sredinu,
nameću potrebu za ubrzanim razvojem
gasovodnog distributivnog sistema u
regionu istočne Srbije.
Projekat Razvoj gasne infrastrukture
u istočnoj Srbiji predstavlja prvi
korak u ostvarenja gore navedenog
cilja, odnosno u gasifikaciji istočnog
dela Srbije. Projektom je definisan
U okviru Nacionalnog investicionog plana za 2008. godinu je pokrenut projekat
gasifikacije istočnog dela Srbije koji obuhvata 8 opština Borskog i Zaječarskog
okruga. U radu su na bazi urađenih energetskih bilansa po opštinama razmotrene
različite varijante snabdevanja prirodnim gasom definisane Generalnim projektom
gasifikacije. Ukratko je data finansijska ocena opravdanosti gasifikacije ovog
područja. Analiziran je značaj gasifikacije na održivi razvoj regiona.
Ključne reči: prirodni gas, energetski bilans, gasovodni sistem
Development of Natural Gas Infrastructure in the Eastern Serbia
In National Investment Plan for year 2008 project of development of natural
gas infrastructure in the eastern Serbia has been started. This project includes
all 8 municipalities in Bor and Zajecar counties. Different opportunities for
their supplying with natural gas are considered, based to defined energy
balances. Routes and capacitates for main transmission pipelines, as well as
positions and capacities of all gas pressure regulating and metering stations are
proposed. Financial estimation and appraisal of proposed options are presented.
Environmental benefits of natural gas utilization are discussed.
Key words: natural gas, energy balance, natural gas supply system
raspoloživi konzum po gradovima
ovog regiona, predložene su trase
razvodnih gasovoda, lokacije glavnih
merno regulacionih stanica i merno
regulacionih stanica, etapnost izgradnje
sistema i priključivanja korisnika. Na
osnovu predloženih tehničkih rešenja
na nivou generalnog projekta, ocenjena
je opravdanost gasifikacije ovog
regiona sa finansijskog, ekološkog i šire
društvenog značaja.
2. Energetski bilans po
opštinama
Izrada energetskog bilansa po opštinama
predstavlja prvi korak u projektu
„Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj
Srbiji”. Cilj je bio da se dođe do
trenutne energetske slike regiona za
potrebe njegove buduće gasifikacije.
Realizator istraživanja Rudarskogeološki fakultet je formirao potrebne
upitnike i ankete, a zajedno sa direktnim
[098]
korisnikom rezultata istraživanja
Regionalnom agencijom za razvoj
istočne Srbije koordinirao radom tima
koji je radio na prikupljanju podataka.
Posmatrano na nivou čitavog regiona
istočne Srbije došlo se podatka o 10.350
TJ energije koja bi se mogla obezbediti
iz prirodnog gasa. Prirodnim gasom
bi bilo moguće supstituisati potrošnju
mazuta, lož ulja, ogrevnog drveta, uglja,
tečnog naftnog gasa i električne energije
u količinama datim u tabeli 1. Ono što
je pozitivno sa stanovišta gasifikacije
je da je sumarno najveća potrošnja
tečnih goriva, pre svega mazuta koje je
i najjednostavnije zameniti prirodnim
gasom. Potrošnja ovih energenata
je mahom vezana za industriju i
toplane koji su od primarnog značaja
u gasifikaciji regiona. Ugalj je kao
energent najviše zastupljen u industriji,
ali se u značajnoj meri koristi i u širokoj
potrošnji, dok je ogrevno drvo najvećim
energija
Tabela 1 Količine energenata koje je moguće supstituisati
je sa stanovišta
gasifikacije
dobro jer se radi
o kontinualnim
potrebama, tokom
cele godine..
Raspodela
industrijske
potrošnje po
opštinama
ukazuje da dve
opštine, odnosno
dva industrijska
subjekta IHP
Prahovo i RTB Bor
– TIR Bor, povlače
dominantno
najveće količine
energenata za
industrijske
potrebe. Što se
tiče raspodele
energetske
potrošnje u sektoru
široke potrošnje
ona i načelno
odgovara veličini razmatranih naselja.
Raspodela ukupne potrošnje energije
koju bi bilo moguće obezbediti iz
prirodnog gasa po opštinama, data je na
slici 1.
Slika 1 Raspodela potrošnje energije po opštinama
delom prisutno u zadovoljenju toplotnih
potreba u domaćinstvima.
Što se tiče sektorske raspodele industrija
troši skoro 75% ukupne energije što
Slika 2 Učešće pojedinih opština u predviđenoj godišnjoj potrošnji prirodnog gasa
[099]
3. Definisanje potreba za
gasom po potroša{kim
centrima
Na bazi urađenog energetskog bilansa
za potrebe gasifikacije i definisanih
normativa potrošnje u projektu su za
svaku od razmatranih opština istočne
Srbije definisane potrebe u prirodnom
gasu. Potrebe su definisane u obliku
časovne i godišnje potrošnje za svaki od
potrošačkih centara.
Ukupne godišnje potrebe regiona
za prirodnim gasom su definisane
na nivou od oko 280 miliona m3.
Industrijska potrošnja predstavlja 64%
ukupne predviđene potrošnje, dok
široka potrošnja i toplane učestvuju
sa 23%, odnosno 13%. Na slici 2 je
dato procentualno učešće pojedinih
opština u ovoj potrošnji. Evidentno je
da četiri opštine – Negotin, Bor, Zaječar
i Knjaževac nose skoro 90% ukupne
potrošnje u regionu. Ukoliko se razmotri
dijagram potrošnje prirodnog gasa
tokom godine (slika 3) takođe se uočava
da upravo ove opštine imaju u najvećoj
meri kontinualnu potrošnju tokom
cele godine, odnosno da one „peglaju“
sezonsku neravnomernost. To je pre
svega posledica prisustva značajnih
industrijskih kapaciteta – potencijalnih
kontinualnih korisnika prirodnog gasa.
4. Generalni projekat
gasifikacije
Snabdevanje opština istočne Srbije
prirodnim gasom je tesno povezano
sa realizacijom izgradnje gasovoda
„Južni tok“ u delu Niš - Dimitrovgrad,
jer postojeći izgrađeni magistralni
gasovod Beograd-Niš nema tehnički
kapacitet za dalje širenje na područje
istočne Srbije, odnosno tek realizacija
magistralnog gasovoda Dimitrovgrad
– Niš – Pojate obezbeđuje potrebne
tehničke uslove za gasifikaciju ovog
područja. Izuzetak predstavlja opština
Sokobanja, koja zbog geografskog
položaja ima mogućnosti priključenja
na već izgrađeni magistralni gasovod
Pojate – Niš.
Iz ovih razloga, a radi definisanja trase
gasovoda kroz istočnu Srbiju pošlo
se od pretpostavke da će buduća trasa
magistralnog gasovoda Dimitrovgrad
– Niš pratiti glavne saobraćajnice
koje povezuju ova čvorišta, tako da
je područje Niške Banje locirano kao
mesto početka magistralnog gasovoda
Niš – Zaječar – Bor - Prahovo. S
obzirom na nepostojanja podataka
o budućem ulaznom pritisku gasa iz
Bugarske, ali uzimajući u obzir sadašnje
parametre snabdevanja iz pravca
Mađarske i geografski položaj čvorišta,
kao početne vrednosti pritiska u Niškoj
energija
Slika 3 Predviđena potrošnja prirodnog gasa u toku godine
Slika 4 Raspodela prečnika magistralnog gasovoda po varijantama
Banji će se razmatrati dve vrednosti 40
bar-a i 50 bar-a. Može se očekivati da
će stvarna vrednost pritiska u Niškoj
Banji biti između ovih vrednosti tako
da dve varijante raspodele prečnika po
deonicama gasovoda kroz istočnu Srbiju
treba razumeti kao granične vrednosti
između kojih će se nalaziti stvarni
prečnici.
S obzirom na diskusiju u prethodnom
poglavlju, a vezano za intenzitet
i karakteristike potrošnje, kao i
geografski položaj pojedinih opština
i potrošačkih centara, razmotriće se i
dimenzionisati gasovodna mreža koja
bi obuhvatila sve opštine u istočnoj
Srbiji, ali i gasovodna mreža koja
ne bi obuhvatila potrošačke centre
u opštinama Majdanpek, Kladovo i
Boljevac. Dakle projektuju se trase
gasovoda i definišu prečnici deonica za
četiri varijante:
I varijanta: Snabdevanje svih
razmatranih potrošačkih centara,
pritisak na ulazu 50 bar-a
II varijanta: Snabdevanje svih
razmatranih potrošačkih centara,
pritisak na ulazu 40 bar-a
III varijanta: Snabdevanje razmatranih
potrošačkih centara bez Majdanpeka,
Kladova i Boljevca, pritisak na ulazu 50
bar-a
IV varijanta: Snabdevanje razmatranih
potrošačkih centara bez Majdanpeka,
Kladova i Boljevca, pritisak na ulazu 40
bar-a
Prema napred definisanim varijantama,
varijante I i II, odnosno III i IV
obuhvataju međusobno iste sekcije i to:
- I i II varijanta obuhvataju sekcije od
1 do 16, odnosno magistralne pravce
Niška Banja – Knjaževac – Zaječar,
Zaječar – Vražogrnac – Salaš - Negotin
– Prahovo i Vražogrnac – Rgotina
- Zagrađe – Bor, kao i magistralne
ogranke Zaječar – Boljevac, Zagrađe Crnajka - Majdanpek, Crnajka – Donji
[100]
Milanovac, Prahovo – Brza Palanka
- Kladovo, GRČ – Sokobanja. Ukupna
dužina gasovoda u ovim varijantama
iznosi skoro 350 km.
- III i IV varijanta obuhvataju sekcije
od 1 do 10, odnosno magistralne pravce
Niška Banja – Knjaževac – Zaječar,
Zaječar – Vražogrnac – Salaš - Negotin
– Prahovo i Vražogrnac – Rgotina
- Zagrađe – Bor, kao i magistralni
ogranak GRČ – Sokobanja. Ukupna
dužina gasovoda u ovim varijantama
iznosi oko 180 km.
Za svaku sekciju ovog gasovodnog
sistema je izvršen izbor prečnika
cevovoda i izvršena je provera padova
pritiska u njemu. Raspodela dužina i
prečnika deonica magistralnog gasovoda
za svaku od varijanti je prikazana na
slici 4, a šema magistralnog gasovoda je
data na slici 5.
Potrošnja prirodnog gasa po
potrošačkim centrima je data u tabeli
2. Prema podacima iz ove tabele u
varijantama I i II maksimalna potrošnja
prirodnog gasa, prema kojoj je
dimenzionisan gasovod iznosi 119.800
m3/h. U ovoj potrošnji industrija, kao
kontinualni potrošač, učestvuje sa
28%, a široka potrošnja sa 72%. U
varijantama III i IV kapacitet gasovoda
je dimenzionisan prema nešto nižoj
količini 101.900 m3/h, ali je zato odnos
potrošnje u industriji i širokoj potrošnji
povoljniji (32%:68%).
U Projektu je dalje, u okviru Generalnog
projekta, za svaki potrošački centar
izvršena, na bazi razmotrene veličine
i strukture potrošača, procena razvoja
primarne distributivne mreže.
Definisane su trase razvodnih gasovoda
za svaki potrošački centar. Ove trase
su izabrane tako da obezbede direktno
napajanje svih potrošača snage iznad 1
MW, kao i merno-regulacionih stanica
preko kojih bi se vršilo napajanje
sekundarne distributivne mreže niskog
pritiska. Kapaciteti i lokacije mernoregulacionih stanica su određeni tako
da zadovolje potrebe sektora široke
potrošnje (domaćinstva, komercijalnouslužni sektor, kotlarnice snage ispod 1
MW). Prečnici svih deonica primarne
gasovodne mreže su određeni i izvršena
je provera padova pritisaka u njima tako
da u potpunosti zadovoljavaju tehničke
uslove snabdevanja kako direktno
priključenih korisnika, tako i korisnika
koji će prirodni gas koristiti putem
sekundarne distributivne mreže.
5. Ekonomska ocena
opravdanosti gasifikacije
Za svaku od četiri predložene varijante
u Projektu su određena potrebna
investiciona sredstva za izgradnju,
energija
Slika 5 Šema magistralnog gasovoda kroz istočnu Srbiju
[101]
energija
Tabela 2 Potrošnja prirodnog gasa po potrošačkim centrima
definisani troškovi i prihodi u procesu
realizacije projekta, odnosno izgradnje
i eksploatacije sistema i određene su
vrednosti ekonomskih pokazatelja
isplativosti projekta.
Procenjeni iznosi investicionih ulaganja,
koja obuhvataju magistralni gasovod,
razvodne gasovode po potrošačkim
centrima/opštinama, glavne mernoregulacione stanice i merno-regulacione
stanice varijantama su:
I varijanta
86.450.790 €
II varijanta
98.314.640 €
III varijanta
61.512.560 €
IV varijanta
63.215.360 €
Varijante I i II s obzirom da
podrazumevaju gasifikaciju svih osam
razmatranih opština su investiciono
najintenzivnije. U poređenju varijanti
sa istim ulaznim pritiskom, smanjenje
broja opština i potrošačkih centara
obuhvaćenih projektom gasifikacije,
znači i smanjenje ukupne investicije
za 28,8% ukoliko se porede varijante
I i III, odnosno čak 35,7% ukoliko
se porede varijante II i IV. Pri tome
smanjenje predviđenog konzuma
prirodnog gasa, pa samim tim i prihoda
koji on generiše, iznosi svega 6,9%.
Što se tiče međusobnog poređenja
varijanti koje obuhvataju iste potrošačke
centre, bitna razlika (16,9%) u smislu
investicija se javlja kod varijanti I i II,
dok je kod varijanti III i IV ta razlika
svega 3,4%. Dominantna komponenta
investicionih ulaganja čine ulaganja
u magistralni gasovod (preko 80%),
a potom slede ulaganja u razvodne
gasovode (12 - 16%), i glavne mernoregulacione stanice i merno-regulacione
stanice (1-2,5 %).
Ekonomska analiza predloženih rešenja
je izvršena na osnovu usvojenih
parametara potrošnje i investicija,
pri čemu je izvršena detaljna analiza
njihove dinamike i strukture u obračunu
prihodnih i troškovnih elemenata
projekta. U svim varijantama, projekcije
ekonomskih tokova su izvršene na
period od 30 godina, s obzirom da se
radi o strateškom, infrastrukturnom
projektu čitavog regiona istočne Srbije.
Ukupan period investiranja u zavisnosti
od varijanti traje od 9 do 13 godina.
Prve tri godine se isključivo odnose na
investiranja, a u narednim godinama u
svim varijantama postoji određen stepen
eksploatacije mreže i tekućeg prihoda.
Kao kriterijumi za ekonomsku
evaluaciju su poslužili neto sadašnja
vrednost (NPV), interna stopa
prinosa (IRR) i diskontovani period
povraćaja (DBP). S obzirom da se
radi o strateškom, neophodnom
infrastrukturnom projektu, u proračunu
je korišćena diskontna stopa od 5%.
Uporedni prikaz pokazatelja ekonomske
isplativosti je dat u tabeli 3.
Evidentno je da varijante I i II imaju
pokazatelja ekonomske isplativosti koji
ne ukazuju na ekonomsku rentabilnost
gasifikacije celokupnog područja
istočne Srbije. Razlog za ovo leži u
činjenici da značajno višu investiciju
koju povlači gasifikacija opština
Majdanpek, Kladovo i Boljevac ne prati
i odgovarajući porast konzuma. S druge
strane varijante III i IV imaju pozitivne
pokazatelje ekonomske isplativosti
koji ukazuju na moguću rentabilnost
predloženih rešenja. Varijanta III
sa višim početnim pritiskom nešto
povoljnija, a relativno mala odstupanja
pokazatelja kod varijante IV, bi mogla
da ukažu na izvesnu „otpornost“ ovog
projektnog rešenja i u slučaju nešto
viših investicionih troškova.
Bez obzira na izabrano varijantno
rešenje i dobijene pokazatelje
ekonomske isplativosti nekoliko
činjenica je neophodno uzeti u obzir.
Izgradnju jednog ovakvog gasovodnog
sistema, pored visokih troškova
izgradnje, i relativno dugog perioda
između početka ulaganja i povraćaja
sredstava, karakteriše i relativno
visok stepen ekonomskog rizika. Taj
rizik se odnosi kao na troškovnu,
tako i na prihodovnu stranu. S jedne
strane, nabavne cene prirodnog gasa,
cevovoda, opreme i dr. su u velikoj
meri berzanske kategorije, a njihove
promene u poslednjem periodu teško da
mogu da pruže osnov za dugoročniju
prognozu njihovog kretanja. Sa druge
strane prodajna cena prirodnog gasa u
Srbiji je u dugom periodu bila socijalna
kategorija, sa tek početnim naznakama
da bi mogla da se postavi na tržišne
osnove. Iz tog razloga, dobijene
parametre ekonomske isplativosti
treba prihvatiti uslovno. Neki drugi
cenovni parametri prirodnog gasa,
cevnog materijala i sl. bi mogli da daju
donekle drugačiju sliku isplativosti po
varijantama, ali sa sigurno identičnim
odnosom između varijanti.
6. Ekološke prednosti koriš}
enja prirodnog gasa
Jedna od pretpostavki održivog razvoja
ovog regiona je i energetski racionalno,
ekonomski efikasno i ekološki povoljno
korišćenje energije i to kako u industriji,
tako i u širokoj potrošnji. Trenutna
potrošnja energenata u regionuje
ukazala na dominantno korišćenje
mazuta i uglja, a u manjoj meri
ogrevnog drveta, električne energije i
tečnog naftnog gasa, kao energenata
koji bi se mogli supstituisati prirodnim
gasom.
Na bazi tih podataka određene emisije
štetnih materija po potrošačkim
centrima uzimajući u obzir specifičnosti
potrošnje u svakom od njih.
Rekapitulacija dobijenih podataka
Tabela 3 Pokazatelja ekonomske isplativosti po varijantama
[102]
energija
Tabela 4 Trenutna emisija i moguće procentualno smanjenje uvođenjem prirodnog gasa
je data u tabeli 4. Evidentno je da je
struktura energetske potrošnje u Boru
takva (dominantno korišćenje uglja),
da je to grad sa njavećpm emisijom
štetnih materija. I dok je uticaj emisije
ugljendioksida globalnog karaktera,
emisija oksida azota, sumpordioksida
i čestica direktno utiče na zdravlje
ljudi koji u njemu žive. Negotin, iako
najveći potrošač energije u istočnoj
Srbiji, s obzirom na strukturu korišćenja
energenata (dominantno korišćenje
mazuta), ima znatno manje ekološko
opterećenje usled korišćenja energije.
Interesantno je primetiti da je emisija
nesagorelih ugljovodonika (prvenstveno
metana) najveća u Zaječaru. Do ovoga
dolazi usled znatnog korišćenja čvrstih
goriva (uglja i ogrevnog drveta)
u domaćinstvima, gde ne postoji
mogućnost regulisanog sagorevanja.
Kao posledica emisije metana javlja se
tzv. londonski tip magle.
U tabeli 4 je navedena i mogućnost
procentualnog smanjenja emisije štetnih
materija uvođenjem i korišćenjem
prirodnog gasa. Evidentno je da je
na taj način moguće u potpunosti
eliminisati emisije sumpordioksida i
čestica, smanjiti emisije oksida azota
i nesagorelih ugljovodonika za preko
90% u praktično svim potrošačkim
centrima (jedino je u potrošačkom
centru Negotin redukcija NOx oko
85%) i smanjiti emisiju ugljendioksida
za ukupno 38,1%.
7. Zaklju~ak
Osnovni pravci daljeg razvoja gasne
privrede sadržani su u dokumentima
Strategija razvoja energetike Republike
Srbije do 2015. godine, Prostornom
planu Republike Srbije i Nacionalnom
akcionom planu za gasifikaciju na
teritoriji Republike Srbije. Između
ostalog u tim dokumentima je
definisana potreba gasifikacije istočnog
dela Srbije (Niš – Knjaževac – Bor –
Zaječar – Prahovo). Projektom „Razvoj
gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“
realizovanog u okviru Nacionalnog
investicionog plana za 2008. godinu
je zapravo urađena prethodna studija
opravdanosti, koja je ukazala na
apsolutnu potrebu i racionalnost
ulaganja u gasnu infrastrukturu na ovom
području.
Realizacija rešenja predloženih ovim
projektom bi trebalo da da dodatni
impuls razvoju regiona. To bi trebalo
da bude jasan signal potencijalnim
investitorima da postoji rešenost države
Srbije i opština istočne Srbije da rade
na daljem razvoju regiona. Početak
gasifikacije bi trebalo da pokrene niz
potpuno novih investicija, projekata i
drugih poslovnih aktivnosti na prostoru
istočne Srbije. Takav razvoj treba da
prekine sadašnje negativne trendove i
omogući postepenu revitalizaciju ovog
prostora.
Literatura
1. Grupa autora, Energetski bilans po
opštinama za potrebe gasifikacije,
Projekat „Razvoj gasne infrastrukture
u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki
fakultet, Beograd, 2008.
2. Grupa autora, Generalni projekat
gasifikacije istočne Srbije, Projekat
„Razvoj gasne infrastrukture u
istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki
3. Grupa autora, Prethodna studija
opravdanosti – ekonomska ocena
[103]
opravdanosti gasifikacije, Projekat
„Razvoj gasne infrastrukture u
istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki
4. Grupa autora, Ocena uticaja
gasifikacije na održivi razvoj
područja, Projekat „Razvoj gasne
infrastrukture u istočnoj Srbiji“,
Rudarsko-geološki fakultet, Beograd,
2008.
energija
Rade Guberini}, dip.ing.rud.
JP za PEU, RMU «Soko» Sokobanja
Dr Miodrag Deni}, dipl.ing.rud.
JP za PEU Resavica
Dr Du{ko \ukanovi}, dipl.ing.rud.
JP za PEU, Biro za projektovanje i razvoj Beograd
UDC: 622.324/.332 : 622.279 (497.11)
Perspektive eksploatacije
metana kao energenta
iz ležišta uglja jame
RMU «Soko»
1. Uvod
Rezime
Rudnici sa podzemnom eksploatacijom
uglja provetravaju se tzv. veštačkim
putem - ventilatorima. Za provetravanje
se koriste depresioni ventilatori koji
“isisavaju” vazduh iz jame i na taj
način omogućavaju, preko razlika u
potencijalima, ulazak svežeg vazduha
iz atmosfere u jamu. Ovakav način
provetravanja omogućava odvođenje
jamskih gasova sa radilišta u jami u
atmosferu. Najčešći gasovi u rudnicima
uglja su CH4, CO2 i CO.
Aktivna ležišta u rudnicima uglja koji
posluju u sastavu JP PEU Resavica, nisu
izraženi nosioci metana. Nešto veća
metanoobilnost je u rudnicima “Soko”,
“Vrška Čuka” i “Jarando”.
U okviru ovog rada razmatrena je
mogućnost eksploatacije metana iz jame
RMU „Soko“-Sokobanja, sa aspekta
njene metanoobilnosti.
Pri podzemnoj eksploatciji uglja u atmosferu se izdvajaju velike količine jamskih
gasova i to najčešće ugljendioksida i metana. Navedeni gasovi proizvode efekat
“staklene bašte”.
Aktivna ležišta u rudnicima uglja koji posluju u sastavu JPPEU-Resavica, nisu
izraženi nosioci metana. Nešto veća metanoobilnost je u rudnicima “Soko”, “Vrška
Čuka” i “Jarando”.
U okviru ovog rada razmatrena je mogućnost eksploatacije metana iz jame RMU
„Soko“-Sokobanja, sa aspekta njene metanoobilnosti.
Ključe reči: Metan, metanoobilnost, eksploatacija, jama.
2. Prirodno-geološki uslovi
eksploatacije uglja u jami RMU
”Soko”
- Ugljeni sloj je debljine od 20-30 m, sa
pružanjem istok-zapad i padom prema
severu od 25°-40°;
- U pratećim naslagama dominiraju
stene sa naglašenim učešćem
glinovitih komponenti i nepovoljnim
fizičko-mehaničkim svojstvima;
- Prema dubini zaleganja ugljenog
sloja, ležište pripada grupi rudnika sa
dubinom eksploatacije preko 400 m;
- Hidrogeološki uslovi su složeni i
priliv podzemnih voda u rudarske
radove iznosi cca 30lit/sec;
- Ležište karakteriše opasna ugljena
prašina i izražena sklonost uglja ka
samozapaljenju, tako da je prisutna
opasnost od oksidacionih procesa i
jamskih požara;
- Ležište je nosioc metana, sa
izraženom metanoobilnošću, pa je
jama RMU “Soko” kategorisana
kao metanska.
Ležište mrkog uglja “Soko” pripada
severo-istočnom delu sokobanjskog
tercijernog basena.
Ugalj spada u kvalitetnije vrste
mrkih ugljeva i koristi se za široku i
industrijsku potrošnju. RMU „Soko“
ima godišnju proizvodnju uglja od oko
120.000 tona. Prirodno-geološki uslovi
koji determinišu uslove eksploatacije u
ležištu mrkog uglja „Soko“ su:
- Tektonski uslovi u ležištu su
složeni sa izraženim tektonskim
deformacijama čije su posledice
nepravilni oblici ograničenih
eksploatacionih područja, sa relativno
kratkim dužinama otkopnih polja i
čestim promenama pravca pružanja i
uglova pada slojeva;
Abstract
During underground coal exploatation to atmosphere are delivery of large
quantifies of mining gases, most ofen methane and carbon dioxid. These gases
production greenhouse effect.
Activity deposits in mines of coal, which working in composition JPPEU-Resavica,
there aren′t distinct carries of methane. Mines “Soko”, “Vrška Čuka” and
“Jarando” are some more rich in methane.
In this paper discussed possibility of exploatation methane from shaft RMU
“Soko”-Sokobanja, from aspect its rich in methane.
Key words: methane, rich in methane, exploatation, shaft.
[104]
Rudnik je otvoren sa dva okna, izvozno
i ventilaciono. Niži delovi ležišta
otvaraju se sistemom niskopa u podini
ugljenog sloja. Izrada rudarskih
prostorija vrši se polumehanizovano,
primenom bušačko-minerske
tehnologije za izbijanje, ručnim
utovarom iskopine u grabuljaste
transportere i podgrađivanjem sa
drvenom ili čeličnom podgradom.
Ggeološki uslovi u ležištu uglja
„Soko“ uslovilli su da se, kao osnovni
sistem otkopavanja za sada primenjuje
stubno-komorna metoda sa primenom
tehnologije miniranja. Ova metoda
pripada nemehanizovanim metodama
otkopavanja, pri čemu je mehanizovan
samo odvoz uglja iz otkopa. Miniranje
se vrši metanskim sigurnosnim
eksplozivnim sredstvima.
Jama se provetrava depresiono, pomoću
glavnog ventilatora ugrađenog na izlazu
energija
ventilacionog kanala ventilacionog
okna. Način razvođenja vazduha u jami
je složeni protočni paralelni sistem.
Sva radilišta u jami provetravaju se
separatnim načinom, pomoću cevnih
ventilatora i fleksibilnih cevovoda.
Kontrola gasno-ventilacionih
parametara vrši se operativno i
automatski.
Operativna kontrola gasnoventilacionih parametara vrši se sa
ručnim prenosnim instrumentima od
strane zaduženih lica, o čemu se vodi
propisana evidencija. Automatska
kontrola vrši se pomoću sistema
automatske daljinske kontrole - ADK,
pri čemu se rezultati merenja, preko
monitoring sistema, kontinualno prate
u dispečerskom centru i arhiviraju
u računaru sa mogućnošću analiza.
Pored toga , vrše se i hemijske analize
jamskog vazduha.
Analizom vazduha utvrđuje se sadržaj
kiseonika, metana, ugljen-monoksida,
ugljendioksida, a po potrebi i drugih
opasnih gasova u jamskom vazduhu. O
rezultatima hemijskih analiza jamskog
vazduha takođe se vodi evidencija.
3. Na~in pojavljivanja metana
u ležištu
Nosilac metana u jami RMU «Soko»
je samo ležište uglja, odakle se metan
izdvaja kontinualno, u toku faza
tehnološkog procesa eksploatacije
uglja. Međutim, glavni kolektor gasa
su krovinski nevezani prščari koji se
nalaze na 30-40m od same krovine
ugljenog sloja i u njima se nalazi gas
pod pritiskom.
Informativnim bušenjem utvrđen je
pritisak gasa u kolektoru preko 22 bara.
Tehnološkim procesom otkopavanja,
zarušavanjem krovine, dolazi do
narušavanja koletora gasa i česte su
pojave naglog povećanja koncetracije
metana u radnom prostoru, koje
ponekad iznose i preko 70%. Metan
se sistemom ventilacije jame odvodi u
atmosferu. Međutim, najveće količine
metana ostaju u izolovanim starim
radovima gde smeša vazduha sadrži
konstantno preko 80% metana.
4. Podaci o apsolutnoj i relativnoj
metanoobilnosti u periodu
2000-2008.
Količine metana sa aspekta apsolutne
i relativne metanoobilnosti u periodu
2000-2008. g. uzete su iz elaborata o
bilansu metana u jami RMU ”Soko”.
Za ovu analizu korišćeni su i podaci
sistema ADK (automatske daljinske
kontrole) gasno-ventilacionih
parametara.
Tabela 1 Prikaz apsolutne i relativne metanoobilnosti za period 2000.-2008.
U okviru sistema ADK
Tabela 2 Analize jamskih gasova iza stalnih
gasno-ventialcionih
izolacionih pregrada
parametara, jedan od
mernih uređaja za
kontrolu CH4 postavljen
je u prostoriji ukupne
glavne izlazne vazdušne
struje, PH-170.
U tabeli 1 dat je pregled
apsolutne i relativne
metanoobilnosti za
posmatrani period.
Analizirajući gore navedene vrednosti
s obzirom da apsolutna metanoobilnost
dolazi se do podatka da se iz jame RMU iznosi prko 5m3/min a relativna prelazi
”Soko” sistemom ventilacije za godinu
30m3 CH4 /toni proizvedenog uglja.
dana prosečno izdvoji cca 2.985.408 m3
Količine metana koje se izdvajaju
metana. U izolovanim starim radovima
redovnim putem usled provetravanja
jame ostanu veće količine metana, što
dostižu cca 3.000.000 m3 CH4 na
pokazuju analize jamskog vazduha iz
godišnjem nivou, a u slučaju eventualnog
starih radova.
kontrolisanog odvođenja metana iz starih
radova ova količina bi bila znatno veća.
U tabeli 2 su prikazane analize jamskih
Nakon analize ekonomske opravdanosti
gasova iza izolacionih objekata starih
eksploatacije metana i korišćenja istog
radova.
kao
energenta, koji po svojoj energetskoj
Iz tabele 2 se jasno vidi da su
vrednosti
može da zameni prirodni gas,
koncetracije metana u starim radovima
mogao bi se dati konačan zaključak o
visoke. S obzirom da se radi o velikim
mogućnosti eksploatacije metana iz jame
količinama metana, iste bi se pomoću
RMU”Soko”
primenom odgovarajuće
posebnih cevovoda mogle odvoditi u
tehnolaogije.
odgovarajući sistem.
I ako su količine metana znatne, u
dosadašnjoj praksi rudnika izdvajanje
metana u RMU” Soko” nije vršeno
namenski, sem redovnim putem
odvođenja metana sa radilišta
provetravanjem, u cilju stvaranja
normalnih uslova za rad. Na ovaj
način metan se odvodi prostorijama
izlazne vazdušne struje, preko
ventilacionog okna napolje u atmosferu.
Svojevremeno je u jami bio instaliran
cevovod za degazaciju koji je imao
namenu za odvođenje metana iz
informativnih bušotina koje su bušene
prema kolektoru gasa. U dosadašnjem
radu rudnika nije bilo niti pokušaja
da se na neki način vrši eksploatacija
metana. U par navrata bilo je samo
razgovora o tome.
Zaklju~ak
Posmatrajući ležište RMU ”Soko” sa
aspekta metanoobilnosti može se zaključiti
da se radi o visoko gasonosnom ležištu,
[105]
Literatura
1) N. Vidanović, N. Ilić, M. Jakšić:
„Ekološko sagorevanje uglja
i metana u termoelektranama
ograničenog kapaciteta“, Podzemni
radovi 12 str. 23-27, RGF-Beograd
2003. g.
2) Tehnička dokumentacija RMU
«Soko» Sokobanja
energija
Branko Lekovi}, Vesna Karovi} Mari~i}, Du{an Danilovi}
Rudarsko-geološki fakultet, Beograd
UDC: 696.2.004 : 622.691
Mogućnosti transporta
prirodnog gasa
Uvod
Rezime
Prirodni gas se do potrošača transportuje
odgovarajućim cevovodima, ali kada
je udaljenost između izvora gasa i
potrošača velika (1500 km na moru
ili 5000 km na kopnu) isporuka ovim
načinom postaje nerentabilna, tada se
primenjuje likvefakcija gasa i transport
u tom obliku. Efikasnost ovog načina
je bazirana na činjenici da se procesom
likvefakcije gasa dobija 600 puta manja
zapremina LNG, što je mnogo efikasnije
za transport.
Tečni prirodni gas (liquid natural
gas – LNG) se dobija iz prirodnog
gasa procesom hlađenja tj. primenom
likvefakcije, kojom se gasna faza
prevodi u tečnu fazu. Tom prilikom se
temperatura prirodnog gasa snižava,
od početnih 5° - 10° C, do vrednosti od
-159° C do -162° C, pri atmosferskom
pritisku. Da bi se proces likvefakcije
gasa uspešno obavio, iz njega se
prethodno moraju ukloniti sve nečistoće,
kao što su ugljen-dioksid, razna
jedinjenja sumpora, teži ugljovodonici,
voda, azot i dr.
Proces likvefakcije prirodnog gasa
(metan) može se tako voditi, da se
dobije LNG sastava sa oko 100%
metana, ili da u njemu ipak bude
određena količina drugih komponenti,
što zavisi od zahteva u pogledu sastava
gasa koji ide u gasovodni sistem.
S obzirom na vrlo nisku temperaturu
LNG, veliki problem je održavanje te
temperature na stalnom nivou. Zbog
toga se LNG skladišti u specijalno
izolovanim rezervoarima (sa dvostrukim
zidovima). Međutim, uspešno
održavanje niske temperature LNG nije
isključivo rezultat efekta izolacije, već
se zahvaljujući njegovom isparavanju
na temperaturi ključanja, ona održava
konstantnom.
Zbog nemogućnosti transporta potrebnih količina prirodnog gasa sistemom
klasičnog cevovoda, jer su ovi pretežno kopnenog karaktera, a vrlo često nema
nikakvih drugih načina snabdevanja gasom, razvija se sve više proces likvefakcije
prirodnog gasa.
Zahvaljujući ovom procesu, prirodni gas se iz gasnog stanja može, primenom
odgovarajućih postupaka prevesti u tečno stanje, tečni prirodni gas - LNG.
U takvom stanju, tj. u vidu tečnosti, transformisana je oko 600 puta veća zapremina
gasa, koja se može dalje transportovati specijalnim brodovima do određenih
prijemnih terminala, kada se LNG ponovo prevodi u gasno stanje i mrežom
gasovoda mnogo lakše distribuira.
Razlozi za sve intenzivniju primenu procesa likvefakcije prirodnog gasa, leže u
neravnomernosti između potreba i mogućnosti da se obezbede dovoljne količine
energenata tj. usled nesklada između geografskog položaja resursa i korisnika.
Ključne reči: prirodni gas, likvefakcija, tečni prirodni gas, transport.
Possibilities of Natural Gas Transportation
Due to transportation impossibilities of required quantities of natural gas by
regular pipeline systems, because of their predominant on shore features, and also
taking into account that often no other way of gas supply is possible, liquefaction
natural gas technology has been developing rapidly.
By this process natural gas is converted from gas to liquid phase by putting into
practice suitable techniques resulting in liquid natural gas - LNG.
In this state, i.e. liquefied state of natural gas, 600 times gas volume is transformed,
which then could be transported onward, by special ships to specific receiving
terminals, where LNG is turned into gas phase again and distributed by pipeline
system more easily.
Reasons for more intensive utilisation of liquefaction natural gas technology lie
in disproportion between demands and possibilities to provide adequate natural
gas quantities, i.e. discrepancy between geographic position of resources and
customers.
Key words: natural gas, liquefaction, liquid natural gas, transportation.
1. Priprema prirodnog gasa
Procesi koji prethode samom procesu
likvefakcije prirodnog gasa su:
separacija, stabilizacija kondenzata,
uklanjanje primesa i prerada.
- Separacija
Proces separacije predstavlja prvi
vid pripreme prirodnog gasa. Njime
se razdvaja gas od vode i tečnih
ugljovodonika. Promenom pritiska i
[106]
temperature menja se količina vode
u zasićenom gasu, i to tako da se
povećanjem pritiska količina vode
smanjuje, a povećanjem temperature
količina vode se povećava. Ista
zavisnost od pritiska i temperature
prirodnog gasa važi i za sadržaj tečnih
ugljovodonika u prirodnom gasu.
Osnovni proces je hlađenje gasa
putem njegove ekspanzije. Prvi stepen
energija
ekspanzije obavlja se u primarnom
separatoru, gde dolazi do pada
temperature i pritiska, što izaziva
pojavu kondenzacije pri čemu se deo
vode i tečnih ugljovodonika izdvaja
u vidu tečnosti. Temperatura u ovom
separatoru mora biti nešto viša od
temperature stvaranja hidrata da ne bi
kasnije došlo do smetnji u tehnološkom
procesu.
- Stabilizacija kondenzata
Proces kojim se u gasu povećava
udeo C3 – C5 komponenti, kao i C5+
komponenti u tečnoj fazi naziva se
stabilizacija.
Izdvojeni tečni ugljovodonici
(kondenzat) iz prethodnog procesa
separacije, mogu se uputiti u skladišni
rezervoara jer se oni mogu koristiti
za namešavanje motornih goriva,
u petrohemiji, itd. Ovaj kondenzat
sadrži veće količine metana i etana i na
uslovima koji vladaju u rezervoarima
doći će do njihovog flešovanja, odnosno
prelaska u gasnu fazu. Međutim, njihov
prelazak u gasnu fazu će izazvati i
prelazak dela težih komponenti u gasnu
fazu, a kako tečni ugljovodonici imaju
značajnu ekonomsku vrednost, njih
treba zadržati u tečnoj fazi.
- Izdvajanje primesa iz prirodnog gasa
Budući da prirodni gas prelazi u
tečno stanje hlađenjem do veoma
niskih temperatura, pored izdvajanja
vode i C2+ komponenti, potrebno je
iz njega prethodno ukloniti i ostale,
za proces likvefakcije, nepoželjne
sastojke. To su razni kiseli gasovi
kao ugljen-dioksid, sumporvodonik
i živa. Ovo je neophodno, kako zbog
sprečavanja pojavljivanja problema na
postrojenjima, tako i zbog mogućnosti
njihovog eventualno nekontrolisanog
ispuštanja u okolinu.
Prisustvo bilo kakvih gasova, pa tako
i CO2 i H2S u gasu, ima za posledicu
određeno smanjenje toplotne moći pri
korišćenju a time i njegove prodajne
vrednosti. No, kada je reč o njihovom
prisustvu onda se mora reći, da su oni
nepoželjni iz znatno bitnijih razloga a
to je da izazivaju koroziju svih vodova i
sudova kroz koje prolaze.
- Dehidracija prirodnog gasa
Prirodni gas se u ležišnim uslovima
nalazi u kontaktu sa vodom usled čega
i apsorbuje određenu količinu vode.
Količina vode koju će gas apsorbovati
zavisi od temperatura, pritiska i
hemijskog sastava gasa. Voda se
uklanja iz prirodnog gasa koji odlazi na
likvefakciju iz dva razloga.
Prvi razlog zbog kojeg je neophodno
uklanjanje vode je sprečavanje
smrzavanja vode u cevima postrojenja
za likvefakciju. Prečišćen gas koji se
prevodi u tečno stanje, treba da bude
u potpunosti suv, a dozvoljeni sadržaj
vlage je najviše do 0,01 μg/Nm3.
Drugi je da bi se sprečila mogućnost
stvaranja hidrata, koji se formiraju
u obliku kristala. Primarni uslov
za njihovo stvaranje je postojanje
određenih uslova pritiska i temperature.
Tada u stvari dolazi do interakcije
nekih nižih ugljovodonika (metan,
etan, propan i butan) i slobodne vode,
kada se formiraju relativno nestabilna
jedinjenja, koja imaju izgled snega.
Dodatni uslov za stvaranje hidrata, je
velika brzina strujanja – turbulentni
protok i oscilacije pritiska.
Postupak dehidracije gasa se može
obavljati procesima apsorpcije i
adsorpcije.
Apsorpcija - Gas koji napušta
postrojenje za uklanjanje kiselih gasova
još uvek sadrži određenu količinu vode
u sebi koja potiče i iz samih postupaka
za prečišćavanje, a što je nužna
posledica tretiranja vodenim rastvorima
skoro svih agenasa u prethodnim
procesima prečišćavanja. Kao apsorbent
najviše se primenjuje trietilenglikol,
i to u principu kao apsorbent u
procesu dehidracije svih gasova. Ovaj
proces neposredno prethodi procesu
likvefakcije.
Adsorpcija - U procesu dehidracije
prirodnog gasa pomoću adsorpcije, iz
gasa se izdvaja vodena para koja se
vezuje za površinu adsorbenta i formira
tanak film vode na njegovoj površini.
Kao adsorbent mogu da se koriste
aluminijum-oksid, boksit, silika-gel
itd., ali se ipak u procesu pripreme
gasa za likvefakciju najčešće koriste
molekularna sita. To su sintetički
proizvedeni, vrlo porozni kristali, sa
porama skoro iste veličine.
- Uklanjanje žive
Neka ležišta iz kojih se eksploatiše
prirodni gas, sadrže izvesnu
količinu žive i to najčešće u njenom
elementarnom obliku. Količina žive,
koja se nalazi u prirodnom gasu je
vrlo različita a može iznositi i do 450
μg/Nm3 iz nekih ležišta u Nemačkoj.
Ova količina deluju kao mala, ali s
obzirom na količine prirodnog gasa
koje se tretiraju u LNG postrojenjima,
reč je ipak o velikoj količini žive, koju
prirodni gas sadrži. Živa korozivno
deluje na veliki broj metala, pre svega
na aluminijum, zatim na sve legure
bakra kao i na većinu vrsta čelika.
Zbog toga je količina žive u gasu za
likvefakciju ograničena na 0,01 μg/Nm3.
- Prerada prirodnog gasa
Pod preradom prirodnog gasa
podrazumeva se proces izdvajanja etana,
propana, butana i tečnih ugljovodonika
iz prirodnog gasa. Izdvajanje ovih težih
[107]
komponenti iz gasa ima ekonomsku
osnovu, jer je ekonomičnije izdvojiti
tečne ugljovodonike iz gasa i kao
takve ih prodati. Postoje i određeni
tehnički razlozi za izdvajanje težih
ugljovodonika kao taj što svi ostali
ugljovodonici imaju više temperature
mržnjenja od metana pa se moraju
ukloniti do vrlo niskih koncentracija,
kako bi se sprečilo njihovo mržnjenje i
oštećenje opreme u procesu likvefakcije.
Iz izdvojenih C2+ ugljovodonika mogu
se dobiti etan, propan i butan kao
energetske ili sirovine za hemijsku
industriju. Ugljovodonici C5+ – C10
čine sirovi gazolin, primarni benzin, od
koga se stabilizacijom dobija pogonsko
gorivo.
2. Likvefakcija
Likvefakcija je takav proces pri kome
se gas primenom pogodnih postupaka
na određenim uslovima prevodi u
tečno stanje. Kada je reč o prirodnom
gasu postoje dve metode njegovog
prevođenja u tečno stanje:
- dovođenje stanja prirodnog gasa do
uslova kritičnog stanja, na temperaturi
od –82,5° C i pritisak od 46,3 bara;
- snižavanjem temperature ispod
temperature isparavanja koja je za
metan, na atmosferskom pritisku
–161,15° C i koja se u praksi
primenjuje.
Snižavanje temperature prirodnog gasa
ispod temperature isparavanja tj. do
temperature ključanja, može se postići
primenom tri postupka:
a) ekspanzioni postupak, u kojem
se koristi postojeći visoki pritisak
prirodnog gasa, tako što se vrši stalno
hlađenje gasa pomoću više rashladnih
fluida, najčešće ohlađenim metanom
uzetim iz samog procesa likvefakcije.
Hlađenje rashladnog fluida vrši se
u nekoliko faza, da bi se na kraju
ohlađen rashladni fluid sproveo
u turbinu u kojoj ekspandira, i uz
dalje hlađenje doveo prirodni gas na
željeni nivo odnosno na temperaturu
ključanja. Snaga tj. rad koji se dobija
u ekspanzionoj turbini, služi za pogon
kompresora kojim se komprimuje
rashladni fluid.
b) kaskadni postupak, u kojem se
hlađenje vrši u nekoliko ciklusa i
upotrebljava više vrsta rashladnih
fluida, koji struje kroz izmenjivače
toplote povezane u seriju. Kao
rashladni fluid služe proizvodi
dobijeni u samom procesu
likvefakcije. Karakteristika ovog
procesa je da rashladni fluidi
isparavaju svaki put na različitoj ali
konstantnoj temperaturi.
c) procesi sa mešanim rashladnim
fluidom. To su procesi koji, u sistemu
za rashlađivanje prirodnog gasa,
energija
koriste mešavinu više vrsta rashladnih
fluida, a ujedno se i najviše koriste u
postrojenjima za likvefakciju širom
sveta, (C3MR, MRF, AP-X, Shell
DMR, Axens L.).
Tečni prirodni gas izlazi iz izmenjivača
toplote na pritisku od oko 1,034 bara i
temperaturi od –153,9° C a kao konačan
proizvod, nakon izlaska iz postrojenja
za likvefakciju dostiže temperaturu od
oko -163° C. Dodatni pad temperature
LNG kako bi se što više smanjila
mogućnost njegovog isparavanja u
samim skladišnim rezervoarima postiže
se na dva načina: pothlađivanjem i
finalnim flešovanjem tečnog prirodnog
gasa.
Izbor procesa za likvefakciju prirodnog
gasa vrši se na osnovu analiziranja svih
tehničkih i ekonomskih parametara.
3. Rezervoari
Rezervoari su sastavni delovi procesa za
likvefakciju prirodnog gasa koji služe za
skladištenje tečnog prirodnog gasa, kako
neposredno nakon same likvefakcije,
tako i na prijemnim terminalima.
Svaki rezervoar za tečni gas sastoji se
najčešće od spoljašnjeg i unutrašnjeg
zida između kojih je smeštena toplotna
izolacija. Spoljašnji zid ima zadatak
da štiti izolaciju i unutrašnji zid
od spoljašnjih uticaja (udar, požar,
eksplozija, potres). Spoljašnji zid služi
i kao zaštita okoline od eventualnog
izliva LNG iz unutrašnjeg rezervoara.
Svaki rezervoar ima mogućnost
uvođenja LNG na različitim visinama
unutar rezervoara pomoću kolone za
utovar i istovar, koja se nalazi unutar
rezervoara i prolazi po njegovoj sredini
što omogućava mešanje više vrsta LNG
različite temperature tj. gustine.
Temperatura u rezervoaru će biti
konstantna ukoliko je i pritisak
konstantan, što se obezbeđuje
odvođenjem isparenog gasa. Ispareni
gas se sakuplja i koristi se kao pogonsko
gorivo u proizvodnji na samoj lokaciji
ili na brodu koji ga transportuje.
Rezervoari za tečni prirodni gas se dele
u tri različite grupe:
- rezervoari koji su konstruisani tako
da se samo od unutrašnjeg rezervoara
očekuje da bude u kontaktu sa fluidom
(LNG).
- rezervoari koji su tako konstruisani da
i unutrašnji i spoljašnji rezervoar budu
u mogućnosti da nezavisno skladište
fluid.
- rezervoari slični drugoj grupi, sa
tom razlikom da kod ovih rezervoara
spoljašnji rezervoar može da kontroliše
«izlazak» gasa kao posledice curenja
i isparavanja tj. međuprostor je
hermetički zatvoren.
Rezervoari se takođe, dele i na osnovu
pozicije prema tlu tako da mogu biti:
nadzemni, poluukopani i potpuno
ukopani.
Izbor tipa rezervoara za LNG se bira
za svako postrojenje na osnovu glavnih
kriterijuma kao što su: bezbednost, cena
i stepen isparavanja LNG.
4. Transport prirodnog gasa
Gradnja podmorskih gasovoda zahteva
velika investiciona sredstva, pa je stoga
osnovni kriterijum pri donošenju odluke
o eventualnoj gradnji udaljenost koju
treba savladati. Postoji ograničena
udaljenost preko koje je transport
podmorskim cevovodom neekonomičan,
pa je tada transport LNG brodovima,
jedino moguće rešenje.
- 1959. Prvi brod za prevoz tečnog
prirodnog gasa «Methane Pioneer»
kapaciteta 5.000 m3 bio je u stvari
rekonstruisani tanker i plovio je od
Lake Charles (SAD) do Canvey Island
(UK) čime je dokazana mogućnost
transporta velikih količina LNG preko
okeana.
- 1964. Smatra se za pravi početak
LNG industrije. Pronalaskom velikih
količina prirodnog gasa u alžirskom
delu Sahare, izgradnjom gasovoda do
luke Arzew na Sredozemnom moru,
odnosno izgradnjom postrojenja za
likvefakciju kapaciteta 1,1 miliona
tona godišnje, stvoreni su uslovi za
isporuku LNG iz Alžira za Veliku
Britaniju pomoću potpuno novih
brodova specijalizovanih za transport
LNG («Methane Princes» i «Methane
Progress», kapaciteta 27.500 m3).
Uporedo sa tim, izgrađeni su prijemni
terminali za tečni prirodni gas u
Španiji, Francuskoj, Belgiji i Velikoj
Britaniji. Time je započela intenzivna
proizvodnja i LNG, ali i brodova
za njegov transport. Izgrađena su
postrojenja na Aljasci (1969), u Libiji
(1970), u Indoneziji i Abu Dabiju
(1977), u Maleziji (1983) itd.
- Brodovi za transport LNG
Brodovi za prevoz LNG mogu se
podeliti na osnovu više kriterijuma.
Uobičajeno je da se podela vrši
u zavisnosti od kapaciteta, zatim
prema vrsti pogona broda i prema
konstruktivnom rešenju rezervoara za
LNG, tako da postoje sledeće podele:
Prema vrsti pogona broda dele se na: sa
parnom turbinom; sa dizel motorom; sa
kombinovanim sistemom (parne turbine
i dizel motor)
Prema konstruktivnom rešenju
rezervoara za LNG dele se na brodove:
sa Moss – ovim sferičnim rezervoarima;
sa membranskim tipom rezervoara.
Uobičajena veličina brodova za
transport LNG je do nedavno bila
između 135.000 m3 i 145.000 m3
Slika 1 Postrojenje za LNG u Omanu, kapaciteta 6,5 miliona tona godišnje
[108]
energija
međutim sadašnji trend je povećanje
kapaciteta na 260.000 m3.
Brodovi za prevoz LNG se znatno
razlikuju od tankera, tj. brodova kojima
se vrši prevoz nafte i njenih derivata.
Te razlike proističu iz specifičnih
karakteristika LNG kao što su: vrlo
niska temperatura, mala gustina, velika
toplota isparavanja, mala viskoznost,
potencijalna eksplozivnost.
Najveći problem pri izgradnji brodova
za transport LNG predstavlja zapravo
izbor materijala za izradu prostorakontejnera za sam LNG, zbog njegove
niske temperature od -161° C. Zbog
toga veliki značaj imaju materijali kao
aluminijum i neke njegove legure, zatim
visoko legirani čelik (sa 9% Ni), koji su
zbog svojih dobrih niskotemperaturnih
karakteristika našli primenu u izgradnji
rezervoara za LNG.
Postojanje gubitaka, u vidu gasa
koji je ispario, pri transportu LNG je
neminovno, te kao osnovno merilo
ekonomičnosti njegovog transporta služi
stepen isparavanja gasa BOR (Boil off
Rate). Budući da je potpuna toplotna
izolacija kontejnera teorijski nemoguća,
mora se računati sa gubicima u
transportu. Prosečan stepen isparavanja
u početnim godinama ovog vida
transporta iznosio je oko 0,15% dnevno,
ali se najnovijim konstrukcijama
brodova i primenom novih materijala
za izolaciju, gubici isparavanja mogu
svesti na vrednost od 0,07% dnevno.
- Opasnosti usled izlivanja LNG
Eventualna opasnost od havarije broda
sa LNG podrazumeva u najvećem
broju slučajeva stvaranje pukotine na
rezervoaru i njegovog eventualnog
curenja u okolnu morsku vodu, a koje
zavisi od više faktora: vrsta, mesto i
način nastanka pukotine; oblik broda,
njegova konstrukcija, tonaža; materijali
od kojih je brod napravljen; konstrukcije
i veličine samih rezevoara; količina
LNG koja ističe.
Ako se dogodi teža havarija i tom
prilikom dođe do izlivanja LNG u vodu
i požara, važni su sledećih faktori:
brzina i trajanje sagorevanja odnosno
nivo toplotnog zračenja.
Do sada se nije dogodio ni jedan
ozbiljan incident sa izlivom tereta (gasa)
iz brodova za prevoz LNG.
5. Terminali za otpremu i prijem
Utovar LNG na brodove i njegov
istovar zahteva postojanje otpremnih
i prijemnih terminala. Terminali za
utovar LNG (otpremni) su obično u
blizini postrojenja za likvefakciju a
terminali za istovar LNG (prijemni) su
obično u blizini skladišnih rezervoara i
regasifikacionih postrojenja.
Na prijemnom terminalu odvija se niz
procesa: prijem istovarene količine
LNG sa brodova, skladištenje LNG
u rezervoarima, isparavanje LNG i
isporuka gasa u distributivnu mrežu.
Svaki prijemni terminal je projektovan
tako da može uvek da isporuči planirane
količine gasa u distributivnu mrežu i da
skladišti unapred utvrđene minimalne
količine LNG.
Prijemni terminal sastoji se iz:
1) Sistema za istovar brodova; 2)
Skladišnih rezervoara; 3) Sistema
za regasifikaciju LNG; 4) LNG
pumpi niskog i visokog pritiska; 5)
Sistema za rukovođenje isparenim
gasom; 6) Rekondenzera; 7) Sistema
za odorizaciju; 8) Prateće opreme
(cevovodi, ventili, kontrolni i sigurnosni
sistemi); i 9) Infrastrukture.
6. Tržište te~nog prorodnog
gasa
Glavni svetski izvoznik LNG je Katar
sa 29,4 miliona tona godišnje. Malezija
zauzima drugo mesto sa 22 miliona
tona, Indonezija je treća, Alžir četvrti a
Nigerija peta.
Najveći uvoznik je Japan, a slede
Koreja, Španija, SAD i Francuska.
Region Pacifika je još uvek najveće
tržište LNG ali se obim trgovine u
Atlantskom regionu povećava; tako
da je svetski obim trgovine oko 170
miliona tona godišnje.
Trenutno u svetu postoje 22 postrojenja
za likvefakciju prirodnog gasa u 16
zemalja, sa ukupnim kapacitetom koji je
veći od 430 miliona m3 LNG godišnje.
Širom sveta postoji 58 postrojenja
za regasifikaciju LNG, sa ukupnim
kapacitetom 542 milijarde m3 gasa.
7. Zaklju~ak
U poslednjoj deceniji zabeležen je
konstantan rast potrošnje primarne
energije pri čemu se učešće prirodnog
gasa u 2008. godini povećalo na 23,6%
od ukupne primarne energije što
predstavlja rast od 4,8% u odnosu na
1997.
Transportom prirodnog gasa u obliku
LNG ostvaruje se povezivanje između
zemalja uvoznika i zemalja izvoznika
prirodnog gasa koje je inače nemoguće
putem gasovoda, na primer između
SAD i Nigerije, Japana i Australije,
Katara i Španije i Kine. Ovakav
vid transporta, pojedinim zemljama
predstavlja zapravo jedini način uvoza
gasa (Japan, Južna Koreja, Tajland
itd.) dok drugim zemljama omogućava
diversifikaciju snabdevanja gasom.
U vrlo kratkom periodu količine
transportovanog gasa u obliku LNG
su se udvostručile, prilikom čega
treba napomenuti da najveće zemlje
sveta tek ulaze u na tržište LNG.
Naime, u Kini i Indiji započeta je
[109]
izgradnja niza prijemnih terminala
sa velikim mogućnostima daljeg
povećanja uvoznog kapaciteta na
različitim lokacijama, dok je u Rusiji
nedavno izgrađeno prvo postrojenje za
likvefakciju prirodnog gasa na Sahalinu
– omogućava snabdevanje Japana,
Južne Koreje i SAD.
Jedna od osnovnih prednosti transporta
prirodnog gasa u obliku LNG (pored
povezivanja vrlo udaljenih proizvođača
i potrošača) je i isključivanje treće
strane tokom transporta. U vrlo malom
broju slučajeva gasovod prolazi samo
kroz zemlje izvoznice i uvoznice dok u
većini slučajeva gasovod prolazi kroz
barem jednu ako ne i više zemalja.
Transportom u vidu LNG omogućava
se direktna veza između izvoznika i
uvoznika čime se eliminišu problemi
u snabdevanju usled političkih i
ekonomskih nestabilnosti drugih
zemalja.
Izgradnja postrojenja za proizvodnju
LNG je veoma skupa. Mogućnosti
LNG industrije da nastavi da bude
konkurentan vid transporta gasa zavisiće
u prvom redu od njenog uspeha u
smanjivanju troškova proizvodnje LNG
u svakom njenom segmentu. Stoga će
budućnost zavisiti od razvoja novih
tehnološka rešenja kako bi se povećala
efikasnost samog procesa likvefakcije
i povećao kapacitet proizvodnje
postrojenja uz smanjenje kapitalnih i
operativnih troškova.
Literatura
1. Dillon M.I., Heyman E.C.,
Klinkenbijl J.M.: »Gas pre-treatment
and their impact on liquefaction
processes«, Shell, Gpa Nashville TE
Meeting, 1999.
2. Koren J., Richardson P.W.: »LNG
shipping world changing«,O&G
Journal, April 9, 2007.
3. Ryan R.G., Bowkley C., Baruch P.:
»LNG′s Evolution«, O&G Journal,
July 16, 2001.
4. Shukri T.: »LNG Technology
Selection«, UK, 2004.
5. Trifunović J.: »Poboljšanje
mogućnosti transporta prirodnog gasa
metodom lekvefakcije«, Diplomski
rad, RGF, 2008.
6. »LNG Technologies« - www.tokyogas.co.jp
7. www.lngcleanenergy.com
8. www.shell.com
energija
Thomas Franta
Aquanova, Zagersdorf, Österreich
Milo{ @ivanov, Mio{ Slankamenac
Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad
UDC: 621.313.12 : 621.6.031/.05
Hidraulična impulsna
metoda za oporavak bušotina
za vodu
1 Uvod
Rezime
Ako delujemo hidro impulsima na filter i
formaciju u blizini filtera u bušotinama,
možemo uticati na materijal koji je
deponovan u fiflteru i u blizini filtra. Ove
impulse možemo proizvoditi mehaničkim
putem ili elektromehaničkim putem.
U ovom radu razmatramo mehaničku
metoda kojom se stvraju hidraulični
impulsi. Impulsna sistem «Hydropuls»
je metoda primene hidro impulsa za
povećanje i/ili oporavak proizvodnih
kapaciteta bunara i bušotina kao i za
regeneraciju piezo bunara i bušotina.
Ovu metodu izvodi firma Aquanova.
Osnovni fizički princip rada stvaranja
impulsa je trenutna ekspanzija visoko
kompriminovanog gasa ili tečnosti. Ovaj
princip je u upotrebi početkom pedesetih
godina prošlog veka kako u seizmičkim
istaživanjima tako i u proizvodnji nafte
i gasa sa različitim zadacima. Početkom
devedesetih prva modifikacija impulsne
tehnike razvijena je za proces oporavka,
regeneracije bunara.
Glavna prednost ove metode je sa
ekološke tačke gledišta da je kompletno
neškodljiva, jer za vreme primene nema
opasnih efekata na okolinu, jer nema
prodiranja u bušotinu štetnih materijala
kao što su hemikalije i eksplozivni
gasova
U radu je prikazana hidraulična metoda koja primenjuje hidro impulse za povećanje
i/ili oporavak proizvodnih kapaciteta bunara i bušotina kao i za regeneraciju piezo
bunara. Osnovni fizički princip rada stvaranja impulsa je trenutna ekspanzija visoko
kompriminovanog gasa ili tečnosti. Impulsni generator je opremljen sistemom ventila
koji su sposobni da oslobode akumulisanu energiju u obliku visokog pritiska gasa
(ili vode) i u veoma kratkom intervalu vremena (milisekunde) otvaranjem velikog
otvora čime se stvara hidraulični udarni talas. Naizmeničnom smenom ovih efekata,
udarnog i usisavajućeg talasa, proizvodi se efekat oslobađanja finih frakcija, sintera,
sedimentnih naslaga itd. koje su unete u ispunu filtera i porni prostor vodonosne
formacije. Prikazano je nekoliko primera upotrebe ove metode.
2. Principi rada
Princip rada je zasnovan na činjenici da
pulsiranje malih porcija gasa (ili vode)
koji se nalazi pod visokim pritiskom
a relizovano impulsnim generatorom
(koji se zapušta u bunar ili bušotinu
na fleksibilnom crevu) stvara niz
impulsa pritiska. Impulsni generator
je opremljen sistemom ventila koji su
sposobni da oslobode akumulisanu
energiju u obliku visokog pritiska gasa
Hydraulic Pulse Method for the Water Wells Recovery
In this paper was presented a hydraulic pulse process for the increase and/or
recovery of the productivity of wells and drillings as well as for the re-establishment
of the operability of groundwater measuring points. The origin based of the pulse
production by the sudden expansion of highly compressed gas or liquids. The
pulse generator is equipped with a valve system, being able to release accumulated
energy in form of high-pressure gas or water in very short response times
(milliseconds) by opening large cross sections developing hydraulic shock waves.
The alternating effect of the pressure load and release is causing a loosening of the
fine fractions, sinterings, sedimentary depositions etc. which were in-rinsed into the
gravel filling and the pore area of the aquifer. Several examples are presented.
(ili vode) i veoma kratkom intervalu
vremena (milisekunde) otvaranjem
velikog otvora čime se stvara hidraulični
udarni talas. U isto vreme zahvaljujući
trenutnoj promeni zapremine dolazi do
efekta kavitacije, stvaranje «vakumskog
mehura», koji proizvodi «usisavajući
talas» po kolapsu mehura.
Naizmeničnom smenom ovih efekata,
udarnog i usisavajućeg talasa, proizvodi
se efekat oslobađanja finih frakcija,
sintera, sedimentnih naslaga itd. koje
su unete u ispunu filtera i porni prostor
vodonosne formacije (akvifajera).
Ovako oslobođene čestice transportuju
se usisnim talasom u centar bunara
odakle se potom ispumpavaju. Proces
je certifikovan po DVGW tehničkom
biltenu W 130.
[110]
2.1. Karakteristika postupka
Najvažnije karakteristike postupka
generisanja impulsa su:
• brzina stvaranja impulsa je 2000 m/s,
aproksimativno i može se podešavati
u specifičnom opsegu tokom
operacije
• stvaranje mekih impulsa, zahvaljujući
čime se mogu tretirati razni materijali
od kojih su izrađeni filteri, primer
polivinil hlorida (PVC), kamen itd.
• stvaranje niza impulsa pritiska može
se menjati tokom operacije radi
prilagođenja karakteristikama bunara
i mogu biti «više intenzivni» ili «više
nežni»
• nivo inicijalnog pritiska impulsa
može se takođe menjati i time
prilagoditi uslovima u bunaru
energija
• brza, isplativa aplikacija sa malim
operativnim troškovima
Slika 1 Primeri primene hidraulične impulsne metode. Gore su prikazane
bušotine pre primene, a dole posle primene
2.2. Prednosti
U odnosu na druge tehnologije prednost
‘’hidropuls” tehnologije u dubini
delovanja u susedne slojeve (do 25 m),
stoga otvarnje pora u slojevima za vodu,
pokreće prisutne nečistoće i preuređuje
‘’gravel pak’’. Proces posebno
pripremljen pruža mogućnost specijalno
usmereni tretman prema lokalno jako
zaprljane slojeve. Sa¸ekološke tačke
gledišta ‘’hidropuls” je kompletno
neškodljiv, jer za vreme primene nema
opasnih efekata na okolinu, jer nema
prodiranja u bušotinu štetnih materijala
kao što su hemikalije i eksplozivni
gasova.
Pre primene ove metode potrebno je
snimiti stanje u bušotini sa bušotinskom
video kamerom. Kada se na osnovu
snimka i drugih podataka o bušotini
donosi se odluka da se na konkretnoj
bušotini može primeniti ‘’hidropuls’’
tehnologija. Na slici 1. prikazana su
dva primera primene hidro-impulsne
metode. Iznad su dati snimci bušotina
pre delovanja hidro impulsa, a dole
posle delovanja impulsa.
2.2. Sastav opreme
Da bi se mogla primeniti hidro-imulsna
metoda, potrebno je imati odgovarajuću
opremu. S obzirom na zadatke koje
treba da ostvari oprema je prilično
kompleksna. Na slici 2 prikazani su
delovi opreme. Kompresor ili boca pod
pritiskom (1) treba da obezbedi vazduh
pod određenim pritiskom. Elektrićni
generator (2) treba da generiše potrebnu
električnu energiju. Na bunju (3) se
nalazi savitljivo crevo (6) preko kog
se prenosi vazduh pod pritiskom u
bušotinu. Od dužine creva zavisi dubina
primene. Uobičajeno je da je dužina
creva oko 300 m, a može da bude i
duže. Čitav postupak se upravlja preko
upravljačke jedinice (4). Za spuštanje
creva služi nam tronožac sa koturačom
(5). Impulse u bušotini stvara impulsni
generator (7). Oslobodjene čestce I
materijal treba izbaciti napolje, za šta
nam služi dubinska pumpa (8).
U tabeli T1 date su karakteristike tri tipa
generatora. Oblasti primene su bunari i
istražne bušotine i injekcioine bušotine.
Dati su prečnici bušotina i i dubine rada.
Dalje date su karakteristike generatora:
dužina impulsnog generatora, prečnik
impulsnog generatora, težina i radni
pritisak, kojim može biti podešljiv.
Važne karakteristike su i ubačena
energija kod jednog tretmana i bočna
dubina delovanja impulsa u sloju.
Na slici 3 prikazan je izgled generatora
i bubnja sa savitljivim crevom, kao
Tabela T1
Karakteristike impulsnih generatora
i jedan snimak delovanja impulsa na
vodu u buretu.
3. Prakti~ni primeri
U tabeli T2 prikazane su oblasti primene
hidro-impulsne metode. Vidi se da su
primene za:
Izdvajanje sirovog materijala,
regeneraciju bušotina i za seizmiku. U
tabeli su prikazane: tehnologija, dubina
primene, opseg prečnika bušotina i
materijali za radne cevi.
[111]
U tabeli T3 prikazana su četiri primera
primene ove metode. Prikazani
su primeri za izbacivanje sirovog
materijala iz dubljih bušotina i u plićim
bušotinama. Vidi se da je u svim ovim
bušotinama povećana proizvodnja vode.
Kao što smo rekli ovaj servis kod
nas radi firma Aquanova. Pored toga
Aquanova obezbeđuje specijalizovane
servise u proizvodnji kako pitke
vode , tako i industrijske vode (video
inspekciju sa bušotinskim kamerama,
energija
Slika 2 Prikaz opreme koja se koristi za hidro impulsnu metodu
[112]
energija
regeneraciju korišćenjem hydropuls®
technologijom, četkanje, čišćenje
peska sa tehnikama produvavanja).
Aquanova daje rešenja za različite
zahteve korisnika, od prostog popravka i
regeneracije/oporavka izvora pitke vode
do kompletnih rešenja ‘’pod ključ’’.
Tabela T2 Oblasti primene
4. Zaklju~ak
Stvaranjem snažnih mehaničkih impulsa
u bušotinama za vodu mogu se otkloniti
razne štetne naslage u filteru i okolnom
prostoru u bušotinami. Hidraulična
impulsna metoda se može iskoristi za
poboljšanje perfomansi starijih bunara.
Primenjuje se u plićim bušotinama,
što zavisi od raspoložive opreme.
Ova metoda se koristi i za seizmička
ispitivanja terena. Ova metoda je sa
ekološkog aspekta bezbedna jer u
radu se koriste voda i vazduh, te nema
zagađivanja bušotina.
Tabela T3 Primeri primena
Literatura
1. Thomas Franta, ‘’Presentation
of Hydropulse technology’’, I
simpozijum za merenja u bušotinama
za vodu, Novi Sad, april, 2008.
2. S.J. Betterly1, M.A. Speece1
R.H. Levy, D.M. Harwood, &
S.A. Henrys, “A Novel Over-SeaIce Seismic Reflection Survey in
McMurdo Sound”, Antarctica Terra
Antartica 2007, 14(2), 97-106
3. Haney, M. M.; Sheiman, J. L.;
Snieder, R.K.; Losh, S., , First
seismic observation of a fluid pulse
propagating along a fault, American
Geophysical Union, Fall Meeting
2004, abstract #T23A-0565
Slika 3 Prikaz opreme: (a) Generator GII sa centralizerom, (b) Efekat impulsa i (c) Bubanj sa crevom i generatorom
(a)
(b)
[113]
(c)
energija
Brki} Miodrag, Laslo Na|, Viktor Dogan, Milo{ @ivanov
Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad
UDC: 665.61 : 553.08 : 550.832
Jedno rešenje za realizaciju
prenosa informacija u
sistemima za geofizički
karotaž
1. Bušotinska GFK merenja
Rezime
U procesu izrade bušotina, radi
određivanja geoloških i fizičkih
svojstava formacija zemljine kore
potrebno je izvesti merenja različitih
geofizičkih veličina – ova merenja
zajedničkim imenom se nazivaju
geofizičko-karotažna (GFK) merenja.
Merenja se izvode pomoću sondi koje
se spuštaju na dno bušotine a potom
podižu konstantnom brzinom, tako da se
merenje i slanje izmerenih parametara
ka površinskoj jedinici odvija
istovremeno.
Sonde u svom sastavu sadrže: senzore
kojima se meri veličina koja je od
interesa, elektroniku za obradu signala
sa senzora i komunikaciju, kao i
mehanički sklop. U industrijskoj praksi
je uobičajeno da se više sondi povezuje
u niz, u električnom i u mehaničkom
smislu, a ovakva celina naziva se string.
Pošto senzori koji se nalaze u sklopu
mernih sondi stalno daju informaciju
o merenoj veličini, potrebno je da se
ovi signali pre slanja uobliče u formu
koja je tačno zadata unapred utvrđenim
komunikacionim protokolom.
Osnovni delovi GFK sistema su
(slika 1) :
1 – površinska jedinica za analizu i
nadgledanje merenih rezultata,
2 – kabel za spuštanje sonde kroz
ispitivanu bušotinu i komunikacioni
link između mernih instrumenata i
površinske jedinice
3 – merne sonde.
Sa druge strane elektromehaničkog
kabla pored opreme za spuštanje
i podizanje sondi nalazi se
kompjuterizovana površinska jedinica,
sa opremom za analizu i prezentaciju
podataka.
Za potrebe merenja geofizičkih parametara u bušotinama razvijen je sistem za
prenos informacija pri geofizičkim merenjima. Sistem je unapređena verzija
rešenja koje se uobičajeno koristi u ovim aplikacijama. Prenos podataka se obavlja
istom linijom kao i napajanje sondi, utiskivanjem impulsa u DC napon. Kritične
karakteristike ovih sistema su robustnost, pouzdanost i minimalni utrošak energije.
U ovom radu dato je kako ovo rešenje omogućava poboljšanje pouzdanosti prenosa
i potrošnje. Prikazani su simulacioni i praktični rezultati. Istovremeno, ovaj sistem
obavlja funkciju izvora napajanja za različite tipove geofizičkih sondi.
Ključne reči: Akvizicija podataka, bušotine, geofizička merenja, prenos podataka
One Solution for Realisation of Data Transfer in Borehole
Measurement Systems
For measuring parameters in borehole exploration facilities a system for data
transfer is developed. The system is improved version of the solution that is usually
used in these applications. Data transfer is done by the same wire as power source,
by inserting impulses in DC voltage. Critical characteristics of this system are
robustness, reliability and minimum of power consummation. This paper presents
a solution for improvement of reliability of data transfer and consummation.
Simulation and practical results are presented. Also, this system acts power source
for various type of borehole tools.
Key words: Data aquasition, Boreholes, Well logging, Data transfer
Slika 1 GFK sistem za ispitivanje
bušotina
2. Podsistem za prenos
podataka
Podsistem za prenos podataka
pri bušotinskim merenjima služi
prvenstveno za prenos mernih podataka
sa sondi do računara u površinskoj
jedinici, u formi električnih impulsa,
sa unapred definisanim naponskim
nivoima i trajanjima u skladu sa
komunikacionim protokolom.
Pošto sonde i senzori sadrže elektroniku
i za čije funkcionisanje je potrebno
napajanje, ono ne može drugačije do
njih biti sprovedeno nego preko ovog
sistema. Pošto je elektromehanički
kabl najčešće jednožilni sa oplatom
kao povratnim vodom, napajanje i
podaci se šalju istom linijom, te je
ovim podsistemom potrebno izvršiti
[114]
energija
mogu trajati desetine
sati i znaju biti
izuzetno skupa,
pouzdanost sistema
je od krucijalnog
značaja.
Problemi koji
se pojavljuju pri
prenosu:
1. Zbog specifičnosti
Slika 3 Blok šema podsistema za razdvajanje napona
izrade kabla (čelična
i signala
sajla, materijal
za dielektrik,
geometrija...) on
ima malu podužnu
otpornost, od oko
25 Ω/km), ali zato
veliku podužnu
kapacitivnost (od
oko 200 pF/m),
tako da je i ukupna
kapacitivnost kabla
velika, što kao
posledicu ima veliko prigušenje brzih
razdvajanje jednosmerne komponente
signala. Ovo uzrokuje da se kabel
od komunikacionih signala. Da bi se
ponaša kao NF filtar, što je ujedno i
to moglo što jednostavnije izvršiti
njegov glavni nedostak. Iz ovog razloga
informacije koje se prenose se prvo
dugačak elektromehanički kabel ne
obrade u signal koji je pogodan za
može
da prenosi visokofrekvencijske
prenos, u oblik kontrolisane povorke
signale.
negativnih naponski impulsa unapred
2. Kako se u stringu sondi postavljaju i
definisanog trajanja. Ovi impulsi se
određeni tipovi sondi koje funkcionišu
„utiskuju” u napon (obaraju napon)
tako što kratkotrajno utiču na
na liniji (slika 2), te se lako detektuju
vrednost napajanja (obaraju napajanje
na prijemnoj strani. Prednosti ove
oscilacijama čija je srednja učestanost
vrste prenosa signala su jednostavna
svega nekoliko Hz), potrebno je
realizacija i robustnost predajnog
u obradi signala isfiltrirati signale
i prijemnog sistema, kao i velika
sigurnost pravilnog prenosu podataka, a frekvencija bliskih nuli (do 10Hz), čime
se uklanja i jednosmerna komponenta
mana je mala brzina prenosa (teoretski
(napajanje).
maksimum za impulse širine 50μs
je 10kHz). U većini slučajeva nema
3. Prilikom povećanja broja impulsa
potrebe za slanjem veće količine
povećava se i potrošnja sistema
informacija, a pošto geofizička merenja
za predaju signala, koja može biti
Slika 2 Impulsi utisnuti u napajanje
dominatna u celokupnoj potrošnji
sonde.
Da bi podsistem za prenos podatak
mogao pravilno da funkcioniše, ključno
je konstruisati ulazni deo sonde (linijski
drajver, slika 3) tako da uspešno
zadovoljava sve prethodno navedene
zahteve.
3. Opis sistema
Geofizički podsistem za prenos
podataka se sastoji od površinske
jedinice za komunikaciju i geofizičke
sonde, slika 4.
Površinska jedinica mora da obezbedi
napajanje sonde, kao i izdvajanje
impulsa iz napona na liniji, slika 5.
Napon napajanja ne sme se direktno
povezati na liniju, pošto bi svojom
malom otpornošću onemogućavao
promene napona na liniji, tako da se
on povezuje preko otpornika relativno
velike otpornosti (reda stotina oma),
ili se koristi strujni izvor. U praksi se
bolji rezultati dobijaju naponskim
izvorom, te se on česće koristi. Radi
kompenzacije gubitaka zbog velike
dužine kabla, koristi se relativno visok
jednosmerni napon, od 50V do 150V.
Direktno na liniju spojen je i pasivni
VF filtar vrlo niske granične frekvencije
(0.5Hz), njegova funkcija je da razdvoji
impulse od jednosmerne komponente,
kao i da donekle oslabi niskofrekvetne
smetnje od drugih sondi (pomenute
u prethodnom poglavlju). Atenuator
po potrebi slabi signale na naponske
nivoe koji su u granicama napona koje
elektronika u sledećim blokovima može
obradjivati. Aktivni VF filtar dodatno
slabi NF smetnje, aktivni NF filtar od
30kHz uklanja sve komponente signala
na polovini frekvencije odabiranja,
Slika 4 Blok šema GFK podsistema za prenos podataka
pri čemu ne utiče značajno na oblik
impulsa. AD konvertor digitalizuje
signal i šalje ga na PC radi dalje obrade.
Da bi geofizička sonda mogla podatke
poslati preko linije, potrebno je da
iskoristi napon sa linije kao izvor
napajanja, i da istovremeno utisne
impulse u liniju, slika 6.
Na slici 7 se vidi šema prenaponske
zaštite sonde koja je izvedena pomoću
dioda D3-D7 i releja. Kada na ulazu
sonde naiđe napon viši od zbira
Slika 5 Blok šema površinske jedinice
[115]
energija
Slika 6 Blok šema geofizičke sonde
Slika 7 Prenaponska zaštita
Slika 8 Podnaponska zaštita i prekidački
stabilizator
režimu i samim tim
ima veliku efikasnost.
Za prenaponsku zaštitu
iskorišćen je ENABLE
pin ovog kola, koje
koristimo u kombinaciji
sa zener diodama D9-D11
i tranzistorom Q3, koji
omogućavaju da kolo počne
sa radom tek kad napon
dostigne željenu vrednost (u
našem slučaju 35 V).
Dodatni prekidački
stabilizator smanjuje napon
na vrednost koja se dalje
koristi u elektronici sonde.
Senzorika sonde izmeri
informacije od interesa,
transformiše u niz impulsa i
pošalje linijskom drajveru.
4.Linijski drajver
probojnih napona redno
vezanih dioda će provesti
i relej ce isključiti ostatak
sonde.
Podnaponska zaštita i
prekidački stabilizator
čine jednu celinu,
prikazanu na slici 8. Kao
stabilizator iskorišćeno
je kolo LM2575, čija je
funkcija da spusti napon
na liniji na 20V. To kolo
radi u prekidačkom
Slika 9 Šema prvobitnog rešenja
Slika 10 Šema našeg rešenja
[116]
Linijski drajver služi za
utiskivanje signala u linijski
napon.
Rešenje koje se uobičajeno
koristi za ove aplikacije
je vrlo jednostavne
konstrukcije (slika 9.), ali
je u našoj primeni pokazalo
više mana.
Princip rada je također
jednostavan: dok je na ulazu
tranzistora nizak naponski
nivo tranzistor ne provodi
i kondenzator se napuni na vrednost
jednaku razlici napona izmedju linije (u
našem slučaju 60V) i napona napajanja
(20V). Kada se na bazu tranzistora
dovede pozitivan impuls on provede
i povuče negativan kraj kondenzatora
na masu. Pošto je kondenzator velike
kapacitivnosti, ne stigne se značajno
isprazniti tokom trajanja impulsa,
tako da se na liniji pojavi pad napona
vrednosti Vcc (što je omogućeno
zahvaljujući relativno velikoj otpornosti
kabla). Osnovna mana ovog rešenja
je u tome što su vremenske konstante
punjenja i pražnjenja (τ) kondenzatora
veoma različite, pri punjenju
kondenzatora (isključen tranzistor)
τ=(R+Rlinija)*C, dok je u slučaju
pražnjenja kondenzatora (uključen
tranzistor) τ= Rlinija*C. Kako R može
biti i za red veličina veći od Rlinije, pad
napona na liniji se za slučaj iole većeg
broja impulsa počne smanjivati pošto
je odnos vremena punjenja i pražnjena
premali da se kondenzator napuni
do ravnotežnog stanja. Održavanje
konstantnog pada napona na liniji
ključno za pravilnu detekciju impulsa na
površinskoj jedinici, pošto ona detektuje
impuls pomoću komparatora nivoa
napona. Ova mana se donekle može
energija
popraviti smanjivanjem otpornika R na
zamjenjeni sa idealnim prekidačima.
vrednost manjoj od Rlinije, ali se u tom
Kako je kapacitivost C1 mnogo veća od
kapacitivnosti kabla, kapacitivnost kabla
slučaju značajno povećava potrošnja
je zanemarena pri pročunavanju napona
ovog rešenja, jer se povećava struja
na C1. Broj impulsa u sekundi je 3000.
kroz R . Ova struja je beskorisna, ne
Uprošćeno kolo prikazano je na slici 11.
protiče kroz kondenzator, nego samo
dovodi do povećanja termogenih
Primenjena je Tevenenova teorema i
gubitaka.
dobijeno je kolo na slici 12.
Zbog toga je nadjeno novo rešenje koje
ispravlja ove nedostatke.
Na slici 10 prikazano je rešenje
linijskog drajvera kod kojeg je
vremenska konstanta jednaka pri
punjenju i pražnjenju.
U ovom rešenju mosfetovi Q1 i Q2 rade
u puš-pul režimu tako da se kondenzator
praktično direktno povezuje na Vcc i
masu pri punjenju i pražnjenju (pošto
Kako je vremenska konstanta τ =
mosfetovi pri provođenju imaju veoma
(Rtev)*C1 vrlo mala=0.001, kondenzator
malu otpornost), tako da su i vremenske je u ustaljenom radu napunjen na 20V,
konstante male i međusobno jednake.
te je napon na liniji
Kada se na ulazu kola pojavi negativan
Vlinija=Vtev –V1
napon, gornji operacioni pojačavač
Da bismo dobili napon na površini,
brže promeni stanje ,pošto u tom
vratićemo kondenzator Ckabl, i
slučaju odmah provede dioda D16, te
kondenzator C1 predstaviti kao
se na negativnom ulazu OP-a pojavi
konstantan naponski izvor, čime se
niži napon od referentnog (podešenog
dobija šema na slici 13.
odnosom R8 I R7),te se na izlazu OP-a
pojavi nizak naponski nivo i isključi
Slika 13 Uprošćena šema za
Q1, a malo kasnije (kad se napuni C4
izračunavanje impulsa
do referentnog napona), provede Q2.
Pri porastu napona na ulazu prvo se
isključi Q2 (pošto R5 i C4 imaju manju
vremensku konstantu od R6 i C5) , te
onda provede Q1. Na taj način nikada
istovremeno ne
provode Q1 i Q2,
Slika 11 Uprošćena šema našeg rešenja
te nema gubitaka
struja kroz njih.
5. Matemati~ka
analiza
Izvršena je
matematička
analiza našeg
rešenja. Kako
je brzina rada
mofetova mnogo
veća od signala
koji se javljaju u
kolu, mosfetovi su
Slika 12 Primenjena Tevenenova teorema
Slika 14 Simulaciona šema prvobitnog rešenja
[117]
Posle Teveneneove transformacije,
korišćena je opšta formula za rešavanje
RC kola
Za V1=20V (uključen gornji mosfet),
dobijeno je Vpovršina_max=58.4V, a
za V1=0V (uključen donji mosfet),
dobijeno je Vpovršina_min=55.3V, te je
ukupna amplituda impulsa 3.1V
6. Simulacija na ra~unaru
Za analizu linijskog drajvera korišćena
je demo verzija programskog paketa
Microcap. Izvršena je analiza starog i
novog rešenja i upoređeni su rezultati.
Na slici 14 prikazana je simulaciona
šema starog linijskog drajvera
povezanog sa kablom, sondom i
napajanjem. Kabl je modelovan kao
NF filtar, vrednosti komponenti filtra
su uzete za kabl dužine 3 km. Sonda je
modelovana otpornikom.
Izvršena je analiza za dva slučaja:
kada se šalje 3000 i 600 impulsa/sec.
Na slici 15 prikazani su signali
pri slanju 3000 impulsa. U ovom
slučaju napon na kondenzatoru
C1 u ustaljenom stanju je 7V, a u
idealnom slučaju trebao bi biti 20V.
Amplituda impulsa na povšini je
1V, impulsi su testerastog oblika
pošto kabl kao NF filtar izobličava
pravougaoni impuls.
Za slučaj kada se šalje manji broj
impulsa-600 u sekundi, kondenzator
C1 ima više vremena da se napuni,
pa se dobijaju veće vrednosti napona
na njemu, a samim tim i veći impulsi
na površini. Na C1 dobijamo 15V, a
amplituda impulsa na površini je 2.4V.
Na slici 16 prikazana je simulaciona
šema novog linijskog drajvera
povezanog sa kablom, sondom i
napajanjem. Uzete su iste vrednosti za
kabl, naponski izvor i otpornost sonde
kao u prethodnoj realizaciji.
Izvršena je analiza za dva slučaja: kada
Slika 15 Signali na površini(crvena) i
liniji(plava)
energija
Slika 16 Simulaciona šema našeg rešenja
se šalje 3000 i 600 impulsa/sec. Na
slici 12 prikazani su signali pri slanju
3000 impulsa. U oba slučaja naponi
na kondenzatoru C1 i impulsa na
površini su praktično jednaki (razlikuju
se za par milivolti), napon na C1 je
20V, a amplituda impulsa je 3.2V.
Ove vrednosti su vrlo bliske onima
dobijenim matematičkom analizom, te
se može zaključiti da su uprošćavanja
pri matematičkoj analizi bila opravdana.
Slika 17 Signali na površini(crvena) i
liniji(plava)
Slika 17 Sagrađen uređaj
7. Zaklju~ak
U ovom radu opisano je hardvesko
rešenje sistema za prenos informacija
u geofizičkom karotažu. Iz rezultata
simulacije može se zaključiti da
predloženo rešenje daje znatno bolje
rezultate od starog rešenja: pri slanju
različitog broja impulsa naše rešenje
daje istu amplitudu impulsa na
površini(3.2V), za razliku od starog
rešenja koje je za 3000 impulsa/sec
davalo 2.4V, a za 600impulsa/sec 1V,
što je otežavalo podešavanje praga
komparatora nivoa napona na prijemu,a
samim tim i pravilnu detekciju impulsa,
dok kod našeg rešenja tog problema
nema. Pored toga, sa našim rešenjem u
oba slučaja amplituda impulsa je znatno
veća, što također olakšava pravilniju
detekciju signala.
Uredjaj je sagrađen (slika 18) i testiran
u radnim uslovima. Pokazao je odličnu
pouzdanost u radu, a dobijeni rezultati
ne odstupaju značajno od onih dobijenih
simulacijom.
[118]
Literatura
[1] G. Mančić, St. Martinović, M.
Živanov, “Geofizički karotaž –
osnovni fizički principi”, DIT
Naftagas, Novi Sad, 2002.
[2] Nikola Mrđa, “Prenos podataka
pri bušotinskim GFK merenjima”,
(diplomski rad), FTN Novi Sad,
2007
energija
Mr Vujadin Aleksi}, dr Miodrag Arsi}
Institut za ispitivanje materijala IMS, Beograd,
UDC: 665.61.004.624 : 620.19
Uzroci i posledice
korozionih oštećenje
zaštitnih čeličnih cevi u
naftnoj industriji
Uvod
Rezime
Zaštitne čelične cevi za zacevljenje
bušotina u naftnoj industriji rade u
korozionoj atmosferi u sprezi visokih
pritisaka i temperature. To je razlog
zašto su zaštitne cevi veoma podložne
degradaciji materijala. Prema učestalosti
nastajanja havarija, odnosno oštećenja, a
utvrđivanjem stanja, uzroci degradacija
su zamor materijala, krti lom,
korozija i erozija materijala. Takvim
pojavama prethode najčešće: greške
u projektovanju i kostruisanju, greške
u proizvodnji i montaži, nepredviđeni
uslovi eksploatacije i uslovi radne
sredine. Sve greške, bilo da su ugrađene
ili nastale pri eksploataciji, potrebno je
ispitivanjem registrovati i kontrolisati
u određenom vremenskom razdoblju,
čime se dobija realan uvid u moguće
napredovanje oštećenja, a što direktno
utiče na smanjenje broja havarija i na
planiranje zastoja postrojenja, a samim
tim i na značajno sniženje ukupnih
troškova.
U radu je dat prikaz mogućih oštećenja i posledica izazvanih korozijom zaštitnih
čeličnih cevi koje se koriste za zacevljenje bušotina u naftnoj industriji, a
razmotrena je i mogućnost preduzimanja mera da se takve pojave preventivno
spreče.
Konstrukcija zacevljenja
bušotina
Poslednjih nekoliko godina u svetu je
razvijen određeni sistem zacevljenja
za bušotine takvih karakteristika koje
su u funkciji maksimalne sigurnosti.
To zahteva odgovarajući broj zaštitnih
kolona. U svetu na ležištima za dubine
3000 - 8000 m, bez obzira na dubinu
ugrađuju se najmanje dve tehničke
kolone, a za veće dubine u kombinaciji
prečnika.
Prva tehnička kolona je gotovo uvek
prečnika 339,7mm (13 ⅜”) ili 406,4
mm (16”), a druga u većini slučajeva
prečnika 244,5mm (9 ⅝”) ili 273,0
mm (10 ¾”). Za proizvodnu kolonu
koriste se cevi prečnika 193,7 mm
Demages and Consequence of Corrosion Demages the Casing
Stell Tubes in Petroleum Industry
In this paper is giving illustrate of potentiality damages and consequence of
corrosion demages the casing stell tubes in petroleum industry and considered
might initiate steps in order that phenomena prior to prevent.
(7 ⅝”), 177,8 mm (7”), 139,7 mm (5
½”), 127,0 mm (5”) ili kombinacije
ovih cevi. Lajneri se upotrebljavaju
samo u slučajevima složenih uslova
kod bušenja. Proizvodna kolona se
izvodi lajnerom samo u slučaju velike
dubine, tj. težine kolone. Obično se
donji deo kolone ugrađuje kao lajner,
dok se gornji deo priključuje sistemom
«tieback». Za veće proizvodnje postoje
i druge manje uobičajene konstrukcije
bušotina.
Kao ilustracija na slici 1 prikazano je
zacevljenje duboke bušotine Mississipi.
Kombinovana kolona 273,0 mm (10
¾”) - 244,5 mm (9⅝”) je teška oko
670 tona i cementirana je u jednom
stepenu do ušća. Koliko je poznato
to je najteža kolona koja je do sada
ugrađena. Cementacija je izvedena u
jednom stepenu i s najvećom količinom
cementne kaše koja je utisnuta do sada
u svetu.
Karakteristike korozione
sredine u bušotini
Da bi se pravilno i u potpunosti
sagledao složeni mehanizam korozivnog
delovanja smeše proizvodnog fluida iz
ležišta, treba uzeti u ubzir sve faktore
koji utiču na razvoj i delovanje korozije,
[119]
uzrokovane prisustvom vodonik-sulfida,
hlorida i žive u vodenoj sredini.
Agresivni gasovi, CO2 i H2S pri visokim
pritiscima i temperaturama, uz prisustvo
vode, predstavljaju vrlo korozivnu
sredinu, kojoj mogu odoleti samo
vrlo postojani materjali. Pojave li se
u protoku hloridi i tekući metali (Hg),
uslovi postaju još složeniji.
Uticaj ugljen-dioksida na pojavu i
razvoj korozije
Topljivost ugljen-dioksida u vodi
povećava visoki parcijalni pritisak. Pri
tome se stvara karbonatna kiselina,
koja u reakciji sa železom stvara
železo karbonat. Iskustveno se uzima
da iznad parcijalnog pritiska od 0,2
MPa, karbonatna kiselina postaje
korozivna. Najčešći oblici korozivnog
oštećenja usled delovanja CO2 na metal
su tačkasta korozija (pitting) i opšta
korozija praćena gubitkom metala.
Opšta i lokalna korozija
Ovo je elektrohemijska korozija, čiji
se proizvod, železo-sulfid, taloži na
površini metala u obliku crnog taloga i
postaje katoda u odnosu na nekorodirani
materijal, koji je kao anoda izložen
koroziji. Korozija nastupa kada je
energija
Slika 1 Konstrukcija Mississippi Istražno – proizvodne bušotine /1/
parcijalni pritisak vodonik-sulfida veći
od 1,0 kPa.
Tačkasta korozija
Tačkasta korozija je elektrohemijska
korozija, koja nastaje na vrlo malom
delu površine materijala. Uprkos
neznatnom gubiku materijala, može
predstavljati značajnu opasnost zbog
velike dubine prodiranja.
Naponska korozija
Prsline usled naponske korozije
(Stress Corrosion Cracking, SCC, ili
Sulfide Stress Cracking, SSC), javljaju
se na određenim materijalima zbog
istovremenog hemijskog delovanja
sulfidne sredine i mehaničkog
naprezanja. Ova vrsta oštećenja
posredno je prouzrokovana prodiranjem
atomarnog vodonika u strukturu
legure, rekombinacijom atomarnog u
molekularni vodonik, što dovodi do
pucanja metala kod relativno niskih
naprezanja, a pojava je poznata pod
nazivom vodonična krtosti (Hydrogen
Embrittlement, HE).
Vodoničnoj krtosti ne podležu
ugljenični i niskolegirani čelici, osim
ako im tvrdoća prelazi 22 HRc. Čvršći
materijali znatno su neotporniji na ovaj
tip korozije.
NACE-standardi daju granicu od 0,34
kPa parcijalnog pritiska za slučaj
naponske korozije i razaranja metala
vodonikom. Ove dve vrste korozije
isti standard tretira jedinstveno, kao
“Sulfide Stress Corrosion Cracking” ,
SSCC /2, 3/.
Korozija usled prisustva hlorida
Ovaj korozioni proces odnosi se na
delovanje slanih (vodenih) rastvora,
naročito pri povišenim temperaturama.
U tu grupu pojava spada interkristalna
korozija pod naponom usled delovanja
hlorida (Chloride Stress Corrosion
Cracking, CSCC). Oštećenje,
prouzrokovano prisutnošću hlorida
Cl‾ iz slanih i kiselih rastvora (pH<4),
posebno je izraženo na materijalima
izloženim temperaturama većim
od 338 K (64.85 °C). Srž ovog
elektrohemijskog procesa je anodno
otapanje zbog razlike potencijala.
Interkristalna korozija se odvija i bez
naprezanja, ali je uslovljena prisustvom
hlorida. To oštećenje se pojavljuje
na nizu materijala, od niskolegiranih
do visokolegiranih čelika. Suprotno
koroziji pod naprezanjem usled sulfida
(ЅЅCC), korozija usled hlorida (CЅCC )
ne uključuje pojavu vodonikove krtosti.
Korozija usled prisustva žive
Prisustvo tečne žive izaziva smanjenje
čvrstoće i pucanje metala, čak i uz vrlo
slabo naprezanje. Mehanizam ovog tipa
korozije malo je poznat, ali ne zavisi
direktno o postojanju vodene faze.
Visokolegirani čelici su prilično
otporni na lom usled delovanja žive,
dok je dokazana lomljivost običnih i
niskolegiranih čelika.
Karakteristike materijala cevi
za zacevljenje bušotina
Za izradu zacevljenja bušotine (kolone)
koriste se cevi odgovarajućeg prečnika
i debljine zida takvog kvaliteta koji
u najvećoj meri može da odgovori
složenim uslovima delovanja korozije,
visoke temperature i pritisaka u
bušotini. Cevi se međusobno spajaju
spojnicama.
[120]
U zadnjih deset godina zbog naraslih
potreba znatno se proširio izbor
materijala za zacevljenje i opremanje
vrlo dubokih bušotina za rad u
ekstremno korozionoj sredini. Za
naše prilike interesantni su materijali
prema standardima API/5CT čije su
karakteristike prikazane u tabelama 1
i 2.
Ugljenični i niskolegirani čelici su
po pravilu podložni opštoj i tačkastoj
koroziji, pa se obično ne preporučuju
za upotrebu u struji gasa koji sadrži
veće količine ugljen dioksida i hlorida
uz prisustvo vode. Njihova upotreba u
takvim uslovima zahteva inhibiranje.
Legirani čelici upotrebljavani su
vrlo čestu za ulazne cevi i erupcione
uređaje (osim nekih delova u
erupcionom uređaju). Mnogo su
ispitivani i oko njihove otpornosti
postoje mnoge protivrečnosti. U praksi
i u laboratorijskim uslovima donekle
je definisana njihova podobnost za
upotrebu u bušotinama sa sadržajem
sumporvodonika, ugljendioksida i
hlorida. Granica za upotrebu u uslovima
pojave ugljendioksida je oko 30x105 Pa
parcijalnog pritiska i temperature 120
ºC. Iznad ovih granica, a naročito iznad
50x105 Pa parcijalnog pritiska otpornost
na koroziju opada. Granična čvrstoća
ovih materijala je 55,2 daN/mm2. Iznad
ove čvrstoće ne može se postići tvrdoća
22 HRc koja je uslov za upotrebu u
uslovima pojave sumporvodonika
prema preporuci NACE standarda.
Visoko legirani čelici austenitne
strukture odgovaraju za rad u uslovima
s visokim sadržajem sumporvodonika
(H2S). Zbog visokog sadržaja hroma
energija
Tabela 1 Hemijske karakteristike čelika za izradu cevi za zacevljenje prema standardima API/5CT
Tabela 2 Mehaničke karakteristike čelika za izradu cevi za zacevljenje prema standardima API/5CT
odgovaraju i za rad u uslovima s
visokim sadržajem ugljen dioksida. Ne
odgovaraju za rad kada se u zemnom
gasu pojavljuje veći sadržaj hlorida
jer austenitna struktura nije otporna na
hloride.
Austenitna struktura podložna je
interkristalnoj koroziji koju uzrokuju
hloridi, pa može doći do iznenadnog
loma, kao da se radi o delovanju
sumporvodonika (Cloride Stress
Corrosion – CSC.) Elastična čvrstoća
ovakvih čelika relativno je mala.
Njihova tvrdoća može biti 22 HRc ili
ispod te vrednosti.
Visokolegirani čelici austenitno feritne
[121]
strukture (,,duplex,,) se sastoje od
približno jednakih delova austenita
i ferita. Austenit je materijal koji
je otporan na SSC (Sulfide Stress
Cracking) koroziju, ali je zato podložan
koroziji kojas nastaje delovanjem
hlorida. Iz tih razloga se metalurški
stvara i delimično feritna struktura koja
energija
Tabela 3 Vrednosti koeficijenata sigurnosti za bušotine
je otporna na hloride (feritna struktura
nije otporna na H2S). Eksperimenti s
ovim materijalom pokazali su da je on
otporan do parcijalnog pritiska H2S
– 0,1x105 Pa. Eksperimanti su rađeni
takođe do 70x105 Pa parcijalnog pritiska
CO2 (opšta korozija) i rezultati su bili
dobri. Čvrstoća se postiže hladnom
metalurškom obradom. Pri tome se
dobija elastična čvrstoća do 96,5 daN/
mm2. Ovakav postupak nije predviđen
standardom NACE MR – 01 – 75
i njegovom poslednjom revizijom.
Vrlo verovatno, da ga zbog hladne
obrade NACE standard ne priznaje,
pa i proizvođači ograničavaju njegovu
upotrebu za male parcijalne pritiske
H2S.
Zahtev za upotrebu u uslovima
prisutnosti sumporvodonika (H2S)
u zemnom gasu je stepen tvrdoće.
Tvrdoća za ugljenične i legirane
čelike ne sme prelaziti 22-23 HRc.
Niskolegirani čelici (Mo, Cr) smeju
imati tvrdoću do 26 HRc po standardu
NACE. Austenitnim materijalima stepen
tvrdoće je takođe ograničen na 22 HRc.
Glavni sastojak legure raznih materijala
u kojima čelik nije glavni sastojak je Ni.
Ostali glavni sastojci su Cr do oko 23%,
pa zatim Mo do 18%. Co se dodaje u
različitoj vrednosti gotovo svakoj leguri
u zavisnosti od sadržaja Ni; zajednički
sadržaj mora biti iznad 45 – 50%. Ovo
je potrebno da bi se postigla otpornost
protiv hlorida (naročito iznad 65 ºC).
Sadržaj Ni od 1 – 45% je područje
u kome hloridi razaraju ne železne
legure. Ispod 1% i iznad 45% Ni, legure
postaju otporne protiv hlorida. Sadržaj
Ni se penje čak do 60%, ali se postiže
verovatno ista svrha ako je ukupni
sadržaj Ni i Co iznad 45%. Mo mora biti
zastupljen u sadržaju legure s najmanje
10% da bi se izbegla opasnost tačkaste
korozije. Visok sadržaj Cr osigurava
leguru protiv opšte korozije izazvane
visokim sadržajem ugljendioksida i
sumporvodonika. Svrha ovih legura je
da se postigne maksimalna otpornost
na sve uslove korozije kao i velika
elastična čvrestoća. To se uglavnom
uspelo. Ove legure odolevaju najtežim
uslovima korozije, a poseduje veliku
elastičnu čvrstoću. Međutim, ove legure
mogu postati nakon dugog rada osetljive
u temperaturnom području iznad 190 °C
ukoliko su naprezanja veća. Lom
kod niske pH vrednosti, pa može doći
čeličnih elemenata bušotina može biti
do loma. Ovo još nije tačno razjašnjeno
pa se sada intenzivno rade laboratorijska izazvan i ubrzan sledećim vrstama
korozije: rupičastom, interkristalnom
ispitivanja. Prema NACE standardu
naponskom korozijom i vodoničnom
ove legure mogu imati tvrdoću do 35
HRc. Međutim proizvođači ih proizvode krtošću. Na slici 2 prikazana su mesta
mogućeg pojavljivanja korozije u
u različitim tvrdoćama. Za svaku od
naftnoj bušotini.
ovih legura standard NACE propisuju
metaluršku obradu.
Oštećenja se mogu razvrstati u tri
kategorije.
Materijali se svrstavaju u klase i prema
elastičnoj čvrstoći. Minimalna elastična
Prva kategorija su oštećenja koja
čvrstoća koja se navodi u dokumentaciji direktno utiču na nosivost i stabilnost
proizvođača označava donju granicu
bušotine u celini, a to su:
elastične čvrstoće. Raspon za svaku
• oštećenja čiji je obim takav da je
klasu materijala obično je oko 10,3 daN/
nosivost preseka umanjena a time
mm2 , što znači da je gornja granica za
ugrožena bušotina u celini i
tu vrednost veća.
• oštećenja čiji obim ne ukazuje na
Sigurnosni faktor koji se odnosi na
smanjenu nosivost preseka ali je
čvrstoću zaštitnih i ulaznih cevi za
progresija znatna i ubrzana pa će se u
uslove visokog pritiska, temperature,
dogledno vreme dogoditi.
kao i agresivnih
sastojaka zemnog gasa,
Slika 2 Mesta pojavljivanja korozije u bušotini /4/
predmet je svestranog
interesa zbog svoje
velike važnosti. U
studiji preduzeća iz
SAD i Evrope uobičajni
koeficijenti sigurnosti za
bušotine navedeni su u
tabeli 3.
Korozija ~eli~nih
elemenata
zacevljenih
bušotina
U praksi se dešava da
cev ugrađena u bušotinu
korodira mestimično ili
ravnomerno smanjujući
poprečni presek, a time
i nosivost zacevljenja,
što u težim slučajevima
može dovesti do
katastrofalnog loma koji
obično rezultira velikim
materijalnim štetama, a
ponekad i ugrožavanjem
ljudskih života.
Napad korozije može
da dovede do značajnog
smanjenja mehaničkih
osobina čelika što
može pod nepovoljnim
uslovima predstavljati
uvod u lom čeličnih
elemenata i to brže
[122]
energija
U drugu kategoriju razvrstana su
oštećenja i nedostaci na delovima
bušotine koji direktno ne utiču na
nosivost i stabilnost bušotine u celini,
ali je funkcija tog elementa ugrožena a
to su:
• oštećenja kod kojih stanje,
konstatovano pregledom, ukazuje
na umanjenu nosivost ili funkciju
elementa i
• oštećenja kod kojih stanje,
konstatovano pri pregledu, ne ukazuje
na moguću umanjenu nosivost ili
funkciju elementa, ali je progresija
oštećenja znatna, pa će se u dogledno
vreme dogoditi.
U treću kategorija oštećenja razvrstana
su oštećenja i nedostaci na elementima
koja direktno utiču na bezbednost
učesnika u eksploataciji.
Primeri korozije cevi u naftnim
bušotinama
Čelične cevi u naftnim i gasnim
bušotinama su kontinuirano izložene
procesu korozije potpomognutom
visokim pritiscima i temperaturi koji
vladaju u unutrašnjosti bušotine. Primeri
korozione degradacije cevi u naftnim
i gasnim bušotinama prikazani su na
fotografijama slike 3.
Koroziona oštećenja pri kojima je
nosivost preseka umanjena, veoma
ugrožavaju bušotinu u celini.
Posledice korozije zaštitnih
cevi
Uprkos brojnim načinima zaštite
korozija je neizbežna. Ona se može
pojaviti u različitim oblicima kao što je
opšta korozija sa jednakim gubitkom
debljine zida ili piting korozija kojoj
odgovara lokalno smanjenje debljine
zida. To vodi pogoršanju nosivosti
zaštitnih cevi, što može ugroziti
proizvodnju, objekte (sredstva,
uređaje), rezultirati štetnim uticajem
na vodotokove i zagađenju podzemnih
voda, kao i ugroziti ljudske živote.
Direktni i indirektni troškovi izazvani
korozijom su ogromni. Troškovi zamene
zaštitnih cevi u 1946 godini od 535
dolara po bušotini narasli su do 250000
dolara u 1977 god /6/. Pretpostavlja
se da preko 60% troškova održavanja
su pripisani koroziji. SAD godišnje
izdvaja 4.0 biliona dolara /7/, od kojih
se 320 miliona dolara direktno odnosi
na kontrolu korozije. Najznačajniji deo
se koristi na koroziono otporne legure
u donjim otvorima bušotine i opremu, a
ostatak na galvanizaciju, premazivanje,
inhibitore, legirane ventile (zasune,
razvodnike, cevi itd).
Mere zaštite zaštitnih cevi od
korozije
Iako je korozija pojava koju ne možemo
odstraniti, njena brzina može biti
kontrolisana. U nekim slučajevima to
je moguće usporavajući proces korozije
čak do zanemarljivih vrednosti. Iz
prethodnog razmatranja opasnosti od
korozije kojoj su izloženi čelični delovi
bušotine usled dejstva raznih napadnih
agenasa nameće se niz mera zaštite od
korozije još u fazi gradnje, a postiže
se upotrebom kvalitetnijih materijala
otpornih na koroziju, katodnom
zaštitom, upotrebom inhibitora. Da bi
se izbegli nedostaci i obezbedio siguran
Slika 3 Primeri korozionog oštećenja cevi u naftnoj bušotini /5/
[123]
rad koroziju treba detektovati, izmeriti i
proceniti preostalu čvrstoću korodirane
površine i na osnovu procene preduzeti
odgovarajuće mere u cilju otklanjanja
štetnih posledica i očuvanja životne
okoline.
Troškovi materijala čine samo mali
procenat ukupnih troškova kod operacija
ublažavanja korozije. Da bi bušotina
trajala duže i rad bio ekonomičniji,
zahteva se upotreba kvalitetnijeg
materijala cevi za zacevljenje.
Za bolju zaštitu od korozije
upotrebljavaju se inhibitori. Oni se
često zahtevaju kada vladaju strogi
uslovi, posebno u dubokim bušotinama
koje karakteriše visoka temperatura i
značajne količine CO2 i H2S.
Metodološki pristup pregledu
korozijom ošte}enih cevi
Program za ispitivanje mora uključivati:
• svu potrebnu dokumentaciju o
postrojenju, pouzdane šeme procesa
i tehnološki opis rada uređaja,
uključujući i podatke koji se odnose
na eksploataciju (nepredvidivi zastoji,
oštećenja, sanacije itd.);
• utvrđeni plan ispitivanja (opseg,
kritična mesta, mesta uzorkovanja ...);
• metode za ispitivanje bez
razaranja (izbor metoda, postupci
i tehnike, nadzori, oprema,
osoblje,dokumentacija);
• dimenzionisanje pronađene greške;
• karakterizaciju greške (metalurško
ispitivanje);
• eventualnu sanaciju i njezinu
tehnologiju;
energija
• procenu i otklanjanje greške;
• zakonsku regulativu za vraćanje
postrojenja u rad.
Bavljenje opisanom problematikom
zahteva interdisciplinarno znanje iz
različitih oblasti – hemije, mašinstva,
fizike, metalurgije i tribologije. Jer
samo organizovan i uređen pristup kao
i razvijen smisao za timski rad daju
zadovoljavajuće rezultate i pouzdane
odgovore o funkcionalnosti i trajnosti
bušotine.
Uz razmatranje o proceni greške treba
uzeti u obzir i osnovne podatke o
osobinama materijala kao i informacije
koje obuhvataju:
• uticaj medija
- sastav i nečistoće (specifikacija i
količina)
- temperatura, pritisak, pH, brzina
strujanja ili aeracije – procenjeni
uticaj svakoga činioca
• primenu
- funkcija, objekat, uticaj korozije na
pouzdanost – naprezanja i naponska
korozija, uticaj projekta na koroziju
– projektna trajnost
• iskustvo
- ispitivanja na takvim i sličnim
bušotinama, uticaj medija na
materijal, ispitivanja provedena u
svetu i objavljeni podaci.
Pra}enje i procena korozije
zaštitnih cevi u eksploataciji
Uz pravilno i blagovremeno održavanje
potrebno je i praćenje (monitoring)
korozionih procesa u toku eksploatacije.
Ti procesi mogu se pratiti direktno
ili indirektno. Direktnim praćenjem
se kontroliše stanje površine čelika
i agresivnost sredine koja okružuje
čeličnu konstrukciju zacevljenja.
Indirektno praćenje podrazumeva
merenje korozionog dejstva na
kuponima napravljenim od iste vrste
materijala kao i čelična konstrukcija
zacevljenja.
Još pri izradi bušotine potrebno je
ugraditi senzore i merne trake, za
praćenje promene agresivnosti sredine,
napona i izduženja odgovornih nosećih
delova zacevljenja, koji bi bili u sprezi
sa računarom na kome bi se obrađivale
dobijene informacije i donosile
odgovarajuće odluke. Monitoring
je u svetu veoma prisutan, naročito
kod praćenja ponašanja dinamički
opterećenih konstrukcija, kao što su
bušaće cevi, koje rade u agresivnim
sredinama kakve pružaju duboke
bušotine. Vrednost ugrađene opreme
za praćenje je zanemarljiva u odnosu
na vrednost bušotine u eksploataciji ili
vrednost preduzete sanacije posle niza
Slika 4
godina neodgovarajućeg održavanja.
Najveći broj korozionih mehanizama
i posledica štete na metalu mogu se
predvideti na osnovu korozione sredine.
Ipak, neke od njih je teško otkriti, a
mogu prouzrokovati ozbiljna oštećenja
za veoma kratko vreme. Zbog toga se
zahteva stalni nadzor korozije.
Postoje različite tehnike koje mogu
izmeriti dimenzije greške upotrebom
akustičnih, električnih ili mehaničkih
metoda.
Ultrazvučna metoda sa pripadajućim
uređajima je trenutno najzastupljenija za
kontrolu korozionih oštećenja na cevima
bušotina. Karakterističan ultrazvučni
uređaj za pregled korodirane cevi i
njegov izveštaj prikazani su na slici 3.
Izveštaj pokazuje veliki rupu u sredini,
male rupice iznad i neka koroziona
oštećenja u donjem delu.
Postoje različite metode koje se
upotrebljavaju za procenu preostale
čvrstoće korodiranih cevi, a skoro sve
imaju svoj začetak u standardu ASME
B31.8 /10/, koji je razvijen 1955 za
potrebe gasnih cevovoda. Neke od
njih su veoma jednostavne i oslanjaju
se samo na dužinu i dubinu greške,
dok su druge mnogo komplikovanije,
zasnovane na modeliranju metodom
konačnih elemenata (MKE).
Najpoznatije metode su
ograničene na unutrašnji
pritisak i unutrašnju koroziju,
zato što su one preuzete od
metoda koje se upotrebljavaju
za transportne cevovode.
Međutim, zaštitne i proizvodne
cevi su izložene i uticaju
spoljnjeg pritiska, podužnom
i savojnom naponu kao i
unutrašnjoj i spoljnoj koroziji,
što ograničava primenu
postojećih metoda za procenu
preostale čvrstoće.
Zaklju~ak
a) uređaji za ultrazvučni pregled /8/
b) primeri izveštaja ultrazvučnog pregleda /9/
[124]
Naftne bušotine u Republici
Srbiji uglavnom rade
duže od 20 godina pa su
prešle “starosnu” granicu i
projektovani vek trajanja.
Naftna industrija ih se ne
odriče i teži da one još ostanu
u pogonu, odnosno da se
ispitivanjima utvrdi stvarno
stanje bušotina i planira dalji
rad, odnosno zastoj radi
sanacije, što nije jednostavan ni
lak zadatak.
Zamor i korozija materijala
prisutni su na mnogim
bušotinama i ustanovljeno
je koroziono odnošenje
materijala, odnosno veće ili
energija
manje stanjenje debljine zida zaštitnih
i proizvodnih cevi. Na nekima su
pronađene i greške. Procena o greški,
ostaviti je ili sanirati zahteva vrlo
ozbiljan pristup.
S obzirom da je zamor i korozija
materijala nepovratan proces i da je
sva oprema proizvedena šezdesetih
godina, bez sadašnjih saznanja i prakse
iz oblasti metalurgije i korozije, u vrlo
lošem stanju potrebno je izvršiti stručnu
procenu stanja takve opreme, a vezano
sa uslovima eksploatacije, uz poseban
naglasak na ISO-standarde 9001 do
9004 i sigurnost postrojenja, kao i
pooštrene zakonske mere i propise radi
zaštite korisnika i okoline.
Pošto su ovo objekti klase I sva
ispitivanja moraju izvoditi akreditovane
organizacije sa odgovarajućim stručnim
osobljem i adekvatinom opremom.
Stručnom ocenom dobivenih rezultata
trajnost i funkcionalnost opreme može
se produžiti znatno iznad projektovanog
radnog veka.
Nepravilno održavanje naftnih i gasnih
bušotina sa aspekta korozione zaštite za
sobom povlači veoma skupe sanacije, pa
s tim u vezi potrebno je veoma temeljno
istražiti pitanja zaštite, trajnosti i
održavanja bušotina, naročito čeličnih
zaštitnih cevi i mogućnosti praćenja
korozione agresije u eksploataciji. S tim
u vezi potrebna je ocena stanja zaštitnih
cevi ugroženih korozijom nakon
dugotrajnog korišćenja, koju treba da
prate određena ispitivanja metodama
bez razaranja, da bi se utvrdio stvarni
stepen oštećenja, a nakon toga preduzele
odgovarajuće mere u funkciji sanacije
kritičnih korozionih oštećenja.
Corrosion Monitoring, (SPE-Paper
7704), presented at the SPE of
AIME Production Technology
Symposium held in Hobbs, New
Mexico, October 1978.
[7] Buck, E., Maddux, G., L. Sullivan,
R.; Internal Corrosion Cost Impact
Study .United States Natural
Gas Exploration and Production
Industry, GRI-96/0056 document
no. 96-146,. Gas Research Institute,
Des Plaines, 1996.
[8] Schlumberger; Well Integrity, www.
schlumberger.com, May 2004.
[9] Brondel, D. et al.; Corrosion in the
Oil Industry, Oilfield Review, April
1994.
[10] Anon; Gas Transmission
Distribution and Piping Systems,
ASME B31.8-2000, The American
Society of Mechanical Engineers,
2000.
Rad je urađen u okviru realizacije
projekta 14014 “Istraživanje i
razvoj metoda za ocenu integriteta i
pouzdanosti zavarenih cevi u naftnoj
industriji” koji je finansiran od strane
Ministarstva nauke Republike Srbije.
Literatura
[1] http://www.petroskills.com/matrix_
wellconstruction.aspx, 10,2008.
[2] Russell H. Jones: Stress-Corrosion
Cracking, Materials Performance
& Evaluation, Hardbound;
Publisher: ASM; Publication Date:
1992.
[3] Sreten Mladenović: Korozija
materijala, Univerzitet u Beogradu,
Tehnološko-metalurški fakultet,
Beograd, 1990.
[4] http://earth.uni-muenster.de/
earth/d/dokumente/schlumberger/
English/Corrosion/, 05.1999.
[5] http://octane.nmt.edu/waterquality/
corrosion/corrosion.htm, 01.2009.
[6] Bradshaw, J.; Production Cost
Reduction Through Casing
[125]
energija
P. Stefanov
Elektrotehnički fakultet, Beograd
D. Balkoski
EMS, Beograd
UDC: 621.315.001/.004
Izmena i dopuna programa
ostvarivanja strategije
Modul: Prenos električne
energije
Rezime
Saglasno promovisanim ciljevima energetske politike Srbije i osnovnim premisama za utvrđivanje strategije, Strategijom
razvoja energetike Republike Srbije do 2015. Godine odabrano je pet osnovnih Prioritetnih programa koji su raznorodni
po programskim sadržajima, ali komplementarni sa stanovišta usklađivanja rada i razvoja celine energetskog sistema, tj.
Energetskih proizvodnih sektora i sektora potrošnje energije i postupnog ali doslednog ostvarivanja promovisanih ciljeva
u narednom periodu realizacije Strategije. Programskim zadatkom koji se donosi na izradu Izmene i dopune Programa
ostvarivanja Strategije predviđeno je da se izvrši analiza postojećeg Programa ostvarivanja strategije, ostvarivanja Planova
realizacije Prioritetnih programa i usklade Program ostvarivanja strategije sa usvojenim regulatornim aktima i rezultatima
najnovijih studijskih istraživanja.
U realizaciji postavljenog programskog zadatka, u okviru modula: Prenos električne energije, dat je prikaz stanja izgrađenosti
prenosnih kapaciteta i osnovnih karakteristika rada elektroenergetskog sistema uvažavajući uticaj novoizgrađenih objekata
u periodu 2005-2007. Godina. Takođe je izvršena analiza prenosne mreže sa aspekta postojećih slabosti u radu, uskih grla u
prenosu, naponskih prilika i gubitaka u sistemu, pri čemu su u razmatranje uzete i interkonekcije sa susednim zemljama, na
osnovu plana povezivanja elektroenergetskog sistema Srbije sa susednim sistemima. Kao rezultat, identifikovani su objekti koje
je potrebno rekonstruisati ili unaprediti, objekti kod kojih se preporučuje podizanje naponskog nivoa, kao i novi objekti koje je
potrebno izgraditi da bi se unapredili pokazatelji sigurnosti i pouzdanosti prenosa i isporuke električne energije potrošačima.
Takođe su identifikovane i neophodne aktivnosti na unapređenju sistema upravljanja, kao i na unapređenju rada tržišta
električnom energijom u skladu sa usvojenim regulatornim aktima na nivou Republike i regiona. U ovom radu je dat kratak
prikaz predloženih projekata, sa dimanikom investiranja i mogućim izvorima finansiranja, u cilju upoznavanja šire stručne
javnosti sa predviđenim aktivnostima u oblasti prenosa električne energije.
Ključne reči: Program ostvarivanja strategije, prenos električne energije.
Abstract
In the line with the promoted goals of the energy policy in Serbia and basic directives for the inspection of strategy, with the
Strategy of the development of energy techniques of the Republic of the Serbia until the year 2015, there was selected five
basic priority programs, with different contents, but complementary from the point of view of harmonization of activities and
development of these goals, for strict realization of energy systems. They should encompass the energy production sector as
well as the consumption sector and gradual, but strict realization of Strategy. By the Terms of Reference, that is specified
for changes and amendments of the elaboration of the Program of the Realization of Strategy, it is foreseen that the analysis
should be performed of the existing Program of Realization, realization of plans for Priority programs for the sake of its
harmonization with adopted regulatory acts and results of the newest study researches.
In the realization of defined Terms of Reference, within the module: Transmission of electrical energy, it is given the
presentation of the state of construction of transmission capacities and basic characteristics of the operation of power systems,
by taking into account the influence of newly constructed plants in the period 2005-2007. The analysis of the transmission
network is also done, from the viewpoint of bottlenecks, voltage profile and system losses. The considerations encompass
interconnections with neighboring countries, based on the plan of the linking power system of Serbia, with neighbor, as well
as the result, the identification of plants needed reconstruction, or up-rating, where the increase of voltage level is made. New
plants, necessary for the construction, that will increase indices of reliability and security of transmission and power supply
to customer are defined. The identification of necessary activities for the improvement of control system and advancement of
the electric energy market operations is performed in the harmony with adopted regulatory acts on the level of Republic of
Serbia and regions. In this paper is given short summary of proposed projects, with investment dynamics and possible source
of financing, with the aim to introduce the wide professional circles with foreseen activities in the field of the transmission of
electrical energy.
Key word: Program of the realization of strategy, Transmission of electrical energy .
[126]
energija
1. Uvod
Osnovni nosilac aktivnosti u razvoju
prenosnog dela elektroenergetskog
sistema Republike Srbije je Javno
preduzeće za prenos električne energije
i upravljanje prenosnim sistemom
„Elektromreža Srbije“ (EMS). Na
osnovu Zakona o energetici i Statuta
preduzeća, EMS radi kao prenosni
operator sistema, odgovoran za tehničke
performanse rada elektroenergetskog
sistema kroz održavanje sigurnosti
rada sistema i pouzdanosti isporuke
električne energije na nivou definisanom
u Pravilima o radu prenosnog sistema.
Pored toga, EMS je odgovoran za
tržišne funkcije shodno razvoju tržišta
električne energije Srbije i učešću
elektroenergetskog sistema Srbije u
tržištu Jugoistočne Evrope, kao i za
finansijske efekte rada prenosnog dela
elektroenergetskog sistema.
Svoje osnovne zadatke u sklopu
delatnosti prenosa električne
energije EMS ispunjava kroz
održavanje, planiranje i izgradnju
prenosne mreže. Upravljanje
elektroenergetskim sistemom sprovodi
se upotrebom odgovarajućih tehničkih,
telekomunikacionih i informacionih
sistema, koji omogućavaju kontrolisanje
rada celog sistema i obezbeđenje i
nadzor nad korišćenjem pomoćnih
sistemskih usluga. Organizacija
tržišta električne energije obavlja se
kroz izradu regulative, uz neophodnu
koordinaciju sa Agencijom za
energetiku Republike Srbije, primenom
odgovarajućih tehničkih sistema i
zaključivanjem neophodnih ugovora.
Programom ostvarivanja strategije
razmatran je razvoj energetike
Republike Srbije sa zahtevanim
ulaganjima. U skladu sa ovim
Programom, predviđeni razvoj
prenosnog sistema, sa odgovarajućim
ulaganjima na nivou EMS-a uređen
je petogodišnjim Planom razvoja
prenosnog sistema i usklađen sa
odgovarajućim planovima razvoja
distributivnih sistema. Izmenama i
dopunama Programa ostvarivanja
Strategije analizirano je ostvarivanje
predviđenih planova i ukazano na
potrebe uvođenja korekcija u njihovoj
realizaciji. Kao podloga za njihovu
izradu korišćeni su svi raspoloživi
podaci kojima su opisane osnovne
karakteristike rada sistema na sadašnjem
nivou izgrađenosti, kao i sve relevantne
studije razvoja prenosnog sistema
i zakonski i drugi regulatorni akti
definisani u ovoj oblasti. Formirani
izveštaj se sastoji od detaljnih analiza
Programa i Planova realizacije
prioritetnih programa koji se odnose na
razvoj prenosnog sistema, uključujući
i razvoj informacionih tehnologija
i telekomunikacionih sistema za
unapređenje sistema upravljanja
i tržišnih aktivnosti sa predlogom
njihovog prilagođavanja postojećim
uslovima i mogućnostima.
2. Stanje izgra|enosti i
osnovne karakteristike rada
Prenosni sistem električne energije
čini mreža 400 kV, 220 kV i deo mreže
110 kV, kao i drugi energetski objekti,
telekomunikacioni sistem, informacioni
sistem i druga infrastruktura neophodna
za funkcionisanje elektroenergetskog
sistema.
Mreža 400 kV obezbeđuje prenos
energije od najvećih proizvođača do
transformatorskih stanica najvećih
instalisanih snaga i prekograničnu
razmenu električne energije. Od
korisnika prenosne mreže na nju su
priključeni proizvođači električne
energije (HE Đerdap 1, TE Kostolac B,
TENT A, TENT B I TE Kosovo B) i
susedni prenosni sistemi. U narednom
periodu predviđa se dalji intenzivan
razvoj ove mreže kao i izgradnja novih
transformatorskih stanica. Mreža 220
kV je intenzivno razvijana tokom
60-tih godina prošlog veka, dok je u
poslednje vreme njen razvoj praktično
obustavljen. Mreža 220 kV je posebno
razvijena na potezu Obrenovac – Bajina
Bašta – Niš. Od korisnika prenosne
mreže 220 kV na nju su priključeni
proizvođači električne energije (TENT
A, HE I RHE Bajina Bašta, HE Bistrica,
TE Kosovo A), industrijski potrošači,
kao i susedni sistemi. Deo mreže 110
kV ima ulogu prenosne mreže, dok
je deo mreže tog naponskog nivoa
praktično distributivna mreža. Od
korisnika prenosne mreže na nju su
priključeni: proizvođači električne
energije (14 elektrana), industrijski
komplaksi, elektrodistribucije,
elektrovučne podstanice i susedni
prenosni sistemi. U budućnosti je
predviđeno da objekti 110/x kV pređu
u nadležnost elektrodistribucija, ali
sada još uvek postoji značajan broj ovih
objekata koji su u vlasništvu EMS-a.
Pojedine transformatorske stanice
su u dosta lošem stanju i neophodna
je njihova značajna rekonstrukcija.
Otpisanost vrednosti postojeće opreme
je dostigla 85%, što se, pre svega,
odnosi na mrežu 110 kV i 220 kV
naponskog nivoa, a zamena te opreme
nije dostigla zadovoljavajući nivo.
Pored toga, dugogodišnji zastoj u
razvoju prenosnog sistema uzrokovan
nedostatkom sredstava dovodi do
postojanja nesigurnih radnih stanja koja
potencijalno mogu da ugroze normalan
[127]
rad delova elektroenergetskog sistema
pri sadašnjem nivou opterećenja, što
će postati još izrazitije pri radu sistema
sa povećanim nivoom opterećenja,
očekivanom u narednom periodu
razvoja.
Nedovoljna razvijenost delova mreže
110 kV uticala je na iznose gubitaka
u prenosu, koji su u ranijem periodu
bili reda 3% ukupne energije merene
na pragu prenosa. Pored toga, na nivo
gubitaka u velikoj meri je uticala i
starost opreme u transformatorskim
stanicama i na vodovima, koja dovodi
do povećanog broja ispada i/ili
neophodnosti isključivanja elemenata
sistema zbog remonata, što neminovno
povlači za sobom preraspodelu tokova
snaga i dodatno opterećivanje električno
bliskih elemenata. Takođe, na visoki
nivo gubitaka snage i energije uticao
je i visok nivo tranzita kroz našu
zemlju, koji je posledica centralne
pozicije elektroenergetskog sistema
Republike Srbije u regionalnom tržištu
električne energije jugoistočne Evrope.
Analize su ukazale na činjenicu da
su gubici bili bitno povećani usled
zaostajanja u relizaciji razvojnih
planova EMS-a, tj. kašnjenja izgradnje
novih transformatorskih stanica i
novih vodova. Realizacijom Strategije
razvoja, odnosno izgradnjom vodova
i transformatora najvišeg prioriteta,
predviđenih Programom ostvarivanja
strategije, gubici su u 2007. godini
smanjeni na 2,67% ukupne energije
koja je ušla u prenosni sistem, a u 2008.
godini dodatno smanjeni na 2,51%.
Za korektan rad prenosnog sistema
od velikog značaja je regulacija
u naponsko-reaktivnoj konturi,
gde se uočava problem opšteg
deficita reaktivne snage u sistemu.
Elektroenergetski sistem Srbije u
proseku preuzima više od 500 Mvar
od susednih sistema, a kao posledica
deficita reaktivne snage imaju se loše
naponske prilike, posebno izražene na
pravcu 220 kV TS Niš 2 – TS Požega
i u pojedinim delovima mreže 110 kV
(na primer jugoistočna Srbija). Kako se
može smatrati da su, uz primenu novog
SCADA/EMS sistema u Nacionalnom
dispečerskom centru, praktično
iscrpljene mogućnosti po pitanju
optimizacije tokova snaga, preostaje
da se sagledaju potrebe i mogućnosti
ugradnje dodatnih regulacionih
uređaja (regulacioni transformatori,
statički kompenzacioni sistemi) unutar
prenosnog sistema i uvođenja 400 kV
mreže u delovima koji se sada napajaju
iz 220 kV mreže, odnosno 110 kV
mreže.
Od značaja za rad prenosnog sistema je
i precizno merenje električne energije
energija
na ulazu i izlazu iz prenosne mreže.
Odredbe Pravila o radu prenosnog
sistema i Tehničke preporuke, kojima
se nalaže da se merenje proizvodnje
električne energije na svim elektranama
vrši na visokonaponskoj strani blok
transformatora, morale bi se obavezno
sprovesti bez obzira na nivo ulaganja
koji zahtevaju i to u razumnom roku.
2. Razvoj prenosnog sistema
U uslovima deregulacije, planiranje
razvoja prenosnog sistema pretrpelo je i
izvesne izmene u odnosu na vertikalno
organizovane elektroprivrede, iako sami
tehnički kriterijumi nisu izmenjeni.
Izmene se prvenstveno odnose na
prepoznavanje budućih rasporeda
proizvodnje koji će biti tržišno
opravdani i procene mogućih iznosa
uvoza, izvoza i tranzita. Pri tome je
potrebno imati na umu da se u ovakvom
okruženju više ne raspolaže pouzdanim
podacima o budućim priključenjima
na prenosni sistem. Iz ovakvog skupa
ne baš pouzdanih podataka potrebno je
sagledati optimalni razvoj prenosnog
sistema sa stanovišta ekonomskih
parametara, uz neophodno zadovoljenje
tehničkih uslova.
Razvoj prenosne mreže mora da
prati rastuće potrebe za električnom
energijom u Republici Srbiji. U periodu
2002–2012. godine očekuje se prosečna
godišnja stopa rasta potrošnje ukupne
električne energije od oko 1,8%, a
vršne snage od 1%. Ova prognoza
je značajno uslovljena privrednim
rastom u Republici Srbiji i formirana
je na osnovu očekivanog relativno
stabilnog rasta u industriji i u uslužnom
sektoru od oko 7% godišnje, dok se,
usled unapređenja tarifnog sistema i
korekcije cena u oblasti energetike,
kao i racionalizacije usled primene
mera energetske efikasnosti, očekuje
početni pad potrošnje u domaćinstvima,
uz vraćanje na sadašnji nivo na kraju
razmatranog perioda.
Raspoloživi proizvodni kapaciteti
nisu dovoljni za pokrivanje planirane
potrošnje električne energije u Republici
Srbiji, tako da odsustvo izgradnje novih
proizvodnih kapaciteta uslovljava uvoz
električne energije a time i potrebu
razvoja prenosne mreže u smeru što
boljeg povezivanja sa zemljama regiona.
Sinhroni rad u UCTE interkonekciji
daje nesumnjive pogodnosti vezane
za povećane mogućnosti razmene
električne energije i umanjenje rizika
u pogledu nabavke dela nedostajućih
količina električne energije. Poboljšanje
veza sa susednim zemljama omogućava
i učešće u regionalnom tržištu električne
energije jugoistočne Evrope, kao i
dobijanje određene koristi od povećanih
tranzita kroz elektroenergetski sistem
Srbije.
Učešće u regionalnom tržištu uslovljava
dovođenje JP EMS u oblik moderno
organizovanog preduzeća u skladu
sa evropskim normama. U domenu
upravljanja potrebno je unaprediti
korišćenje svih funkcija upravljanja u
realnom vremenu koje su realizovane
projektom SCADA/EMS sistema
finansiranog donacijom švajcarske
vlade (SCADA, AGC, estimator
stanja, mrežne analize). Trenutno,
ograničavajući faktor ne predstavlja
korišćenje aplikacija od strane
planerskog i operativnog osoblja, već
nedostatak merenja, prvenstveno iz
proizvodnih i distributivnih objekata,
kao i objekata kupaca koji su priključeni
na 110 kV mrežu. Upravo se ovome
u narednom periodu mora posvetiti
posebna pažnja. Pored toga, potrebno
je intenzivno raditi na unapređenju
razmene podataka sa susednim
elektroenergetskim sistemima, čime
bi se omogućilo i sagledavanje tokova
snaga susednih sistema u analizama u
realnom vremenu.
Telekomunikacije predstavljaju
oblast koja se brzo razvija. Izgradnja
savremenog telekomunikacionog
sistema, kod kog već postoji dobar deo
potrebne infrastrukture, omogućava
ne samo zadovoljavanje tehničkih
potreba, nego i pružanje usluga drugim
korisnicima, a time i ostvarivanje
dodatnog prihoda. U domenu
telekomunikacija osnovni pravci razvoja
su formiranje telekomunikacione
prenosne mreže, telefonske mreže i
mreže mobilnih radio veza, pri čemu je
osnova savremenog telekomunikacionog
sistema telekomunikaciona prenosna
mreža realizovana optičkim sistemom
prenosa i delom usmerenim radiorelejnim vezama.
Analize razvoja prenosne mreže urađene
su u skladu sa datim zahtevima koji
se odnose na planirano povećanje
potrošnje u elektroenergetskom sistemu
Srbije, kao i uslove povezivanja i
obezbeđivanja očekivanih tranzita na
regionalnom tržištu energije. Takođe
je uzeto u obzir da će region u celini
u narednim godinama verovatno
samnjivati proizvodne mogućnosti.
Eventualni viškovi proizvodnih
kapaciteta se mogu očekivati na teritoriji
Kosova, ali njihova eksploatacija je i
dalje vezana za visoki rizik političkog
karaktera. Iz navedenih razloga je
pretpostavljeno da se deficit električne
energije u Jugoistočnoj Evropi najvećim
delom pokriva proizvodnjom u
centralnoj Evropi i Ukrajini.
Definisanjem razvoja prenosnog sistema
su obuhvaćena i moguća priključenja
[128]
i neophodnost evakuacije snage iz
potencijalnih novih izvora koji bi
bili izgrađeni na teritoriji Republike
Srbije. Do kraja 2008. godine su
iskazani zahtevi za izdavanje mišljenja
o mogućnosti i uslovima priključenja
za gotovo 800 MW instalisane snage
novih izvora. Međutim, donošenje
planova razvoja prenosnog sistema je
bitno uslovljeno za sada nedovoljno
definisanim tretmanom obnovljivih
izvora energije. Posebno se izdvaja
problem nedefinisanosti troškova
neophodnih pomoćnih sistemskih
usluga. Realno je pretpostaviti da bi,
posebno za vetroelektrane, ovi troškovi
mogli biti jako visoki, što ukazuje
na neophodnost analiza kojima bi se
ovi troškovi odredili, kao i donošenja
odgovarajućih zakonskih akta, kojima bi
se definisala pravila pri priključivanju i
radu novih izvora.
2.1. Pregled kapitalnih investicija
po oblastima
Najveći deo investicija tokom perioda
razmatranog u programu ostvarivanja
strategije razvoja prenosne mreže je
posvećeno rehabilitaciji i unapređenju
prenosnog sistema, ali su značajne
investicije predviđene i u IT i ostalim
oblastima. Ovaj Modul se ograničava
na to da osnovne tipove kapitalnih
investicija planiranih za elektroprenosni
sistem grupiše i rangira projekte po
prioritetima, analizira realizovane i
specificira planirane troškove do 2012.
godine. Identifikovana su četiri nivoa
tehničkih prioriteta:
0. Prioritet Apsolutno neophodan
za obezbeđenje pogonske sigurnosti
i zadovoljavajućih performansi rada
sistema. Finansiranje je obezbeđeno,
izvršena je tenderska procedura,
realizacija projekata je ili u toku,
sa manjim ili većim kašnjenjem
u realizaciji, ili je već završena u
početnim godinama ostvarivanja
strategije razvoja.
I. Neophodan Potreban za
unapređenje rada sistema, smanjenje
gubitaka, povećanje efikasnosti,
ispunjenje UCTE/regionalnih standarda
itd. Projekti su identifikovani i projekti
su u fazi obezbeđenja finansija i početka
realizacije.
I/II. Poželjan Potreban za unapređenje
performansi rada sistema i ispunjenje
ekoloških standarda. Finansiranje
još uvek nije identifikovano i/ili
obezbeđeno.
II. Budući Planirani projekti koji nisu
urgentni. Projekti su identifikovani
u odnosu na postojeći sistem i mogu
postati višeg prioriteta u zavisnosti od
razvoja i potreba mreže.
energija
Tabela 1 Investicioni i razvojni plan po oblastima i prioritetima (2009 – 2012)
Slika 1 Planirane investicije za prenosni sistem prema prioritetnim nivoima
(2009 – 2012)
Programom ostvarivanja strategije je
identifikovano oko 219 miliona evra
prioritetnih projekata od ukupnog iznosa
od 403,64 miliona evra. U periodu
2007 – 2008. godine realizovano je oko
77 miliona evra u prenosnu mrežu, oko
18 miliona u IT i telekomunikacionu
mrežu i 8,1 milion za ostale investicije.
Ovim izmenama i dopunama Programa
ostvarivanja strategije identifikovano još
nekoliko projekata različitih prioriteta,
tako da je ukupan predviđeni iznos svih
projekata povećan na oko 530 miliona
evra. Pri tome su projekti u ukupnoj
vrednosti od 68 miliona evra završeni
dok se za preostali period do 2012.
godine predviđaju potrebna finansijska
sredstva od 361,2 miliona evra. Tabela 1
sumira planirane kapitalne investicije po
sektorima za naredni period 2009-2012.
2.2. Oblasti investiranja u
prenosni sistem
2.2.2. Prenosna mreà
Za rehabilitaciju i proširenje prenosne
mreže razvijen je sveobuhvatan i
ambiciozan investicioni plan. Na slici
1 prikazane su planirane investicije
u narednom periodu (2009 – 2012),
sa uvaženim izmenama i dopunama
programa ostvarivanja strategije razvoja
za prenosni sistem prema prioritetnim
nivoima.
Ovaj plan predviđa nastavak aktivnosti
na održavanju i unapređenju postojećih
i izgradnju novih kapaciteta, kao
i interkonektivnih veza u cilju
rasterećenja mreže i budućih regionalnih
razmena. Od u programu ostvarivanja
strategije identifikovanih 197 miliona
evra prioritetnih kapitalnih investicija u
prenosnoj mreži, realizovani su projekti
u ukupnoj vrednosti od 68 miliona
evra. Najvažniji iz ove grupe projekata
su: Proširenje TS Sremska Mitrovica
2, izgradnja 400 kV TS Jagodina 4,
izgradnja TS Sombor 3 i izgradnja
nadzemnog 400 kV voda Sombor 3 –
Subotica, izgradnja 400 kV dalekovoda
TS Sremska Mitrovica 2 – TE Ugljevik,
kojim je izvršeno povezivanje
prenosnog sistema Srbije sa sistemom
Bosne i Hercegovine, kao i dogradnja
TS 220/110 kV Smederevo 3 kojom
je popravljena sigurnost napajanja
velikih industrijskih potrošača. Oni
su realizovani najvećim delom kroz
EBRD i EIB kreditne programe, dok je
donacija koju je obezbedio EAR, od 22
miliona evra, raspoređena na izgradnju
dalekovoda od Niša do makedonske
granice.
Prioritetne investicije u prenosnu
mrežu 400 kV, 220 kV i 110 kV koje su
identifikovane izmenama i dopunama
programa ostvarivanja strategije ili su u
fazi realizacije, prikazane su u tabelama
2, 3 i 4.
U mreži 110 kV napona postoji još
veliki broj identifikovanih projekata
različitih prioriteta, međutim, zbog
transformacije vlasničkih odnosa, za
njihovu realizaciju će biti odgovorna
elektrodistributivna preduzeća, te ti
projekti u ovom izveštaju nisu navedeni.
2.2.2. IT i telekomunikacije
Nekoliko velikih IT i
telekomunikacionih investicija
je planirano sa uvođenjem novih
sistemskih i tržišnih aktivnosti. Te
investicije čine oko 4% ukupnih
investicija u okviru Investicionog i
razvojnog plana. Do sada realizovane
[129]
sisteme SCADA/EMS i SRAAMD
(System for Remote Acquisition and
Accounting of Metering Data – sistem
za daljinsko prikupljanje i obradu
mernih podataka) je finansirala
švajcarska vlada, odnosno organizacija
SECO, dok su sistem za upravljanje
tržištem električne energije i sistem za
alokaciju kapaciteta finansirani iz EAR
donacija. SCADA system i SRAAMD
sistem za daljinsku akviziciju i
obračunsko merenje, kao i funkcije
upravljanja tržištem i finansirani su iz
EAR donacija.
Trenutno, upravljački sistem je potpuno
oslonjen na nedovoljno pouzdan i
razuđen telekomunikacioni sistem, koji
je u razvoju. Puna funkcionalnost novog
sistem za upravljanje (SCADA/EMS) u
Nacionalnom centru upravljanja dobiće
se nakon obezbeđivanja neophodnih
merenja i signala iz svih proizvodnih
objekata, većine distributivnih objekata
i objekata kupaca. Posebno treba
istaći potrebu za realizacijom razmene
podataka u realnom vremenu sa
susednim prenosnim sistemima. Prema
tome, investicije u telekomunikacije
su neophodne za unapređenje sistema
kako bi planirani IT upravljački sistem
radio sa potrebnom raspoloživošću. Na
slici 2 prikazane su planirane investicije
u narednom periodu (2009 – 2012.
godina), u IT i telekomunikacije prema
prioritetnim nivoima.
Na nivou upravljanja prenosnim
sistemom 110 kV, koje se obavlja
iz regionalnih centara upravljanja,
potrebno je unaprediti postojeći SCADA
sistem dodavanjem novih aplikacija, s
tim što je preduslov za njihov korektan
rad dobijanje neophodnih podataka
u realnom vremenu. Dobijanje ovih
podataka bi prvenstveno trebalo da se
realizuje posredstvom direktnih veza sa
distributivnim centrima upravljanja.
Izgradnjom infrastrukture i primenom
podataka obezbeđenim posredstvom
EMS/SCADA i SRAAMD projekata,
projekat formiranja tržišta će obezbediti
povezanost kupca i snabdevača, kao
i strana odgovornih za kontrolu i
obezbeđenje bilansa na tržištu energije,
izravnavanje dijagrama, dnevnu
kontrolu transakcija i dugoročnu
prognozu potrošnje.
Prioritetne investicije u IT i
telekomunikacije, koje su predviđene
za realizaciju u periodu 2009 – 2012.
godine, prikazane su u tabeli 5.
energija
Tabela 2 Prioritetne investicije u prenosnu mrežu 400 kV
2.2.3. Ostale investicije
Planirane su i određene kapitalne
investicije koje će EMS finansirati
sopstvenim sredstvima i one obuhvataju
rekonstrukciju i unapređenje postojećih
kapaciteta, unapređenje IT sistema i
rezervnu opremu. Ukupna predviđena
vrednost ovih investicija iznosi
2 900 000 evra.
2.3. Ekonomska opravdanost
predloènih projekata
Većina projekata prezentovanih u planu
kapitalnih investicija ima jaka tehnička
obrazloženja, ali ne ukazuju uvek
jasno i na ekonomsku opravdanost.
Delom je to zbog činjenice da većina
prioritetnih investicija predstavlja
neophodne investicije u mreži (gde
ekonomska optimizacija ima sporednu
ulogu). Takođe, procena ekonomskih
dobiti od razvoja prenosne mreže
predstavlja znatno komplikovaniji
problem u odnosu na, na primer, kod
smanjenja gubitaka električne energije.
U nekim slučajevima dobit nije
moguće egzaktno kvantifikovati ali ona
nedvosmisleno postoji. Povećanjem
sigurnosti i pouzdanosti napajanja
potrošača smanjuju se troškovi usled
prekida isporuke električne energije,
pri čemu se moraju uzeti u obzir i širi
[130]
efekti poremećaja prouzrokovanih
u industrijskoj proizvodnji, trgovini
itd. Uvećanjem kapaciteta smanjuje
se preopterećenje u određenim
radnim režimima čime se omogućava
veći prenos snage, kao i razmene
sa susednim sistemima i tranzita.
Potencijalne ekonomske koristi se
postižu i ostvarenim smanjenjem
troškova održavanja, unapređenjem
standarda rada, i dr.
3. Uticaj prenosnog sistema na
okolinu
Razvoj prenosne mreže se danas
obavezno sagledava i u kontekstu zaštite
energija
Slika 2 Planirane investicije za IT i telekomunikacije prema prioritetnim
nivoima (2009 – 2012)
Tabela 5 Prioritetne investicije u IT i telekomunikacioni sistem (2009 – 2012)
[131]
životne sredine. Ekološki značaj ovog
problema je od podjednake važnosti
kao i njegova ekonomska strana.
Radi sprovođenja efikasne zaštite
životne sredine u različitim fazama
razvoja prenosne mreže neophodno je
utvrditi dokumente koji regulišu ovu
problematiku i mere preventivnog i
korektivnog karakera, kao i mehanizme
kontrole.
Mora se obezbediti da se pri izboru
tehnologije i opreme ocenjuje i
uticaj na životnu sredinu, i to i u fazi
projektovanja i u fazama izvođenja i
energija
održavanja opreme i objekata. Potrebno
je definisati prioritetnu listu aspekata
životne sredine, kriterijuma i smernica
za izbor lokacije za nove objekte,
standardizaciju tehničkih rešenja,
modernizaciju prezentacije projekata.
U neposrednoj budućnosti efektne
prezentacije će biti jedan od preduslova
za brzo dobijanje potrebnih dozvola,
jer će biti neophodno ubediti veliki broj
zainteresovanih stranaka u pogodnost
odabranog rešenja. Ova mera je usko
povezana i uslovljena modernizacijom
projektnih alata i procesa projektovanja.
Unapređenje energetske efikasnosti je
jedan od osnovnih prioriteta za značajno
smanjenje uticaja sistema za prenos
električne energije. Takođe, upravljanje
opasnim materijama mora biti
unapređeno. U cilju unapređenja zaštite
životne sredine i javne slike o preduzeću
za prenos električne energije poželjno bi
bilo inicirati sopstveni program zaštite
prirode. Pri koncipiranju programa
treba se konsultovati sa institucijama
za zaštitu prirode. Među prihvatljivim
merama, koje imaju veliki značaj za
zaštitu životne sredine i veliki medijski
kapacitet su: program sadnje drveća
(posebno u ugroženim zonama) i
finansijska podrška programima zaštite
ugroženih ptičijih i životinjskih vrsta.
Ove mere treba vršiti sistematski i u
saglasnosti sa merama zaštite životnog
sveta pri projektovanju i izgradnji
objekata. U cilju praćenja uticaja
objekata i aktivnosti prenosnog sistema
preporučuje se definisanje jedinstvenog
programa merenja.
4. Zaklju~ak
Izmene i dopune Programa ostvarivanja
strategije, modul prenosni sistemi,
predstavljaju sintezu skoro svih
relevantnih podloga koje su poslednjih
godina urađene na našim prostorima, a
odnose se na problematiku prenosnog
sistema. Izveštaj je istovremeno
omogućio da se preko kritičkog
sagledavanja raznih varijanti
izdvoje one, prezentovane i u ovom
materijalu, koje su tehničko-ekonomski
najprihvatljivije. Izveštaj je na taj način
postavio praktično sve prioritete razvoja
prenosnog sistema, uz dodatnu osobinu
koja podrazumeva otvorenost za dalja
preispitivanja.
5. Updating of Transmission Lines 220
kV, Alstom donation, 2002.
6. Feasibility Study: Rehabilitation of
Transmission Network DECON,
BEA, IEENT, 2002.
7. Assistance in electricity market in
Serbia, Task 3: Development and
Investment Programme, BCEOM.
RTE, Powernext, 2005.
8. REBIS: GIS decembar, 2004 Price
woterhouse Coopers, MWH, Atkins
9. Preparation of Least Cost Investment
for Serbia Electricity Sector : Task
3 Report on Transmission Planning,
EAR Donation, 2004.
10. Studija dugoročnog razvoja
prenosne mreže 400, 220 i 110 kV
na području R. Srbije do 2020.
Godine, Elektrotehnički Intitut
Nikola Tesla, 1997.
11. Tehnički i Ekonomski aspekti
povezivanja EE Sistema Srbije i
Makedonije Dalekovodom 400 kV
Niš-Leskovac-Vranje – Skoplje,
EKC Beograd, 2003.
12. Studije perspektivnog razvoja
distributivne mreže 110 kV do 2020,
Elektrotehnički Institut Nikola
Tesla, 1997 – 2005.
13. Studija perspektivnog razvoja
prenosne mreže Srbije do 2020
(2025) godine, Elektrotehnički
institut „Nikola Tesla“, Beograd,
Centar za elektroenergetske sisteme,
Beograd
14. Pravila o radu prenosnog sistema.
15. M Ćalović, A. Sarić, P. Stefanov,
„Eksploatacija elektroenergetskih
sistema u uslovima slobodnog
tržišta“, Tehnički fakultet, Čačak,
2005. god.
16. A. Mazer, „Electric power planning
for regulated and deregulated
markets“, IEEE Press, John Wiley &
Sons, Hoboken, New Jersey, 2007.
5. Literatura
1. Zakon o energetici Republike Srbije,
2. Strategija razvoja energetike
Republike Srbije do 2015. godine,
3. Prostorni plan Republike Srbije
[132]
energija
Prof. dr Nikola Rajakovi}, Du{an Nikoli},
Vladimir M. [iljkut
UDC: 621.317.7 -519
Uvođenje sistema za
daljinsko upravljanje
i očitavanje brojila u
elektrodistributivnim
preduzećima
I. Uvod
Rezime
MERENJE utrošene električne energije
se u prošlosti vršilo isključivo pomoću
elektromehaničkih (indukcionih)
brojila, koja rade na osnovnim
elektro-magnetskim principima [1].
Takva brojila su se pokazala kao
zadovoljavajuće precizna i uz manje
modifikacije, zadržala su svoje mesto
u sistemima obračunskog merenja, sve
do današnjih dana. Sa druge strane,
duge godine upotrebe mehaničkih
brojila pokazale su i neke probleme
od kojih su mnogi bili uzrokovani i
ljudskim faktorom. Bez obzira na njih,
u Srbiji indukciona brojila još uvek čine
ogromnu većinu obračunskih merila (i
do 90%). Važno je istaći da je najveći
broj ovih merila s isteklim rokom
overe. Kako zbog svoje konstrukcije
indukciona brojila vremenom izlaze iz
klase tačnosti – i to povećanjem greške
merenja u negativnom smeru – nisu
zanemarljivi gubici elektroprivrede
usled netačnog obračunskog merenja
[2]. To dodatno aktuelizuje potrebu
zamene ovih uređaja, savremenijim.
Počev od sredine devedesetih godina
XX veka, i u Srbiji je počela masovnija
ugradnja elektronskih (statičkih) brojila
električne energije. Prve generacije
ove vrste merila, naročito domaće
proizvodnje, patile su od raznih „dečjih
bolesti“. Njima su umnogome doprinele
sankcije i nemogućnost nabavke
kvalitetnih elektronskih komponenti,
tokom poslednje decenije XX veka
[2,3]. Poslednjih godina, međutim, u
širu upotrebu ulaze savremeniji tipovi
mikroprocesorskih, multifunkcionalnih
brojila, uključujući i merne grupe za
direktno priključenje na niski napon.
Osim većih klasa tačnosti i merenja ne
samo aktivne, već i reaktivne energije
i registrovanja srednje vrednosti
U radu su izložene mogućnosti uvođenja sistema za daljinsko očitavanje brojila
električne energije u elektrodistributivnim preduzećima u Srbiji. Ukratko je izložena
koncepcija i struktura sistema. Obrazložene su njegove prednosti u odnosu na
postojeći način očitavanja klasičnog sistema obračunskog merenja. Ukazano je na
širok spektar pogodnosti koje bi šira primena ovakvog sistema imala za rad jednog
elektrodistributivnog preduzeća: smanjivanje troškova usled nenaplaćene električne
energije, smanjivanje netehničkih gubitaka, smanjivanje troškova mehanizacije
i radne snage, mogućnost upravljanja opterećenjem, unapređenje kvaliteta
električne energije, mogućnost snimanja profila opterećenja karakterističnih
naselja i potrošača i sl. Kao ilustraciju, rad prikazuje početna iskustva u uvođenju
ovog sistema u privrednom društvu (PD) za distribuciju električne energije
„Elektrodistribucija Beograd“. Izloženi su suština i rezultati tehno-ekonomske
analize opravdanosti uvođenja sistema daljinskog očitavanja brojila u ovom PD.
Ključne reči: Daljinsko očitavanje brojila, troškovi, nenaplaćena električna
energija.
Abstract
This paper presents possibility of introducing system for remote meter reading into
existent distribution grids. Structure and conception of this system was presented.
Advantages over existent meter reading system were emphasized.
Broad variety of conveniences of this system application are shown: reducing
the costs due to unpaid electric energy, reducing nontechnical losses, reducing
mechanization and workforce costs, possibility of load control, improving
the quality of delivered electric energy, possibility of monitoring the loads of
characteristic consumers, etc. As an example, this paper shows experiences of this
system application in Belgrade Distribution Utility. Basic cost-benefit analysis for
implementation of this system is also presented.
Key words: Remote meter reading, costs, unpaid electric energy.
maksimalnog 15-minutnog opterećenja,
ova merila poseduju sledeće
mogućnosti:
- merenje i drugih veličina (naponi
i struje po fazama, cosφ, simetrija
opterećenja i sl.);
- registrovanje različitih pojava (prekidi,
neovlašćeni pristupi, otvaranje
poklopaca brojila i priključnice);
- poseduju tehničke preduslove za
integraciju u sistem daljinskog
očitavanja potrošnje, nadzora i
daljinskog upravljanja (isključenja)
[133]
potrošača (u daljem tekstu: kupaca)
električne energije.
Sistem daljinskog očitavanja potrošnje
električne energije otvara mogućnosti
potpunijeg uvida u stanje opterećenja
i potrošnje, kako svakog kupca
pojedinačno, tako i distributivne mreže
kao celine.
Sistemi daljinskog upravljanja u
širem smislu, u Srbiji su do sada
uključivali kontrolu samo do nivoa
transformatorskih stanica 10(20)/0,4 kV
(uglavnom bez njih). S unapređenim
energija
Slika 1 Primer strukture sistema za daljinsko upravljanje i očitavanje
sistemom daljinskog očitavanja
potrošnje električne energije nivo
pristupa se pomera i dalje, do krajnjeg
kupca - korisnika. Tada se može
upravljati njegovom potrošnjom i vršiti
trenutna akvizicija relevantnih podataka
koji opisuju nivo opterećenja kupca.
– Interneta, kojom se povezuju podaci
o potrošnji pojedinačnih korisnika
i upravljanje potrošnjom na nivou
distributivnog preduzeća.
II. Opis sistema za daljinsko
upravljanje i o~itavanje brojila
A. Smanjivanje troškova usled
nenaplaćene električne energije
Redovna i korektna naplata utrošene
električne energije predstavlja osnovni
prihod elektrodistributivnih preduzeća.
Jedan od većih problema u okviru
pojave netehničkih (komercijalnih)
gubitaka električne energije
predstavljaju korisnici koji su se
priključili na elektrodistributivnu
mrežu bez ili ispred svog brojila,
obezbedivši time da im se sva ili
najveći deo utrošene električne energije
ne naplaćuje. Ovakva situacija se
uglavnom zatiče kod korisnika koji žive
u objektima individualne (porodične)
gradnje. Razvodni ormani, koji sadrže
brojila, ponekad su smešteni čak i u
samoj kući, a ne na fasadi ili drugom
lako pristupnom mestu. Takav njihov
položaj nesavesnim kupcima pružio
je i pruža povoljne mogućnosti za
manipulisanje brojilima.
Sistem za daljinsko upravljanje
i očitavanje brojila je tehnološki
unapređeno rešenje u odnosu na
postojeći sistem merenja i očitavanja
električne energije. Implementira
se dogradnjom na postojeći sistem
merenja, tako da se uvode novi uređaji:
sa strane kupaca
1. novo digitalno brojilo
2. PLC modem
3. koncentrator
4. GPRS modem
sa strane distributivnog preduzeća
1. GPRS modem
2. AMR komunikacioni server
Struktura sistema daljinskog očitavanja
uređaja za obračunsko merenje i sistema
veza data je na slici 1.
Pravilno funkcionisanje ovog sistema
podrazumeva korišćenje globalne mreže
III. Prednosti sistema za
daljinsko upravljanje i
o~itavanje brojila
[134]
Sprovođenjem Tehničke preporuke TP13a ED Srbije [4] i Internog standarda
Elektrodistribucije Beograd (EDB)
za izmešteno mesto merenja, kojim
se brojilo postavlja van privatnog
vlasništva, ovaj problem se može u
velikoj meri prevazići [5]. Dodatno,
uz pomoć novih, digitalnih brojila i
korišćenjem njihovih mogućnosti za
pružanje uvida u trenutno stanje brojila,
moguće je pravovremeno otkriti sve
„odlive“ električne energije i u nekim
slučajevima ih i locirati. Daljinsko
očitavanje, kao vrsta kontrole, u velikoj
meri će smanjiti netehničke gubitke,
odnosno onemogućiti neovlašćeno
korišćenje električne energije.
Pored problema nenaplaćene energije,
nesavesni kupci na više načina mogu da
ugroze druge, savesne kupce u svojoj
neposrednoj blizini, a koji se napajaju
sa istog izvoda transformatorske
stanice (TS). Pored požara koji
su prouzrokovani nestručnim
povezivanjem sa provodnikom kućnog
priključka, krađa električne energije
vodi ka većem opterećenju napojnih
vodova 1 kV, njihovom bržem starenju
i učestalijim kvarovima na tom ogranku
distributivne mreže.
Osim neovlašćenog korišćenja
električne energije, stalan problem
energija
predstavljaju i kupci kod kojih je
otežan ili sasvim onemogućen pristup
radi očitavanja potrošnje. Svakog
meseca, u EDB se procenat neočitanih
kupaca kreće oko 1 do 1,5 %, što
predstavlja stalni i ne mali gubitak.
I ovaj problem se u značajnoj meri
može ublažiti doslednom primenom
pomenutih preporuka i Internog
standarda za izmešteno mesto merenja,
a u potpunosti eliminisati uvođenjem
sistema daljinskog očitavanja.
Novi sistem bi podstakao i viši stepen
finansijske discipline kupaca, jer bi
svi kupci kojima je utrošena električna
energija obračunata ali nije naplaćena,
veoma lako i brzo mogli da budu
isključeni sa mreže.
B. Smanjivanje troškova mehanizacije i
radne snage
Sistem daljinskog upravljanja i
očitavanja omogućava besprekidnu
mogućnost nadzora kupaca. Najveća
ušteda kod primene sistema daljinskog
očitavanja je nepostojanje potrebe za
radnom snagom za očitavanjem brojila
(čitači brojila), zatim za ekipama koje
isključuju električnu energiju na terenu,
kao i za svim propratnim troškovima
koji su ovim prouzrokovani.
Ušteda se takođe ostvaruje i na
automatskoj akviziciji podataka,
jer nema potrebe za plaćenom
radnom snagom koja mora da radi
na poslovima unosa obračunskih
podataka. Pored toga, na ovaj način
je moguće u potpunosti eliminisati
troškove koji su se javljali usled greški
pri ručnom očitavanju brojila. To su
troškovi korekcije tj. ponovne izrade
i slanja obračuna, ali – u značajnom
broju slučajeva – i troškovi zamene i
vanrednog ispitivanja i overe brojila.
Ovi troškovi se javljaju ukoliko je
zbog pogrešnog očitavanja brojila
neosnovano izražena sumnja u njegovu
ispravnost.
očitavanja ima mogućnost kontrolisanja
prethodno odobrene vršne snage po
svakom uređaju za obračunsko merenje,
tako da je prekomernom potrošnjom
moguće upravljati.
U slučaju izostanka odaziva mernog
uređaja podaci se arhiviraju u njemu,
kao i u odgovarajućem koncentratoru,
gde čekaju na novu komandu. Same
podatke je moguće prikupiti i na
postojeći način, odnosno očitati ih na
licu mesta – sa koncentratora za sva
odgovarajuća brojila odjednom, ili
direktno sa željenog brojila.
C. Komunikacija sa merilima kupaca
očitavanja dvosmerno komunicira
od mernog mesta preko energetskih
kablova do koncentratora u TS
10(20)/0,4. Sledeći nivo dvosmerne
komunikacije se ostvaruje između
koncentratora i distributivnog centra, uz
pomoć GPRS.
D. Mogućnost upravljanja
opterećenjem
Upotrebom odgovarajuće opreme
moguće je ograničiti vrednost struje
koja protiče kroz brojilo, po fazi ili po
sve tri faze. Programiranjem željenog
opsega lako se vrši praćenje srednje
petnaestominutne snage, što otvara
mogućnost analiziranja srednje snage na
nivou TS 10(20)/0,4 kV.
Problem prekomerne vršne snage kod
kupaca, rešava se programiranjem
njegove odobrene snage na mernom
uređaju. Ako kupac ima odvojene
unutrašnje instalacije za određene
uređaje, npr. TA peći, električne
bojlere i kotlove, i merno-razvodni
orman (MRO) šemiran i opremljen na
odgovarajući način, moguće je daljinsko
uključenje i isključenje ovih trošila. Sa
druge strane, moguće je podesiti vreme
ponovnog uključenja kupca ukoliko
je došlo do njegovog isključenja usled
prekomerne potrošnje.
Sve ove intervencije se izvršavaju iz
upravljačkog centra nadležne ED.
E. Unapređenje kvaliteta električne
energije
očitavanja ima mogućnost kontrole
po izvodima u TS 10(20)/0,4 kV uz
pomoć mrežnog analizatora, koji meri
utrošenu aktivnu i reaktivnu energiju,
srednju petnaestominutnu snagu, snima
dijagram opterećenja, harmonike i dr.
Podaci koji se u istom trenutku mogu
dobiti i analizirati u distributivnom
centru, odmah pokazuju ona mesta u
distributivnoj mreži koja su sa lošijim
pokazateljima kvaliteta električne
energije.
F. Smanjivanje netehničkih gubitaka
Zahvaljujući sistemu daljinskog
upravljanja i očitavanja moguće je
izvršiti kako makro, tako i mikro
lociranje netehničkih gubitaka. Suma
potrošnje pojedinih kupaca kao i
ukupnih tehničkih gubitaka jednaka
je izmerenoj potrošnji na nivou rejona
posmatrane TS. Ukoliko prvi Kirhofov
zakon nije ispunjen, prelazi se na mikro
lokaciju netehničkih gubitaka. Vrši
se merenje potrošnje jednog izvoda u
TS i postavljanje kontrolnih mernih
ormara sistema daljinskog upravljanja
i očitavanja, koji lociraju netehničke
gubitke uz pomoć uređaja MTE,
Easyflex i Cable Counter.
[135]
Takođe, digitalno višefunkcionalno
brojilo je veće klase tačnosti, što će
dovesti do smanjenja tehničkih gubitaka
nastalih usled nezadovoljavajućih klasa
tačnosti nekih postojećih merila za
obračunsko merenje. Naime, postoji
određen broj kupaca čija su postojeća
brojila neispravna, i još veći broj onih,
kod kojih su stara, indukciona brojila
izašla iz klase tačnosti, pa na taj način
prouzrokuju štetu elektrodistributivnom
preduzeću. Takve nepravilnosti se
veoma teško uočavaju i otklanjaju.
Uvođenjem sistema daljinskog
očitavanja – uz ugradnju novih merila –
ovakvi gubici, nastali usled neispravnog
obračunskog merenja, u potpunosti bi se
eliminisali.
G. Fleksibilnost Tarifnog sistema za
prodaju električne energije
Još jedna prednost sistema za
daljinsko upravljanje i očitavanje je što
dozvoljava uvođenje posebne tarifne
politike prilagođene – u graničnom
slučaju – čak i svakom kupcu ponaosob.
Time se distributivnim preduzećima
pruža mogućnost da korisnicima sistema
ponude paletu različitih tarifnih stavova
i cena, što će se odraziti na bolje
upravljanje potrošnjom (izbegavanje
pikova potražnje električne energije,
koji se sada pojavljuju u vremenskim
intervalima nižeg tarifnog stava i u
popodnevnim satima).
Postojeći Tarifni sistem [6] već predviđa
posebno, povoljnije tarifiranje potrošnje
kupaca sa daljinski upravljanim
opterećenjem. Ono se, međutim, u
elektrodistributivnoj praksi gotovo
ni ne pojavljuje (osim u ograničenim
područjima u kojima je svojevremeno,
eksperimentalno, uvođena tzv. „treća
tarifa“). Uz stvaranje tehničkih
preduslova od strane kupaca
(razdvojene instalacije) i na samome
mernome mestu – pomenutim u jednom
od prethodnih potpoglavlja – uvođenjem
sistema daljinskog očitavanja sa
mogućnošću upravljanja potrošnjom,
i od strane elektrodistributivnih
preduzeća omogućiće se šira primena
povoljnijih Tarifnih stavova za kupce.
Kako bi se pojedina njihova trošila
isključivala sa sistema u periodima viših
opterećenja – onda kada to odgovara
isporučiocu – korist bi bila obostrana;
ovakvim uravnoteživanjem dnevnog
dijagrama opterećenja relaksirala
bi se elektrodistributivna mreža i
odložilo investiranje isporučioca
električne energije u gradnju novih
elektrodistributivnih kapaciteta.
To predstavlja očiglednu, dodatnu
dobit i pogodnost sistema daljinskog
očitavanja. Nju, međutim, u ovom
trenutku nije moguće kvantifikovati, pa
energija
stoga nije uzeta u obzir pri izradi tehnoekonomske analize, čiji su suština i
rezultati predstavljeni u nastavku.
Dodatno smanjivanje vršnog
opterećenja konzuma u celini, moglo
bi biti ostvareno pomeranjem vremena
nastupanja niže tarife po grupama
kupaca. Ovakvu mogućnost predviđa
i postojeći Tarifni sistem za prodaju
električne energije [6]. S druge
strane, sistem daljinskog očitavanja
i upravljanja opterećenjem ima
mogućnost daljinskog podešavanja
vremena promena dnevnih tarifnih
stavova. Pritom je moguće podesiti
vreme nastupanja više tarifnih stavova,
istovremeno u celom konzumu svake
odabrane TS 10(20)/0,4 kV, ili po
slobodno odabranim i grupisanim
kupcima. Aktivacija ove opcije moguća
je ili dajući joj prvenstvo nad mrežnom
ton-frekventnom komandom (MTK) ili
jednostavnom demontažom prijemnika
MTK iz MRO kupaca.
IV. Tehno-ekonomska analiza
isplativosti
Analiza isplativosti se bazira na odnosu
investicionih troškova nabavke i
ugradnje novog sistema prema godišnjoj
uštedi koju bi novi sistem donosio
elektrodistributivnom preduzeću.
Investicioni troškovi nabavke i ugradnje
novog sistema se odnose na:
• Opremu
a) Elektronska mikroprocesorska
brojila sa dodatnom opremom (rele,
modem), koja se ugrađuju umesto
klasičnih brojila u MRO kupaca.
b) Brojila - merne grupe (za merenje
aktivne i reaktivne energije i
aktivne snage):
− za direktno merenje gornjih
veličina kod kupaca u kategoriji
potrošnja na niskom naponu
(uglavnom u domaćinstvima i
maloj privredi). U trenutku izrade
ove analize, ovakvih merila na
konzumu EDB je bilo oko 13.000.
Određeni broj ovih uređaja, zbog
nekompatibilnosti sa sistemom
daljinskog očitavanja, moraće biti
zamenjen.
− za poluindirektno merenje gornjih
veličina kod kupaca u kategoriji
potrošnje na niskom naponu
(uglavnom mala privreda i manji
industrijski pogoni), pomoću
klasičnih (kompletnih) mernih
grupa, priključenih preko strujnih
transformatora odgovarajućih
prenosnih odnosa. U trenutku
izrade ove analize, ovakvih merila
na konzumu EDB je bilo oko
5.000. Većina brojila iz sastava
ovih mernih grupa morala bi biti
zamenjena pri uvođenju sistema
daljinskog očitavanja.
− za poluindirektno merenje
gornjih veličina za ceo konzum
TS 10/0,4 kV, priključene na NN
razvodnu tablu u TS, preko strujnih
transformatora odgovarajućeg
prenosnog odnosa. Potreban broj
ovih uređaja za ceo konzum EDB je
oko 7.000 (broj TS).
Za potrebe ove tehno-ekonomske
analize i varijantu uvođenja sistema
daljinskog očitavanja na celom
konzumu EDB, usvojeno je da je
potrebno nabaviti 4.000 novih brojilamernih grupa za direktno priključenje
i 4.000 + 7.000 = 11.000 mernih
grupa za priključenje preko strujnih
transformatora.
c) Ostala oprema u TS podrazumeva
koncentrator (uređaj koji prikuplja
podatke od svih priključenih
kupaca) i GPRS modem kao
sredstvo komunikacije sa
distributivnim centrom, kome se
šalju svi podaci iz koncentratora.
S obzirom na prosečnu starost
postojećih strujnih transformatora
na NN tablama u TS 10/0,4 kV i
činjenicu da nije vršena njihova
periodična overa, velika je
verovatnoća da je jedan broj ovih
uređaja izašao iz klase tačnosti ili
je neispravan. Stoga bi detaljnijom
tehno-ekonomskom analizom
trebalo predvideti i zamenu novim,
postojećih strujnih transfomatora u
TS. Preko njih bi bile priključene
merne grupe za merenje potrošnje i
vršne snage konzuma TS 10/0,4 kV.
d) Utrošeni sitni elektromaterijal.
• Ugradnju
a) Troškovi rada radnika EDB za
ugradnju opreme
b) Angažovanje službenog vozila za
prevoz opreme i radnika
Godišnja ušteda biće računata na
primeru EDB:
− Ušteda na očitavanju električnih
brojila.
− Ušteda na angažovanju službenog
vozila za prevoz radnika – čitača.
− Ušteda na prikupljanju, unosu i analizi
podataka.
− Ušteda usled smanjenih netehničkih
gubitaka (smanjenje neregularnog
preuzimanja električne energije).
Analiza se bazira na pretpostavci
zamene starog sistema obračunskog
merenja novim, odnosno demontiranjem
starih brojila i postavljanjem novih,
digitalnih, kao i odgovarajuće prateće
opreme.
Za referentne vrednosti ulaznih
parametara dobijaju se sledeći periodi
otplate investicije:
Prosti period otplate
3,052 godina
Dinamički period otplate 3,727 godina
U analizi su u tehnički opravdanim
opsezima varirani i parametri koji utiču
na period otplate ugradnje opreme za
daljinsko upravljanje i očitavanje na
konzumu EDB. Pregled i uticaj ovih
parametara prikazan je pomoću sledećih
grafika na slikama 2, 3 i 4.
Iz analize osetljivosti se primećuje
da najveći uticaj na period otplate
imaju netehnički gubici, odnosno
troškovi usled neregularno preuzete
električne energije. Jedan od osnovnih
razloga ugradnje opreme za daljinsko
upravljanje i očitavanje je upravo
smanjenje ovih troškova.
Ono što tehno-ekonomskom
analizom ovde nije i ne može biti
kvantifikovano, jeste sledeće: oprema
koja se ugrađuje u MRO kupaca i na
NN table napojnih TS, omogućava
prikupljanje svih relevantnih podataka
potrebnih za snimanje karakterističnih
dijagrama opterećenja tipičnih
naselja, pojedniačnih kupaca i tipova
potrošnje, kao i veličina relevantnih za
procenu kvaliteta električne energije.
S obzirom da je od 2001, po stupanju
na snagu izmenjenih Tarifnih sistema i
značajnijih poskupljenja cena električne
energije i snage, došlo do „peglanja“
dijagrama opterećenja, nužno je snimiti
nove, za karakteristična konzumna
područja. Potom će biti moguče da se
izvrši i revizija empirijskih formula
iz TP-14 ED Srbije, kreiranih u
Slika 2 Period otplate u zavisnosti od srednje cene električne energije u
narednih 10 godina
[136]
energija
Slika 3 Period otplate u odnosu na gubitke usled neregularnog preuzimanja
VI. Literatura
[1]
[2]
[3]
Slika 4. Period otplate u odnosu na broj brojila po jednoj TS
[4]
[5]
periodu starog Tarifnog sistema, a
koje se i dalje koriste za planiranje
mreže. Stoga bi kod daljeg uvođenja
daljinskog sistema očitavanja, bilo
značajno obratiti pažnju na različitost
tipova naselja, njihov odabir i prioritet.
Raspoznavši ih i klasifikovavši, tokom
više narednih godina prikupljali
bi se i podaci relevantni za izradu
pouzdanijih prognoza vršne snage, kao
osnovnog preduslova za optimalno
planiranje elektrodistributivne mreže.
Drugi set prikupljenih podataka
ukazivao bi na mesta u mreži kritična
s aspekta kvaliteta električne energije i
pouzdanosti njene isporuke.
Tokom 2007. i 2008. u EDB je montiran
određen broj kompleta uređaja u
MRO kupaca, mernih grupa i prateće
opreme u napojnim TS. Instaliran
je korisnički program i započeto je
prikupljanje podataka sa brojila kupaca,
u odgovarajuću bazu podataka. Tokom
njihove implementacije, uočavani su
problemi, sagledavane potrebe i novi
zahtevi EDB. Stoga je od presudne
važnosti interaktivni rad, razumevanje
i saradnja elektrodistributivnog
preduzeća s jedne, i proizvođača merila,
komunikacione opreme i pratećeg
softvera, s druge strane. U tom pogledu,
prva iskustva na uvođenju ovog sistema
u EDB su pozitivna i mogu biti od
koristi kako za dalje širenje i primenu
sistema, tako i za druge isporučioce
V. Zaklju~ak
Prednosti novog sistema očitavanja
uređaja za obračunsko merenje moguće
je sagledati preko uvažavanja koristi
koje imaju i distributivna preduzeća i
kupci.
Sa aspekta distributivnih preduzeća,
uvođenje novog sistema znači
tehnološko unapređenje koje ne
samo da rešava postojeće probleme
(smanjenje netehničkih gubitaka i
smanjenje troškova radne snage), nego
i otvara nove mogućnosti (upravljanje
opterećenjem, ažurno bilansiranje
potrošnje električne energije,
generisanje profila opterećenja).
Sa aspekta kupca, pravilnim i pravičnim
naplatama električne energije ostvaruje
se indirektno veći stepen zadovoljstva
kupaca.
Takođe, bolji uvid u funkcionisanje
mreže pomoći će da se kritične tačke
sistema ranije otkriju i otklone, što će
rezultovati sigurnijim i kvalitetnijim
snabdevanjem električnom energijom.
[137]
[6]
Zdravko Hukavec: „Indukciona
brojila“, Savezni zavod za mere i
dragocene metale, Beograd
V.M.Šiljkut, N.Stojčić, B.Beronja,
M.Stamenković: „Stanje
mernih uređaja na konzumu
„Elektrodistribucije-Beograd“ i
uticaj na ukupne gubitke u mreži“,
Treće jugoslovensko savetovanje o
elektrodistributivnim mrežama, Juko
CIRED, Vrnjačka Banja, 2002.
V.M.Šiljkut, Z.Ilić, S.Bodrožić,
S.Radovanović: „Mogućnosti
poboljšanja rada na terenu i
tehničkih rešenja mernih i uklopnih
uređaja domaće proizvodnje u
cilju smanjenja komercijalnih i
gubitaka energije u mreži“, Treće
jugoslovensko savetovanje o
elektrodistributivnim mrežama, Juko
CIRED, Vrnjačka Banja, 2002.
Tehnička preporuka TP-13a ED
Srbije: „Osnovni tehnički zahtevi za
ugradnju mernih uređaja na granici
vlasništva ili javnim površinama“,
Beograd-Vrnjačka Banja, april 2006.
V.M.Šiljkut: „Izmeštanje mesta
merenja električne energije u
cilju povećanja efikasnosti rada i
smanjenja gubitaka elektroprivrede“,
ELEKTRA IV, Tara, septembar
2006.
Odluka o Tarifnom sistemu za
prodaju električne energije, Sl.
glasnik RS, br. 24/01 (IV 2001) do
br. 12/08 (VIII 2008.)
energija
Dr Milenko Jevti}, dipl. in`. ma{.
Prof. dr Du{ko Sunari}, dipl. in`. geol.
Dr Nedeljko Stojni}, dipl. in`. geol.
Institut za Vodoprivredu “Jaroslav Černi”, Beograd
UDC: 621.311.4.001/.004)
Nova elektrohidraulička
tehnologija
1. Uvod
Rezime
Osnovne teorijske postavke ove
tehnologije su proistekle iz matematičke
fizike i elektrotehnike i ovo istraživanje
predstavlja aplikaciju navedenih
postavki u oblastima građevinarstva
i vodoprivrede. Suština ELHIM
tehnologije je utemeljena na korišćenju
visokovoltne električne instalacije
sa transformatorom, ispravljačem,
baterijom specijalnih kondenzatora
za impulsna električna pražnjenja,
kompletom sklopki i komutatora i
komorom sa vodom koja ispunjava
radnu zonu mašinskog podsistema.
Impulsna električna pražnjenja, sa
efektom kontrolisane električne
eksplozije, realizuju se pomoću
komutatora i bakarnih elektroda
postavljenih u vodi i manifestuju se
formiranjem snažnih električnih lukova
i gasno-varničnim udarnim talasima
(proces traje od 40 do 80 μs) između
električnih polova. Navedeni udarni
talasi prenose se na sve strane, a uz
pomoć posebnih tehničkih rešenja
moguće ih je usmeriti na željene
zone gde vrše potreban i koristan
rad. Primena ELHIM tehnologije u
građevinarstvu i vodoprivredi na način
opisan u odeljcima 1.1, 1.2 ovoga rada.
U radu je opisana koncepcija nove i originalne tehnologije zasnovane na
teorijskim istraživanjima matematičke fizike. Ova metoda se odnosi na teorijsko
i eksperimentalno istraživanje i razvoj primene procesa i efekata nastalih pri
impulsnoj električnoj eksploziji u komori sa tehničkom vodom. Pri ovakvim
impulsnim električnim pražnjenjima u vodi nastaju veoma snažni udarni hidrotalasi
koji se usmeravaju u željenu zonu sistema i izvode željeni rad u okviru sistema
primenjenih u oblasi vodoprivrede i građevinarstva. Aktiviranjem energije iz
baterije kondenzatora mogu se ostvariti: udarni pritisci i do 104 bara, brzine
udarnih talasa do 100 m/s2, ubrzanja do107 m/s2 i frekvencije do 104 Hz. Vreme
trajanja električnih impulsnih pražnjenja iznosi svega 40-60 μs. Za ovakve procese
razvijeni su i projektovani mašinski i elektro podsistemi na kojima će se izvesti
eksperimentalna verifikacija fizikalnosti procesa u predviđenim oblastima primene
ove tehnologije.
Ključne reči: Električna struja, električno impulsno pražnjenje u vodi,
hidrodinamika, udarni talas
1.1. Geotehni~ka melioracija tla za
fundiranje gra|evinskih objekata
(pobolj{anja tla)
Kada se govori o koherentnom tlu čija
zrna čine skeleton tla, tada prilikom
narušavanja njihove konstelacije
izazvane jakim horizontalnim ili
vertikalnim pomeranjem, u ovom
slučaju jakom eksplozijom, dolazi do
promene njegove poroznosti e, i gustine
ρ. Time se, generalno, poboljšavaju
mehanička svojstva muljevitog tla na
nosivost, tako da tlo može da izdrži
New Electrohydraulic Technology
In this paper a concept of new and original ELHIM technology, based on
mathematical physics is presented. The method is related on theoretical and
experimental investigation and practical application of the pulse electrical
discharge process produced into water chamber with technical water. Electrical
pulse discharge process produces very strong strike hydrowave which can be
utilised trough different useful work, workpeace forming, civil engeenering, water
resource management etc. Activating energy from the capaictor batteries it is
possible to produce a strike pressure up to104 bars, strike wave velocity of 100 m/s,
acceleration of 100 m/s2 and frequency of 104 Hz. Time duration of electrical pulse
discharge is about 40-60μs. For experimental verification of the physicality process
in certain application fields, a special mechanical and electrical subsystem has ben
designed.
Key words: Electrical current, electrical pulse discharge in water, hydrodynamic,
veće pritiske u domenu dozvoljenih
deformacija.
1.2. Revitalizacija reni bunara
u izvori{tima vodosnabdevanja
i otpu{avanje cevovodnih
instalacija
Produženje veka eksploatacije reni
bunara kao i njihovo održavanje
je od vitalnog interesa u procesu
vodo-snabdevanja. Usled toga javlja
se potreba za novim metodama i
[138]
tehnologijama koje bi što efikasnije
podržale čitav taj proces. Vek
eksploatacije reni bunara je uslovljen
brzinom krustifikacije zrna, odnosno
međuzrnskog prostora čime se smanjuje
propusna moć tla u neposrednoj okolini
drenova. Bilo bi korisno da se ELHIM
tehnologija iskoristi za mehaničko
razbijanje krusifikovanog materijala
čime bi se dobila veća pukotinska
poroznost, a time i vodopropusnost
materijala u kome se nalazi dren.
energija
Na ovaj način bi se povećalo vreme
eksploatacije samih reni bunara.
4. Analiza fizikalnosti ELHIM
tehnologije i istraživanje
uticajnih parametara
Suština ELHIM procesa je zasnovana
na korišćenju visoko-voltne električne
instalacije sa visoko-voltnim
transformatorom i električnim
pražnjenjima koja se odvijaju u
tečnosti. Kao tečnost koristi se voda
koja ispunjava radnu zonu u kućištu
eksperimentalnog uređaja. S druge
strane radne zone nalazi se zona sa
objektom primene. Visokovoltna
električna instalacija je povezana
sa elektrodama, koje se nalaze u
tečnom fluidu. Impulsno električno
pražnjenje u formi električne eksplozije
izvodi se preko elektroda koje se
postavljaju u tečnost, pri čemu se
stvara snažan električni luk. Fizička
posledica pomenutog impulsnog
električnog pražnjenja manifestuje se
nastankom strujnih odnosno varničnih
gasnih mehurova i kanala između
električnih polova u tečnom fluidu.
Shodno postojećem Paskalovom
zakonu, nastali varnični kanali i gasni
mehurovi trenutno se šire u radnoj
zoni tečnog fluida prenoseći pritisak
u formi udarnog talasa, vrlo sličnog
eksplozivnim udarima, na sve strane
podjednako. Objekat koji se nalazi sa
druge strane komore sa tečnim fluidom,
biva podvrgnut navedenom dejstvu
udarnog talasa..
Ceo proces traje veoma kratko i
završava se za nekoliko stotina
mikrosekundi, shodno vremenu trajanja
impulsnog električnog pražnjenja.
Na slici 1 prikazana je metodologija
izvođenja izvlačenja metalnog lima
sa usmeravanjem dejstva udara talasa
shodno formi šupljine 3 suda 6, u koji
je stavljen tečni fluid 7 sa uronjenom
elektrodom 9. Držač elektrode 9 je
sačinjen od izolatora 8. Pritiskivač 5
obradka 2 koristi dejstvo udarnog talasa
za ostvarivanje sile držanja. Matrica 3
postavljena je u telo 1 i pod dejstvom
udarnog talasa oblikuje pripremak 2.
Prsten 4 služi kao vezni element između
pritiskivača 5 i matrice 3. Elektroda se
napaja impulsom električne struje iz
instalacije koju sačinjavaju: izvor struje
sa naponom U, kondenzatorska baterija
10 i prekidač 11. Električnim vodom 12
povezan je sud 6, koji služi kao drugi
električni pol.
Osnovni parametri procesa ELHIM
su napon napajanja elektroda u radnoj
zoni između kojih se izvodi impulsno
električno pražnjenje i kapacitivnosti
samih kondenzatorskih baterija.
Energija W oslobođena pri električnom
pražnjenju u radnoj zoni se definiše
izrazom (1) kao zavisnost napona
električnog pražnjenja U i kapacitivnosti
kondenzatorskih baterija C:
(4)
u kome empirijska zavisnost k
predstavlja konstantu materijala
elektrode, a ostale veličine imaju ista
značenja kao i u izrazu (2) i (3).
Optimalne vrednosti prečnika elektrode
dop predstavljaju se izrazom (5):
dop = 1,6 . 10-5 . C0,333 . U0,5 . L-0,166
(5)
u kome se uvrštava kapacitivnost C u
F, električni napon U i V i induktivnost
instalacije za električno pražnjenje L u
H.
Analizom energetskog bilansa u radnoj
zoni u okviru ELHIM može se doći do
izraza (6):
(6)
(1)
Analitička zavisnost električnih
parametara definiše se preko zapremine
elektroda i količine energije elektro
podsistema uz pomoć izraza (2):
(2)
u kome oznake imaju sledeća
značenja: d, l -prečnik i dužina
elektrode potopljene u tehničku vodu,
C - kapacitivnost kondenzatora, U –
početna vrednost električnog napona
pri pražnjenju kondenzatora, k, α, β –
koeficijenti koji predstavljaju konstante
zavisne od vrste materijala elektrode
a f – sopstvena frekvencija instalacije
za električno pražnjenje, određena je
sledećom relacijom (3):
(3)
Slika 1 Prikaz izvođenja oblikovanja lima sa
vertikalnom elektrodom i sudom kao masom
[139]
U izrazu (3) Lo
predstavlja ukupnu
početnu induktivnost
celog sistema za
električno pražnjenje
ELHIM sistema. Vrsta
materijala elektroda i
njen poprečni presek
utiču na efekte procesa
električnog pražnjenja i
na vremenski interval t
od početka proticanja
struje iz kondenzatora
do početka eksplozivnog
pražnjenja u radnoj
zoni. Ova zavisnost je
predstavljena izrazom (4):
koji predstavlja nivo energije E
dobijene električnim pražnjenjem
u zavisnosti od dimenzije i vrste
materijala komponenata sistema.
U izrazu (6) veličina D predstavlja
prečnik otvora matrice u kome se
dobija korisna energija, a h predstavlja
debljinu nepoželjnog sloja, veličine
k i α predstavljaju koeficijente
naponskih stanja materijala obradka i
za martenzitni čelik imaju vrednost: k
=190 i α = 0,16 , dok za materijal od
aluminijuma navedeni koeficijenti imaju
vrednost k =32,7 i α =0,24. Pored toga
u izrazu (6) parametar ϕ predstavlja
veličinu ugla sa temenom na vrhu
elektrode i kracima koje sačinjavaju osa
simetrije u radnoj zoni i poteg koji spaja
vrh elektrode i tačke na otvoru matrice,
tako da ugao ϕ zavisi od prečnika
otvora matrice i rastojanja između
matrice i vrha elektrode. U izrazu
(6) veličina f predstavlja debljinu
nepoželjnog sloja.
Sledeća empirijska zavisnost (7):
(7)
definiše energiju E kao funkciju
parametara sa relevantnim značenjima.
U izrazu (7) veličina M predstavlja
masu nepoželjnog sloja i vode u radnoj
zoni, kv - koeficijent brzine deformisanja
nepoželjnog sloja, kd -koeficijent
udarnog talasa i njegovog širenja,
ψ-koeficijent sferičnosti udarnog talasa
koji zavisi od visine R vrha elektrode
od matrice, So -poprečni presek matrice,
a parametar Adef predstavlja potreban
koristan rad.
energija
5. Idejnodejno i realno rešenje
instalacije eksperimentalnog
ELHIM sistema
Varijanta idejnog rešenja u oblasti
mašinstva, koja je načinjena u okviru
rada na ELHIM istraživanju, prikazana
je na slici 2. Ova varijanta predstavlja
realnije rešenje i bliži pristup konkretnoj
verziji eksperimentalne instalacije za
ELHIM i služi za dobijanje konačne
verzije rešenja. Rešenje sa slike 2.
sastoji se iz dva podsistema i to:
iz elektropodsistema i tehnološkomašinskog podsistema.
Globalni izgled mašinskog podsistema
ELHIM u montiranom stanju je
prikazan fotografskim snimkom
na slici 3., na kome se vidi celina
podsistema sa svim svojim osnovnim
delovima i veznim elementima.
Eksperimentalna ispitivanja su izvedena
sa obradcima od različitih materijala,
pri čemu je pripremak bio od metalnih
limova prečnika φ=220mm različitih
debljina d=0,5-2,0mm. Sa druge
strane eksperimenti su izvedeni sa
različitim naponima impulsne struje
električnih pražnjenja, pri čemu je
Slika 2 Detaljni prikaz konačno usvojene varijante idejnog rešenja
eksperimentalnog sistema za oblikovanje materijala sa ELHIM
Slika 3 Fotografski snimak
mašinskog podsistema
ELHIM u montiranom stanju
Slika 4 Baterija kondenzatora sa
otporničkim modulom
Slika 5 Izgled deformisanog uzoraka
u oblasti mašinstva pomoću
nove ELHIM tehnologije
Elektropodsistem se sastoji iz modula
za punjenje instalacije, koji sačinjavaju
visokovoltni transformator i ispravljač
električne struje. Instalacija - modul
za punjenje napaja se iz standardne
električne mreže i preko preklopnika
1 i 2 puni i napaja kondenzatore C1 i
C2 - slika 4., sa električnom strujom
moduliranih parametara. Sa druge
strane, modul za punjenje je preko
upravljačke jedinice povezan sa
komutatorima K1 i K2 - koji obezbeđuju
trenutno pražnjenje navedenih
kondenzatora C1 i C1.
napon variran U = 0,5; 1,0; 1,5; 2,0;
2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 kV.
U svim eksperimentima sa različitim
naponima impulsnih pražnjenja
dobijeni su kvalitetni, pozitivni i
ohrabrujući rezultati, odnosno dobijeni
su deformisani obradci sa različitim
stepenima deformacije zavisno od
veličine napona pražnjenja sa kojima
su eksperimenti izvedeni. Sa tako
dobijenim rezultatima eksperimentalnih
ispitivanja potpuno je ostvaren osnovni
cilj i verifikovana fizikalnost procesa
impulsnog električnog pražnjenja u
tečnosti.
[140]
Ilustracije radi na slici 5. predstavljeni
su fotografski snimci deformisanih
obradaka od čeličnog lima
dimenzijaφ=220 × 2mm na kome
je na početku D=125mm ostvarena
deformacija izvlačenjem na dubini od
h=20mm.
Ovako dobijeni pozitivni rezultati
potpuno su dokazali i verifikovali
istraživačke napore i omogućili nam
dalja istraživanja koja treba da omoguće
energija
primenu ELHIM tehnologije na široku
lepezu mogućih industrijskih procesa,
a ukazuju da se ona može primeniti i u
građevinarstvu i vodoprivredi.
6. Zaklju~ak
U okviru ovog istraživanja izvršena
su teorijska, razvojna, aplikativna i
eksperimentalna istraživanja ELHIM
tehnologije u oblasti mašinstva i
mogućnost njene primene u oblasti
građevinarstva i vodoprivrede.
Ostvareni rezultati ohrabruju, atraktivni
su i daju puno opravdanje za dalja
istraživanja radi primene ELHIM
tehnologije u oblasti građevinarstva i
vodoprivrede.
Primena promenljivog pritiska u
drenovima reni bunara, takođe, ukazuje
na veliku mogućnost primene ELHIM
tehnologije u procesima čišćenja reni
bunara. Nedavno objavljen rad u kome
je dat opis primene promenljivog
pritiska u procesu revitalizacije reni
bunara, do 70% povećanja izdašnosti
i ukazuje da se pomenuta ELHIM
tehnologija može koristiti za istu svrhu.
Imajući u vidu efekte proizvedenog
pritiska u radnom fluidu ELHIM
instalacije koji su manifestuju kroz
deformacije metala na metalnim
obradcima pouzdano se može tvrditi da
se redukovani pritisak proizveden ovom
tehnologijom može koristiti u procesu
otpušavanja začepljenih cevovoda,
kanalizacija i sl.
4. JEVTIC M. B., Metal forming by
electrohydraulic technology, Proc.,
on 1st Inter. Sym. of Industrial
Engineering-SIE-96, Faculty of
Mechanical Engineering of Belgrade,
Belgrade, 1996, pp. 325.
5. JEVTIC M. B, MILJANIC P.,
Investigation and development of the
hihg velocities technologies, Proc.,
Con. on Productive Mechanical
Engineering of Yugoslavia, Budva,
1996, pp. 339.
6. JEVTIC M. B., Research of the
impact of the rotor structure
temperatures on thedynamic
behaviour of turbogenerators, Proc.,
on V Int. Con. on Nikola Tesla III
Milenium, Serbian Academy of
Science and Arts, Belgrade, 1996,
Vol. I, pp. 107.
7. JEVTIC M. B., Investigation and
development of a new original
electrohydroulic technology, Proc.,
on Int. Sym. on Electrical MachinesSME , Polish Academy of Science
and Poznan University of Science
and Technology, Poznan, Poland,
2007, pp. 285.
8. CVETKOVIĆ-MRKIĆ S., Metode
geotehničkih melioracija, RudarskoGeološki fakultet, Beograd, 1995.
Literatura
1. GREGORY B. S, MATT McL.,
JAMES T., New technology injects
new life into municipal well,
American Water Works Assoc. Jour.
ABI/INFORM Trade & Industry,
Sept., 2007,Vol. 99, No. 9, pp. 100.
2. DZHANTIMIROV A.
K., KRASTELEV G. E.,
KRYUCHKOV A. S., NISTROV
M. V., SMIRNOV V. P., IC P.,
Geotechnical technology based
on electrochemical explosion and
equipment for its implementation,
Soil Mechanics and Foundation
Engineering, 2005, Vol.42, No. 9,
pp. 172.
3. JEVTIC M. B, MILJANIC
P., Results of investigation and
development of the puls technology,
Proc., Con. on Productive
Mechanical Engineering of
Yugoslavia, Beograd, 1994, pp. 113.
[141]
energija
Z. Nikoli}, S. Joki}
Elektroprivreda Crne Gore A.D. Nikšić, HE “Perućica”, Nikšić, Crna Gora
UDC: 621.22.018 : 621.31 (497.16)
Program modernizacije i
osposobljavanja HE “Perućica”
za ostvarenje projektovane snage
i proizvodnje električne energije
i uključenje u Tehnički sistem
upravljanja elektroenergetskim
sistemom Crne Gore
Opšti podaci
Rezime
Naziv objekta:
Hidroelektrana “Perućica”
Karakter postrojenja:
Akumulaciono - derivaciona
hidroelektrana sa 8 agregata u krajnjoj
fazi izgradnje
Etapnost gradnje:
I i II faza
- 5 agregata (izvedeno)
III faza
- 2 agregata (izvedeno)
IV faza
- 1 agregat
Razvodna postrojenja:
postrojenje 110 kV i 220 kV
Tema obuhvata pregled programa i zahtjeva koji treba da se ispune modernizacijom
elektrane. Modernizacijom treba da se omogući bezbjedniji pogon, pogonska
elastičnost u ispunjavanju zahtjeva koje elektroenergetska situacija postavlja
pred HE “Perućica”, kao i optimalno iskorišćavanje vodnih resursa koji joj stoje
na raspolaganju. Program modernizacije obuhvatio je sve potrebne radove na
revitalizaciji i modernizaciji procesa proizvodnje električne energije, dovođenju
opreme, postrojenja i objekata na nivo koji obezbjeđuje sigurnost rada, povećanje
pogonske spremnosti i garantuje sadašnju proizvodnju HE”Perućica” za sledeći
amortizacioni period i tehnički vijek trajanja. Potreba za modernizacijom je
naglašena, takođe, zbog komplikovanosti ove hidroelektrane akumulaciono
- derivacionog tipa, kao i uključivanja u tehnički sistem upravljanja. Tema,
takođe, obuhvata i preporuke za rekonstrukciju i modernizaciju elektrane, i to: u
hidrograđevinskom dijelu, elektro dijelu, mašinskom dijelu, kao i energetske analize
i ekonomsko - finansijske analize.
Ključne riječi: HE “Perućica”, modernizacija, rekonstrukcija, elektroenergetska
situacija, hidromehanička oprema, elektro oprema, investicioni program, energetski
efekti.
Istorijat
Hidroelektrana Perućica je izgradjena
na desnoj obali rijeke Zeta, oko 250
m nizvodno od brane Hidroelektrane
“Glava Zete”. Zgrada elektrane
predstavlja jedinstvenu gradjevinu, a
sastoji se, u osnovi, od mašinske sale,
zatvaračnica i komandne zgrade.
Hidroelektrana »Perućica« koristi vode
Nikšićkog polja koje se prikupljaju u
akumulacijama »Krupac«, »Slano« i
»Vrtac«.
Glavnim projektom iz 1960. godine
predvidjena je elektrana sa 8 (osam)
agregata po 40 MVA sa izgradnjom u
III faze:
I FAZA - 2 agregata (2 x 8,5 m³/sec)
II FAZA - 3 agregata (3 x 8,5 m³/sec)
III FAZA - 3 agregata (3 x 8,5 m³/sec)
U toku izgradnje, praktično su I i II
faza bile spojene tako da je elektrana
od 1962. godine u pogonu sa 5 (pet)
agregata od po 40 MVA, tj.ukupno 200
MVA.
Tokom 1970. godine donijeta je odluka
da se pristupi izgradnjii III Faze. Kako
je u medjuvremenu veoma povećan
značaj hidroelektrane za pokrivanje
vršnih opterećenja, a naročito elektrana
sa akumulacijama, to je proučena
mogućnost ugradnje agregata veće
snage.
Na osnovu podloga Isporučioca opreme,
posebnom studijom je utvrdjeno 1971.
godine da se na istom prostoru mogu
ugraditi agregati veće snage, generatori
od 65 MVA, koji će imati instalisani
protok po 12,75 m³/sec. Time bi,
praktično, snaga III faze bila ostvarena
sa dva umjesto ranije predvidjena
tri agregata. Poslednji, osmi agregat,
bi takodje imao snagu od 65 MVA, a
vrijeme njegove ugradnje biće utvrđeno
naknadno.
Da bi se omogućila ugradnja osmog
agregata snage 65 MVA, prečnik
cjevovoda III faze je povećan sa ranije
predvidjenih 2,2 / 2,1 m na 2,65 / 2,50
m. Dovodni tunel i leptirasti zatvarači
ostaju istih dimenzija.
Koncepcija agregata III faze je skoro
istovjetna kao i postojećih. Agregati su
[142]
horizontalni sa po dvije Pelton – turbine.
Za razliku od prethodnih agregata nove
turbine imaju po dvije mlaznice po kolu.
Osnovni podaci
HE »Perućica« je složeni sistem koji
se sastoji od tri međusobno povezana
podsistema. Ti podsistemi su:
− podsistem dovodnih kanala
− podsistem pod pritiskom
− podsistem odvodnih vada
Hidroelektrana koristi vode iz
akumulacija »Krupac«, »Slano« i
»Vrtac«, koje su izradjene u I i II fazi
izgradnje HE »Perućica«. Ukupna
zapremina akumulacija iznosi
220 x 106 m3.
Podsistem dovodnih kanala obuhvata
otvorene betonske kanale Opačica,
Moštanica, Zeta I i Zeta II ukupne
dužine oko 10 km kao i taložnicu i
kompenzacioni bazen. Maksimalni
radni nivo na Ulaznoj građevini »Marin
Krst« je 613 mnm (mnm = metara nad
energija
[143]
energija
morem), a minimalni radni nivo je 602,5
mnm. Minimalni nivo je određen kao
minimalni dozvoljeni nivo na Ulaznoj
građevini zbog opasnosti od uvlačenja
vazduha u tunel.
Podsistem pod pritiskom obuhvata
betonski tunel dužine 3335 m, vodostan
i tri čelična cjevovoda sa ugrađenim
Peltonovim turbinama na nizvodnom
kraju. Nizvodno od vodostana nalazi
se račva u kojoj se betonski tunel
razdvaja na tri cjevovoda, nakon
čega slijedi vodostanska zatvaračnica
Povija. U vodostanskoj zatvaračnici
se nalazi šest leptirastih zatvarača
prečnika 2,2 m, u obliku sočiva, po
dva na svakom cjevovodu, od kojih je
jedan glavni, a drugi pomoćni. Uloga
leptirastih zatvarača je sigurnosna
u smislu zaustavljanja protoka kroz
cjevovod za slučaj prskanja cjevovoda
ili neke druge havarijske situacije. U
vodostanskoj zatvaračnici je na svakom
cjevovodu ugrađen po jedan vazdušni
ventil nazivnog prečnika 800 mm, čija
je uloga da upušta vazduh u cjevovod
prilikom njegovog pražnjenja i da
evakuiše vazduh iz cjevovoda prilikom
njegovog punjenja.
Na slici 2 prikazan je podužni profil
sistema pod pritiskom HE »Perućica«.
Cjevovodi su dužine oko 2 km, pri
čemu cjevovod I služi za dovod
vode turbinama 1 i 2 agregata, a
unutrašnjeg je prečnika Ø 2,2 – 2,1
– 2,0 – 1,9 – 1,8 m, protoka od 17,0
m³/sec i završava se razdijelnikom
od koga se odvajaju odvojci Ø 1000
mm prema turbinama 1 i 2 agregata
(4 – odvojaka) i odvojak Ø 250 mm
za turbinu kućnog agregata. Cjevovod
II služi za dovod vode turbinama 3, 4
i 5 agregata, a unutrašnjeg je prečnika
Ø 2,2 i 2,1 m, protoka od 25,5 m³/
sec i završava se razdijelnikom od
koga se odvajaju odvojci Ø 1000 mm
prema turbinama 3, 4 i 5 agregata (6
– odvojaka) i odvojak Ø 250 mm za
turbinu domaćeg agregata. Cjevovod
III služi za dovod vode turbinama 6, 7 i
8 agregata, a unutrašnjeg je prečnika Ø
2,65 i 2,50 m, protoka od 38,25 m³/sec i
završava se razdijelnikom u podzemnoj
razdijelnoj komori koja je odvojena
stijenom debljine 5,8 m od mašinske
zgrade. Od razdijelnika se odvajaju
odvojci Ø 1200 mm prema turbinama 6,
7 i 8 agregata (6 – odvojaka).
Ispred agregata A1 do A5 nalaze
se predturbinski kuglasti zatvarači
nominalnog prečnika 1000 mm. Svakom
agregatu pripadaju po dva kuglasta
zatvarača tako da ih na ovom dijelu ima
ukupno 10. Ispred agregata A6 i A7
nalaze se kuglasti zatvarači nominalnog
prečnika 1200mm. Zatvarači istih
karakteristika su planirani i ispred
budućeg agregata A8.
Turbinski agregati ugrađeni u HE
“Perućica” su tipa Pelton. Peltonova
turbina pripada grupi turbina sa
slobodnim mlazom, što znači da
je voda pri njenom proticanju kroz
turbinu izložena dejstvu atmosferskog
pritiska, jer mlaz slobodno prolazi kroz
atmosferski vazduh, prije nego što
Tabela 1 Osnovne karakteristike turbinskih agregata
[144]
dopre do radnog kola, a isto tako i za
vrijeme dok dejstvuje na radno kolo.
Peltonova turbina se još naziva akcijska
ili impulsna turbina jer se njen princip
rada tumači dejstvom mlaza vode na
prepreku. U Tabeli 1. su date osnovne
karakteristike Pelton turbina ugrađenih
u HE “Perućica”.
Podsistem odvodnih vada obuhvata
dvije vade, pri čemu su na odvodnu
vadu I priključeni prvih sedam agregata,
a na odvodnu vadu II će po planu biti
priključen osmi agregat.
Program modernizacije
HE »Perućica« je u pogonu skoro
40 godina i pojedina oprema,
postrojenja i objekti su pri kraju
tehničkog vijeka, dobar dio njih, od
kojih neki i sa zaštitnim funkcijama
i sa funkcijama neophodnim za
bezbijedan rad elektrane, su van
upotrebe, uz nemogućnost opravke,
rekonstrukcije, dogradnje ili
zamjene. Rastuće energetske potrebe
uslovljavaju, uopšteno govoreći,
da se visokovrijednim energetskim
izvorima, kakav je HE »Perućica«,
pokloni posebna pažnja. Uvođenjem
modernizacije treba da se omogući
ovom postojenju bezbjedniji pogon,
pogonska elastičnost u ispunjavanju
zahtjeva koje elektroenergetske situacije
postavljaju pred HE »Perućica«, kao i
optimalno iskorišćavanje vodnih resursa
koji joj stoje na raspolaganju. Potreba
za modernizacijom je naglašena takođe
zbog komplikovanosti ove hidroelektane
energija
akumulaciono – derivacionog tipa,
te uključivanja u tehnički sistem
upravljanja.
Elektrana ima sedam agregata ukupne
instalisane snage 307 MW ali, u prvom
redu zbog neadekvatnih dovodnih i
odvodnih organa, može da radi samo
sa 245 MW, tj. sa 80% kapaciteta.
Bez velikih zahvata na primarnoj i
sekundarnoj opremi HE “Perućica” se
ne može uključiti u Tehnički sistem
upravljanja.
U cilju rešavanja navedene problematike
otpočelo se sa definisanjem Programa
modernizacije, osposobljavanja i
dogradnje HE “Perućica”, kao i sa
izradom tehničke dokumentacije.
Program modernizacije obuhvatio je
sve potrebne radove na revitalizaciji
i modernizaciji procesa proizvodnje
električne energije, dovodjenju opreme,
postrojenja i objekata na nivo koji će
smanjiti rizik od havarija, obezbijediti
sigurnost rada, povećati pogonsku
spremnost i garantovati sadašnju
proizvodnju HE »Perućica« za sledeći
amortizacioni period i tehnički vijek
trajanja. Ovim Programom obuhvaćeni
su i radovi za uključenje elektrane u
Tehnički sistem upravljanja.
Program osposobljavanja obuhvatio je
sve potrebne radove na osposobljavanju
elektrane da, umjesto sa snagom 245
MW, proizvodi električnu energiju sa
već instalisanom snagom od 307 MW,
te na taj način ostvari novu, dodatnu
proizvodnju električne energije od 39,3
miliona kWh godišnje. Predvidjeni
radovi treba da omoguće bezbijedan
start i nagle promjene snage elektrane,
obezbijede regulacionu zapreminu
vode za potrebe sistema sekundarne
regulacije frekvenca – snaga i spriječe
gubitak vode zbog iznenadnog
smanjenja opterećenja elektrane ili
njenog ispada iz pogona.
Program dogradnje obuhvatio je
ugradnju osmog agregata snage 58,5
MW, kojom bi se postigla instalisana
snaga elektrane od 365,5 MW i nova,
dodatna proizvodnja električne energije
od 13,2 miliona kWh godišnje.
Projektni zadatak i projektna
dokumentacija
Analizirane su potrebne intervencije u
sistemu dovodno – odvodnih objekata
hidroelektrane, na hidromehaničkoj
opremi na tim objektima, te
modernizacija opreme u elektrani
kako bi se obezbijedilo njeno
nesmetano uključivanje u Tehnički
sistem upravljanja elektroenergetskim
sistemom Crne Gore.
Polazeći od ovog treba aktuelizovati
vec postojece projekte koji se uključuju
u program modernizacije i prikazati ih u
odgovarajućem obimu.
Projektna dokumentacija treba da
zadovolji sledeće uslove:
− datim rješenjima da obezbijedi
osnovu za nesmetan red elektrane
u sistemu automatske regulacije
snage sa odzivom elektrane do 20%
instalisane snage u minutu i to unutar
zadatih ograničenja (20% instalisane
snage elektrane sa osam agregata).
Za dovodno-odvodne organe
elektrane to znači de treba zajedno
sa hidromehaničkoim opremom da
omoguće obezbjeđivanje, odnosno
prihvatanje povećanja proticaja od
0 m3/s do 80,75 m3/s za pet minuta.
Ovo vrijeme treba smatrati gornjim
graničnim kriterijumom i za sve
ostale djelove sistema HE ”Perućica”,
− da predviđenu dogradnju i
rekonstrukciju bazira na potrebama
normalnog pogona modernizovane
elektrane sa osam agregata vodeći
računa o kasnijoj nesmetanoj
dogradnji samog sistema HE
”Perućica”,
− da sadrži specifikacije na osnovu
kojih će se raditi tenderska
dokumentacija za isporuku i
izvođenje radova,
− da sadrži procjenu potrebnog broja
i kvalifikacione strukture kadrova
po pojedinim djelovima objekta
potrebnih za njegovu izgradnju i
kasniju eksplataciju i održavanje,
− da sadrži terminski plan izgradnje, od
projektovanja do puštanja u pogon,
razbljen po pojedinim objektima i
fazama izgradnje, sa rokovima koji
nece bitnije uticati na proizvodnju
električne energije u HE ”Perućica”.
Projektnim zadatkom su obuhvaćeni
hidrograđevinski i elektromašinski dio
projekta kao i energetske i ekonomsko
– finansijske analize, koje će činiti
dio Idejnog projekta i Investicionog
programa za modernizaciju i
osposobljavanje HE ”Perućica”.
Projektom treba izvršiti provjeru svih
djelova postrojenja HE ”Perućica” koji
su do sada urađeni za potrebe agregata
A8 i, po potrebi, rekonstrukciju u cilju
omogućavanja normalnog rada agregata
A8 i HE ”Perućica” sa 8 agregata.
Tehni~ka rješenja programa
modernizacije
Najvažnija tehnička rešenja koja
treba realizovati u cilju sigurnog rada
elektrane bilo kojom snagom su :
− sanacija dovodnih kanala,
− sanacija i rekonstrukcija
kompenzacionog bazena,
− rekonstrukcija čvora taložnica –
kompenzacioni bazen,
[145]
− zamjena rešetki i čistilnih strojeva
na Ulaznoj gradjevini i zatvaračnici
Vrtac,
− ugradnja predrešetke na suženju pred
Ulaznom gradjevinom,
− ugradnja zaštita elektrane od niskog
nivoa vode i začepljenja rešetke na
Ulaznoj gradjevini,
− ispitivanje i, po potrebi, sanacija
temelja cjevovoda,
− ugradnja zaštita elektrane od
visokog nivoa vode u odvodnoj vadi,
kritičnim turbinskim jamama i rijeci
Zeti,
− izgradnja stanica za mjerenje
hidrološko – hidrauličkih veličina na
dovodnom i odvodnom sistemu, kao i
na sistemu pod pritiskom,
− dogradnja sistema za daljinski
nadzor i upravljanje hidrološko –
hidrauličkim sistemom,
− rekonstrukcija i zamjena
hidromašinske opreme agregata
(kuglasti zatvarači, turbinski
regulatori, izvršni organi, itd.),
− rekonstrukcija i zamjena elektro
opreme agregata (sistemi za zaštitu,
mjerenje, signalizaciju, regulaciju,
automatiku, upravljanje, itd.),
− rekonstrukcija sopstvene potrošnje
elektrane,
− rekonstrukcija i dogradnja sistema
telekomunikacija (radiorelejne veze,
telefonska centrala, itd.),
− ugradnja sistema za grupnu regulaciju
aktivne i reaktivne snage elektrane,
kao i za sekundarnu regulaciju,
− dogradnja procesnog informacionog
sistema za upravljanje elektranom
upravljanja.
U okviru Programa modernizacije i
osposobljavanja HE “Perućica”, od
navedenog do sada je realizovano:
− sanacija kompenzacionog bazena,
− sanacija kanala Zeta I,
− zamjena rešetke i čistilnog stroja na
Ulaznoj građevini,
− rekonstrukcija sopstvene potrošnje
elektrane i dogradnja sistema
upravljanja sopstvenom potrošnjom,
− rekonstrukcija agregata A5, A6 i A7
u dijelu koji se odnosi na zamjenu
sistema regulacije napona i ugradnju
sistema električnog kočenja agregata,
− rekonstrukcija i zamjena
hidromašinske i elektro opreme
agregata A1 do A4 i kućnih agregata
K1 i K2 (kuglasti zatvarači, turbinski
regulatori, izvršni organi, sistemi
za zaštitu, mjerenje, signalizaciju,
regulaciju, automatiku, upravljanje,
itd),
− ugradnja sistema za grupnu regulaciju
aktivne i reaktivne snage elektrane,
kao i za sekundarnu regulaciju, na
agregatima A1 do A4,
energija
− dogradnja procesnog informacionog
sistema za upravljanje elektranom
upravljanja (završeno za agregate A1
do A4),
− rekonstrukcija i dogradnja mašinske
zgrade za potrebe ugradnje opreme
sopstvene potrošnje i procesnog
informacionog sistema.
Najvažnija tehnička rešenja koja treba
realizovati za rad elektrane snagom 307
MW su:
− nadvišenje kompenzacionog
bazena (uz prethodnu sanaciju i
rekonstrukciju),
− nadvišenje dovodnih kanala (u prvom
redu kanala Zeta I),
− rekonstrukcija odvodnih vada i
turbinskih jama u cilju evakuacije
vazduha,
− otkopavanje odvodnih vada nizvodno
od RP 110 kV i RP 220 kV i
rekonstrukcija spoja vada sa rijekom
Zetom,
− bagerovanje korita rijeke Zete,
− rekonstrukcija zatvarača na
zatvaračnicama,
− ugradnja zaštite elektrane od visokog
nivoa vode na Ulaznoj gradjevini,
− ugradnja zaštite elektrane sa
blokadom od ponovnog starta poslije
ispada.
U okviru Programa modernizacije i
osposobljavanja HE “Perućica”, do sada
je realizovano:
− nadvišenje kompenzacionog bazena,
− nadvišenje kanala Zeta I,
− rekonstrukcija odvodnih vada u dijelu
koji se odnosi na bušenje otvora za
evakuaciju vazduha.
U okviru izgradnje I, II i III faze HE
“Perućica” izgradjeni su i za potrebe
dogradnje agregata A8 sledeći objekti :
− ulazna gradjevina,
− dovodni tunel,
− vodostan,
− izgradjena posebna odvodna vada (na
dijelu ispod RP 220 kV),
− izvršena rekonstrukcija RP 110 kV,
sa raspletom dalekovoda 110 kV,
ugradjen transformator 220/110 kV,
125 MVA, i uvedeni dalekovodi
220 kV (čime je omogućen i
plasman snage i električne energije
proizvedene na agregatu A8),
− nabavljen blok – transformator
110/10,5 kV, 65 MVA.
Time se Program dogradnje agregata A8
svodi na nabavku i ugradnju opreme u
samoj elektrani:
− hidromašinska oprema ,
− generator i oprema generatorskog
napona,
− oprema generatorskog polja 110 kV,
− sistemi zaštite, mjerenja, signalizacije,
regulacije, automatike i upravljanja
agregatom,
− sopstvena potrošnja agregata.
Energetski efekti su iskazani kroz
odgovarajuće smanjenje potrebne
raspoložive snage alternativnog
proizvodnog kapaciteta u sistemu
(termoelektrana), kroz uštede koje se
postižu na troškovima za gorivo kod
angažovanih termoelektrana, kao i kroz
uštede u troškovima redukcija, i sa tog
aspekta dogradnja agregata A8 pokazuje
punu opravdanost. Energetskim
analizama u okviru Idejnog projekta
utvrđena je proizvodnja agregata A8 od
13,2 GWh godišnje i povećanje snage
elektrane za 49,3 MW.
Opravdanost ulaganja u Program
dogradnje je obradjena kroz ekonomske
analize i kroz finansijske analize
zasnovanim na metodi “dodatnih
troškova i efekata”. U ekonomskim
analizama, koje razmatraju opravdanost
projekta i ulaganja u njegovu izgradnju
sa stanovišta elektroenergetskog
sistema, na strani troškova (C)
prikazane su dodatne investicije za
elektromašinsku opremu agregata
A8 sa operativnim troškovima,
a na strani koristi (B) efekti rada
agregata A8 kroz uštede u troškovima
izgradnje i eksploatacije alternativne
termoelektrane. Ekonomske analize
veoma pozitivno vrednuju ovu
investiciju i pokazuju punu ekonomsku
opravdanost dogradnje agregata
A8, obzirom da pri diskontnoj stopi
10% odnos ušteda u troškovima
elektroenergetskog sistema prema
troškovima dodatnih ulaganja je B/C
= 3,83, što ukazuje na činjenicu da bi
raspoloživa snaga agregata A8 bila od
posebnog interesa za elektroenergetski
sistem.
U finansijskim analizama, koje sa
stanovišta Investitora treba da pokažu da
li se prihodom od dodatno proizvedene
električne energije mogu pokriti dodatni
investicioni i operativni troškovi, na
strani troškova (C) takođe su prikazane
dodatne investicije za elektromašinsku
opremu agregata A8 sa operativnim
troškovima, a na strani koristi (B) efekti
rada kroz prihode od prodaje dodatno
prozvedene energije i ostvarene snage,
saglasno važećem Tarifnom sistemu
Crne Gore. Medjutim, finansijske
analize pokazuje nepovoljne parametre,
a razlozi su : mala proizvodnja
električne energije agregata br. 8 i
slabosti Tarifnog sistema, koji ne može
na pravi način da valorizuje veoma
kvalitetnu vršnu energiju i relativno
veliku vršnu snagu agregata A8.
Rezultati ukazuju na energetsku
i ekonomsku opravdanost
dogradnje agregata A8 sa gledišta
elektroenergetskog sistema.
U tabelama ispod dat je pregled
proizvodnih jedinica EPCG, kao i
energetska zapremina akumulacija HE
“Perućica i energetski ekvivalenti za HE
“Perućica”.
Tabela 2 Akumulaciona jezera HE »Perućica«
− cjevovod br.III, sa leptirastim
zatvaračem i račvom za agregat br.8,
− turbinske jame i generatorski prostor,
− prostor u RP 110 kV za opremu
generatorskog polja i ugradnju blok –
transformatora 65 MVA.
U okviru izgradnje TS 220/110 kV za
potrebe dogradnje agregata A8 je:
Tabela 3 Energetski ekvivalenti u HE »Perućica«
[146]
energija
Tabela 4. Pregled proizvodnih jedinica EPCG
Zaklju~ak
Iz datog pregleda i izložene situacije
vidi se neophodnost i opravdanost
Programa rekonstrukcije, modernizacije
i dogradnje HE »Perućica«, odnosno
opravdanost završetka započetih radova
za ostvarenje projektovane snage
i proizvodnje električne energije i
uključenje u Tehnički sistem upravljanja
elektroenergetskim sistemom Crne
Gore.
Rastuće energetske potrebe
uslovljavaju, uopšteno govoreći,
da se visokovrijednim energetskim
izvorima, kakav je HE »Perućica«,
pokloni posebna pažnja. Uvođenjem
modernizacije treba da se omogući
ovom postojenju bezbjedniji pogon,
pogonska elastičnost u ispunjavanju
zahtjeva koje elektroenergetske situacije
postavljaju pred HE »Perućica«, kao i
optimalno iskorišćavanje vodnih resursa
koji joj stoje na raspolaganju.
Literatura
1. Projektna dokumentacija HE
„Perućica“:
- Modernizacija, osposobljavanje i
dogradnja HE „Perućica“, Idejni
projekat, Knjiga I: Hidrfograđevinski
deo, Sveska 1: Analiza nestacionarnih
hidrauličkih režima u sistemu HE
„Perućica“, I deo: Sistem otvorenih
dovodnih kanala, Energoprojekt
Energodata, Beograd, SFR
Jugoslavija, 1984.
„Perućica“, II deo: Sistem pod
pritiskom, Energoprojekt Energodata,
Beograd, SFR Jugoslavija, 1984.
[147]
„Perućica“, III deo: Odvodne vade,
Energoprojekt Energodata, Beograd,
SFR Jugoslavija, 1984.
- Nestacionarni procesi u HE
„Perućica“: Analiza vodnog udara
u sistemu pod pritiskom prije
primopredajnih podešavanja i
ispitivanja opreme. Litostroj EI,
Ljubljana, Slovenija, 2002.
- Modernizacija i osposobljavanje HE
„Perućica“: Obnova hidromašinske
opreme. Obnova agregata A1 –
mašinski dio. Litostroj EI, Ljubljana,
Slovenija, 2006.
2. Doktorska disertacija: Modeliranje
kompleksnih graničnih uslova za
prelazne procese u hidrauličkim
sistemima. Uroš Karadžić,
Univerzitet Crne Gore, Mašinski
fakultet, 2008.
energija
Ku~era, S., Ku~era, M., Gutten, M., [ebök, M.
Dept of Measurements and Applied Electrical Engineering, University of Žilina,
Univerzitná 1, 010 26 Žilina, Slovak Republic
UDC: 621.314.001.573/.004
Efect of Asymmetry on
Reliability of a Distribution
Transformer in STAR-DELTA
Configuration
1. Introduction
Abstract
Reliability of a technical device cannot
be set with an absolute certainty.
Reliability can be considered as
a quality time fragment which is
affected by technological discipline and
a level of personnel qualification.
In all applications we can see that
decreasing level of reliability comes
with:
• higher levels of sophistication of an
equipment,
• harsh work environment.
Reliability of distribution transformers
is highly dependant on their type of use.
One of the significant factors affecting
its operational life is temperature, which
can be influenced by:
• degradation of insulation systems,
• effects of short currents,
• symmetric overload over nominal
value of a transformer,
• asymmetric overload at the
transformer output.
This article describes analysis of frequent faults on 630kVA, 22/04kV transformer
which is connected in star - delta configuration (Dyn1). Multiple breakdowns
in a short (eight months) period made us to analyse its operation with a view
to completely resolve or at least diminish this issue which subsequently cause
considerable financial loss.
2. Analysis of Distribution
Transformer Failures
The area of analysis and synthesis
of a closed electroenergetic system
supplied from a distribution transformer
is from the reliability point of view,
whilst providing a non-stop operation,
one of the most crucial tasks.
In current practise of prophylactics of
power transformers dominate methods
evaluating dielectric-electric parameters
focused on insulation system or on
transformer coiling.
From point of view of mechanical
state in active transformer (630 kVA)
parts that were measured, we had very
little information about strength of this
power transformer. (In some cases,
as mentioned in [1], deformation of a
transformer coiling and its age had as
a result decommissioning of a unit)
From a theoretical analysis a probability
of faultless operation can be defined by
means of fault intensity as follows:
(1)
Where
λ is fault intensity,
t is time in operation.
In a period of random faults of a system,
if assumed that λ is constant, formula
(1) can be simplified to
(2)
Presumption stemming from formulas
(1) and (2), has a rational basis.
Value λ is affected by physical,
mechanical, chemical and technological
factors, under which influence λ can
exponentially change. To solve this
problem it is particularly suitable
to apply analysis of current passing
through windings which cause losses.
These losses significantly affect
Fig. 1 Basic EMC flowchart
[148]
operation of a transformer. The losses
are mainly transformed to heat.
Overheating minimises use of active
materials and hence the overall output
as well. Short time overheating is for
insulation much less detrimental than
prolonged overheating. However it is
not the average temperature of winding,
oil etc, but a temperature of transformer
hottest point that we should bear in
mind.
In present days, the second but equally
important identification is EMC, which
historically used to be used mainly to
protect equipment from radio signals,
but now involves a broad spectrum of
electronic and electrical engineering
principles. Investigating EMC one
always the basic EMC flowchart,
depicted in Fig.1.
3. Analysis of Transformer
Consumption
Consumer is connected to 22kV
public distribution network through
distribution transformer 22/0,4 kV with
nominal output of 630 kVA. Supply
of electrical energy is measured at the
energija
Fig.2
Consumed Electrical Power 2 Days (1/4 hour maxim)
did faults on transformer
630 kVA.
4. Power analysis
at the Transformer
Output
secondary side of a transformer via
current measuring transformers 1500/5A
incorporated within bus system 400V –
in own distribution plant. Connection of
distribution plant from mast transformer
station is realised with AYKY cable.
Analysis of electrical energy
consumption with focus on minimising
reordered ¼ hour maximum was
carried out by The Slovak Republic
Energy Inspectorate. The method and
its principles of this measurement are
documented in [7]. From the energetic
point of interest are important mainly
¼ hour maxim and their values in the
investigated period. What amount and
in what particular times was consumed
to maintain continuous and smooth
operation is depicted in graphs in Fig.2.
After the analysis carried out by The
Slovak Republic Energy Inspectorate
in the establishment we did this work,
installed output was not increased. The
survey recommended the consumer to
install means of ¼ maxim regulation,
utilizing electronic regulator EKS.
After instalment of EKS regulator,
thermal overload occurred again and so
A well known
phenomenon of
asymmetry was analyzed
by measuring current
and voltage on phases
L1, L2 and L3. Currents
on the secondary side
of the transformer were
measured via measuring
transformers 1500/5A,
phase voltages were
recorded directly from
bus bars.
Flowchart and
schematics of electroenergetic feed of our
technology equipment,
its recording, and
measuring equipment
used are depicted in Fig. 3.
At the experimental
analysis especially
stresses point of interest
was on measuring
currents in phases.
Up to date measuring
equipment allowed
us to carry out our
measurements without
interrupting technology
operation. Recording
was in 1 minute intervals over a period
of 1 week. A graph representing results
of this measurement is in Fig.4.
4. Harmonic Analysis at the
Output Side of a Transformer
Application of fully regulated electric
drives requires watching parameters of
energy network also from the point of
harmonic analysis. The problem of clear
function of electric energy is important
chiefly because of:
effect of a non-sinus function on an
inherent equipment,
effect of a non-sinus function
on other electrotechnical
Fig. 3 Flowchart and Schematics of Electro-energetic Feed of technology Equipment
equipment.
and its Measurement
The effect of a non-sinus
function is caused by power
semiconductors and its negative
impacts can be seen in all bands:
Energy spectrum: 0 - 200 Hz
Acoustic spectrum:15 Hz - 20 kHz
Radio spectrum:150 kHz - 300 kHz
In higher bands impacts
for power application are
minimal and for this reason we
concentrated on the analysis
[149]
energija
Fig. 4 Output Currents and Voltages at the Output Side of a Distribution Transformer
Fig. 5 Harmonic Analysis
of energy spectrum only. Graphical
presentation of this analysis for f =
0÷2000 Hz is in Fig.5. It is obvious to
see interphase asymmetry, which comes
from comparison of phases and their
limit values.
5. Conclusion
In this paper we showed 2 different
analysis carried out on the same
distribution transformer 630 kVA 22/0,4
kV, Dyn1 with the same characteristics
of consumed power. One analysis is
from the point of optimisation of ¼ hour
maxim and the second investigates the
symmetry of load on L1, L2 and L3.
While at the optimisation of ¼ hour
maxim we measured the mean value
and the results suggested a fault (with
automatic regulation), analysis of load
[150]
symmetry showed
deviations up to 35%
between phases L1, L2
and L3. Such asymmetric
load for a transformer
connected in Dyn1 is
quite large. (For similar
asymmetric loads over
20% it is more advisable
to use connection Yzn1).
Asymmetric load on
phases is accompanied
by greater losses. By
higher power usage
of a transformer, the
overloaded phase
causes overheating of
coiling, faster ageing
of insulation and
hence higher fault
frequency. Anomalies
we found were caused
by unbalanced 1-phase
load.
In order to
achieve results of
electroenergetical state
as accurate as possible,
in our measuring period
of 1 week (which means
20 technological cycles)
both voltage and current
were measured on
primary and secondary
side too.
From the results found
in our analysis we can
say that if the same
technology operation
is maintained and the
energy distribution
balanced is tuned more
finely – this distribution
transformer is able
to provide reliable
operation and fulfil EMC
criteria at the same time.
This paper is part of
project VEGA 1/0548/09
– Diagnostics of Power
Transformers, Impacts of
Short-currents and Overcurrents.
Literature
[1] Kováčik, J.: Nová diagnostická
metóda v oblasti výkonových
transformátorov. Vedecká
konferencia, Nové smery
v diagnostike a opravách
elektrických strojov a zariadení,
areál VŠDS, Žilina 28.-29.5.1996
energija
[2] Jezierski, E.: Transformátory,
Academia Praha 1973 (kniha)
[3] Rada, J.: Symetrizační členy pro
trojfázové sitě. Elektrotechnický
obzor 1978/7
[4] Kosa, P.: Technická správa, ŠTI pre
Slovensko, august 1992
[5] Kučera, S., Kučera, M., Líška,
M., Vaňko, D.: Expertízna správa,
analýza odberu el. energie, dis. traf.
630 kVA VŠDS, február 1996
[6] Kučera, S.: Vypracovanie posudku
k norme „ Požiadavky na zariadenia
pripájané do elektrizačnej sústavy
z hľadiska harmonických a účinníka
“ PČ EF /14/1999, ŽU v Žiline -EF
[7] Gutten, M., Brandt, M., Michalík, J.:
Analýza transformátorov vzhľadom
na účinky skratových prúdov, In
Diago 07, Ostrava, 2007
Andreja Todorovi}, Miroljub Jevti}, Dardan Klimenta,
Jordan Radosavljevi}
Fakultet tehničkih nauka, Kosovska Mitrovica
UDC: 621.314.001.573
Određivanje grupe sprezanja
energetskih transformatora
pomoću trenutnih vrednosti
napona
Rezime
U radu je obrađena problematika određivanja grupe sprezanja energetskih
transformatora pomoću izmerenih trenutnih vrednosti napona primara i sekundara.
Izmereni naponi su složenoperiodične funkcije vremena određene sistemom za
akviziciju podataka u Labvju okruženju, gde se vremenski razmaci izmerenih
napona kreću od (10-300) .10-6 s. U daljem postupku se primenom Furijeovih
transformacija vrši razlaganje tako dobijenih složenoperiodičnih funkcija vremena
za napone u trigonometrijski harmonični red, gde se pomoću dobijenih koeficijenata
Furijeovog reda određuju najpre početne faze ekvivalentne prostoperiodične
sinusoidne funkcije vremena za navedene napone, a onda se razlikom navedenih
početnih faza određuju upravo tražene grupe sprezanja, tj. fazni pomeraji između
faznih napona primara i sekundara odgovarajućih faza u vidu pomerenosti kazaljki
na časovniku za razmatrane transformatore.
Ključne reči: energetski transformator, sprežna grupa, fazni pomeraj
Determining the Vector Group Connection of Transformers
Based on Instantaneous Values of Voltages
Determining the vector group connection of transformers based on measured
instantaneous values of primary and secondary winding voltages is presented
in this paper. These voltages represent multiperiodic time functions whose mode
shapes are determined in the system for data acquisition of the programme package
LabView, where time shifts between two recorded voltages are in range of (10300) .10-6 s. Further procedure implies the application of the Fourier Transforms
for decomposition of previously obtained multiperiodic time functions of voltages
in the trigonometrical harmonic order, where initiations of equivalent periodic
time functions of two analyzed voltages are obtained using Fourier coefficients.
Thereafter, the vector group connection of a transformer will be determined based
on difference between initiations, that is, phase shift between voltages of primary
and secondary windings as a shift between two clock pins.
Key words: transformer, vector group, phase shift
1.
Uvod
U dosadašnjoj praksi se pri poznatom
načinu povezivanja krajeva namotaja
svih faza primara i sekundara uglavnom
samo proveravaju sprege i grupe
sprezanja trofaznih transformatora
dobijene na osnovu konvencionih
dogovora. Međutim, pri nepoznatom
načinu povezivanja krajeva namotaja
svih faza primara i sekundara,
nepoznate su i sprege i grupe sprezanja,
pa se u tom slučaju poznatim rešenjima
[151]
ne mogu niti određivati, a samim tim
niti proveravati tako dobijene nepoznate
sprege i grupe sprezanja trofaznih
transformatora. Stoga nedostaci
poznatih rešenja za određivanje grupe
sprezanja trofaznih transformatora pri
nepoznatom načinu povezivanja krajeva
namotaja svih faza primara i sekundara
precizno definišu tehnički problem koji
se rešava priloženim predlogom.
Prilikom pisanja oznake za spregu
trofaznih transformatora, najpre se
energija
Tabela 1 Najupotrebljavanije grupe sprezanja trofaznih transformatora sa odgovarajućim šemama veza, vektorskim
dijagramima i oznakama sprege za svaki pripadajući transformator prema IEC i VDE propisima
[152]
energija
Tabela 1 Najupotrebljavanije grupe sprezanja trofaznih transformatora sa odgovarajućim šemama veza, vektorskim
dijagramima i oznakama sprege za svaki pripadajući transformator prema IEC i VDE propisima (nastavak)
napiše oznaka za spregu namotaja
primara, zatim do nje oznaka za spregu
namotaja sekundara, i na kraju oznaka
za ugao za koji fazni napon sekundara
fazno zaostaje za faznim naponom
primara. Navedeni ugao se prema IEC
propisima označava sledećim celim
brojevima: 0, 1, 2, ..., 11, dok se prema
VDE propisima označava sledećim
celobrojnim vrednostima izraženim
u stepenima: 0°, 30°, 60°, ... , 330°, pri
čemu je njihovo značenje ekvivalentno.
Objašnjenje za navedene načine
označavanja vrednosti ugla za koji
fazni napon sekundara fazno zaostaje
za faznim naponom primara, najbolje
se može pokazati položajem kazaljki
na časovniku. Tada se usvaja da velika
kazaljka pokazuje položaj vektora
faznog napona primara, zatim da je
nepokretna i da stoji na položaj 12 sati;
a da mala kazaljka pokazuje položaj
vektora faznog napona sekundara, zatim
da je pokretna i da može biti pomerena
od velike kazaljke za ugao koji izražen u
stepenima ekvivalentno odgovara broju
časova na časovniku. Na primer, ako
se posmatra trofazni transformator čiji
su namotaji spregnuti tako da obrazuju
spregu Yy0, to znači da je primar
spregnut u zvezdu, sekundar u zvezdu,
a broj 0 prema IEC propisima označava
da pomerenost male kazaljke (koja
pokazuje položaj vektora faznog napona
sekundara) od velike kazaljke (koja
pokazuje položaj vektora faznog napona
primara) iznosi 0 sati, dok prema VDE
propisima označava da fazni napon
sekundara fazno zaostaje za faznim
naponom primara za ugao od 0°, pa se
navedena sprega prema VDE propisima
označava sa Yy0°. Ako su namotaji
[153]
trofaznog transformatora spregnuti tako
da obrazuju spregu Yz11, to znači da je
primar spregnut u zvezdu, sekundar u
izlomljenu zvezdu, a broj 11 prema IEC
propisima označava da pomerenost male
kazaljke (koja pokazuje položaj vektora
faznog napona sekundara) od velike
kazaljke (koja pokazuje položaj vektora
faznog napona primara) iznosi 11 sati,
dok prema VDE propisima označava da
fazni napon sekundara fazno zaostaje za
faznim naponom primara za ugao od
11 .30 = 330°, pa se navedena sprega
prema VDE propisima označava sa
Yz330°. Navedeni primeri upravo
potvrđuju činjenicu da se uglovi izraženi
u stepenima, a koji inače pokazuju za
koliko fazni napon sekundara fazno
zaostaje za faznim naponom primara,
mogu ekvivalentno zameniti pomerajem
male kazaljke od velike izraženim
energija
brojem podeoka na časovniku. Kako su
navedeni uglovi izraženi u stepenima
inače sa celobrojnim vrednostima od
0° do 330° i korakom od 30°, to znači
da se mogu ekvivalentno zameniti
podeocima na časovniku, gde se ima
ukupno 11 podeoka, pri čemu jedan
podeok odgovara uglu od 1 .30° = 30°,
dva podeoka odgovara uglu od
2 .30° = 60° itd. Zato se u praksi ugao
izražen u stepenima za koji fazni
napon sekundara fazno zaostaje za
faznim naponom primara, ekvivalentno
zamenjuje pomerajem male kazaljke
od velike za odgovarajući broj podeoka
ili takozvanim brojem časova na
časovniku. Međutim, karakterističan
slučaaj se ima za spregu namotaja
trofaznih transformatora u trouglu.
Tada vektori obrazovanog vektorskog
dijagrama napona predstavljaju vektore
linijskih napona. U tom slučaju se za
određivanje broja časova na časovniku,
odnosno ugla izraženog u stepenima
koji pokazuje za koliko fazni napon
sekundara fazno taostaje za faznim
naponom primara, vrši određivanje
veštačke nule i veštačkog faznog
napona. To se ostvaruje tako što se na
dobijenom trouglu sa vektorima linijskih
napona odredi težište trougla koje
predstavlja veštačku nulu, a od veštačke
nule se povlače vektori do temena
trougla koji predstavljaju veštačke
fazne napone sa kojima se određuje
broj časova na časovniku, odnosno
ugao za koji fazni naponi sekundara
fazno zaostaju za odgovarajućim faznim
naponima primara.
S obzirom da se kod trofaznih
transformatora mogu obrazovati sprege
sa raznim brojem časova na časovniku,
koji se u praksi često nazivaju kratko
samo kazaljke, navedeni brojevi časova
imaju bitnu ulogu kod donošenja
odluke za paralelni rad transformatora.
Jedan od uslova koji mora biti potpuno
ispunjen za paralelni rad transformatora
jeste da su im sekundarni naponi
odgovarajućih faza u fazi, pri čemu pod
tim uslovom kroz sekundarne namotaje
paralelno vezanih transformatora neće
proticati nikakve struje uravnoteženja
(izjednačenja) u odsustvu potrošača na
sekundarnim sabirnicama. Međutim,
kako za jednovremenost sekundarnih
napona nije neophodno da sprege
transformatora budu identične, to znači
da se u paralelnom radu mogu povezati
transformatori i sa različitim spregama,
ali da imaju iste brojeve časova na
časovniki, tj. iste kazaljke, odnosno da
su im sekundarni naponi odgovarajućih
faza u fazi. Iz tog razloga su sprege
trofaznih transformatora svrstane u više
grupa, od kojih su najupotrebljavanije
sledeće četiri grupe: A, B, C i D, kod
kojih su odgovarajući brojevi časova
na časovniku sledeći: 0, 6, 5 i 11,
odnosno kod kojih su odgovarajući
uglovi izraženi u stepenima koji
pokazuju fazno zaostajanje faznog
napona sekundara za faznim naponom
primara sledeći: 0°, 180°, 150°i 330°.
Navedene najupotrebljavanije grupe
sprezanja trofaznih transformatora sa
odgovarajućim šemama, vektorskim
dijagramima napona i oznakama sprega
za svaki pripadajući transformator
prema IEC i VDE propisima, date su
u tabeli 1. Međutim, veoma je važno
istaći da postoje i druge grupe sprezanja
trofaznih transformatora, kojima
pripadaju trofazni transformatori sa
odgovarajućim šemama, vektorskim
dijagramima napona i oznakama sprega.
2. Postupak odre|ivanja grupe
spezanja
Tehnički problem određivanja grupe
sprezanja trofaznih transformatora
rešava se postupkom merenja
trenutnih vrednosti naizmeničnih
napona primara i sekundara pomoću
uređaja koji predstavlja sistem za
akviziciju podataka, merenje, procesno
upravljanje i grafičku prezentaciju
na PC računaru u Labvju okruženju.
Tada se najpre tako izmerene trenutne
vrednosti naizmeničnih napona primara
i sekundara, a koje su inače, realno
posmatrane, složenoperiodične funkcije
vremena, obradom podataka u nekom
od računarskih programa, na primer
u Matlab računarskom programu,
razlažu u Furijeov red na harmonike
pomoću Furijeovih transformacija, a
onda se sa dobijenim koeficijentima
svih harmonika Furijeovog reda
određuju efektivne vrednosti i početne
faze ekvivalentne prostoperiodične
sinusoidne funkcije vremena za
razmatrane napone primara i sekundara.
Navedenim postupkom tako dobijene
efektivne vrednosti i početne faze za
prostoperiodične sinusoidne funkcije
vremena za razmatrane napone
primara i sekundara u potpunosti
ravnopravno i ekvivalentno zamenjuju
prvobitne izmerene navedene
napone, koji su, realno uzevši, inače
složenoperiodične funkcije vremena.
Navedena ekvivalencija je neophodna
zato što je rad sa složenoperiodičnim
funkcijama vremena, za razliku od
rada sa prostoperiodičnim sinusoidnim
funkcijama vremena, veoma složen
i komlikovan, tj. nije jednostavan i
lak posao u bilo kom, a naročito u
matematičkom pogledu, zbog čega
je često neizvodljiv ili izvodljiv sa
velikim greškama koje značajno utiču
na ostvarivanje negativnih tehnoekonomskih efekata i pogrešnih
[154]
rezultata. U daljem postupku se
sa dobijenim početnim fazama
za ekvivalentne prostoperiodične
sinusoidne funkcije vremena za napone
primara i sekundara određuju njihove
razlike, koje ustvari predstavljaju
njihove fazne razlike razlike, pri čemu
se praktično dobija podatak za broj
časova na časovniku, odnosno za ugao
izražen u stepenima koji pokazuje za
koliko fazni napon sekundara fazno
zaostaje za faznim naponom primara
ispitivanog trofaznog transformatora.
Time se ujedno dobija i podatak kojim
je određena grupa sprezanja kojoj
pripada ispitivani trofazni transformator.
Tada je za primenu predloženog
postupka potrebno znati samo homologe
krajeve namotaja svih faza primara i
sekundara, tj. znati kojim ulaznim i
izlaznim krajevima namotaja svih faza
primara pripadaju odgovarajući ulazni
i izlazni krajevi namotaja svih faza
sekundara ili obrnuto.
3. Eksperiment i rezultati
Na konkretnim primerima izabrana je
brzina semplovanja od 20 ksample/s
za brza (DMA) merenja trenutnih
vrednosti naizmeničnih veličina, dok
su izabrani vremenski razmaci za
upis podataka za spora merenja, pri
čemu se tada mere i efektivne (RMS)
vrednosti naizmeničnih veličina,
iznosili 1 s. Izabrano usrednjavanje
je iznosilo 5000, jer se pokazalo da
se sa ovolikom vrednošću dobijaju
najmirniji signali, odnosno da su
tada uticaji šumova i drugih uticajnih
veličina na grešku merenja najmanji.
Na taj način je za izmerene trenutne
vrednosti složenoperiodičnih funkcija
vremena za napone primara i sekundara
na izabranim vremenskim razmacima
od 300 μs, za vreme trajanja od 1 s
dobijeno po 3334 podatka za svaki
napon, koji se u vidu numeričkih
vrednosti čuvaju u odgovarajućoj
datoteci Eksel programa, a posle toga
podvrgavaju daljoj obradi u Matlab
računarskom programu. Obradom
tako dobijenih podataka za izmerene
trenutne vrednosti složenoperiodičnih
funkcija vremena za linijske napone
primara i sekundara na izabranim
vremenskim razmacima od 300 μs,
njihovim razlaganjem u Furijeov red
na harmonike pomoću Furijeovih
transformacija dolazi se do podataka za
koeficijente svih harmonika Furijeovog
reda, a onda se sa tako dobijenim
koeficijentima određuju efektivne
vrednosti i početne faze ekvivalentne
prostoperiodične sinusoidne funkcije
vremena za razmatrane linijske
napone primara i sekundara trofaznog
transformatora, što se u opštem slučaju
daju sledećim jednačinama:
energija
(1)
(2)
(3)
gde je: Uef - efektivna vrednost
ekvivalentne prostoperiodične
sinusoidne funkcije vremena za linijski
napon; k=0,1,2,...n - broj harmonika
Furijeovog reda, ak, bk - koeficijenti
Furijeovog reda dobijeni pomoću
Matlab računarskih programskih
paketa funkcijom fft; Uo, U1, U2,...
Uk - nulti, prvi (osnovni), drugi i ostali
viši harmonici Furijeovog reda za
linijski napon, koji su dobijeni pomoću
koeficijenata ak i bk; i θk - početna
faza ekvivalentne prostoperiodične
sinusoidne funkcije vremena za linijski
napon, koja se određuje pomoću
koeficijenata Furijeovog reda ak i bk za
najdominantniji harmonik.
Pomoću jednačina (2) i (3) mogu se
dobiti početne faze linijskih napona, a
onda putem određenih izračunavanja
i traženi brojevi časova na časovniku
pri nepoznatoj sprezi trofaznog
transformatora. Dovoljno je obaviti
merenja samo za dva linijska napona,
međutim to se može uraditi i za sva tri
linijska napona. U tom slučaju se pri
merenju linijskih napona mogu uzeti
proizvoljno razne kombinacije izabranih
faza, ali je najpogodnije uzeti linijske
napone između sledećih faza: A i B,
B i C, i C i A za primar i, naravno,
između faza: a i b, b i c, i a za sekundar
ispitivanog trofaznog transformatora.
Zatim se pomoću tako dobijenih
početnih faza za izmerene linijske
napone određuje početna faza za fazni
napon kao aritmetička sredina početnih
faza za linijske napone, što se za primar
i sekundar daje sledećim jednačinama:
(4)
(5)
gde je: θ′′, θ″- početna faza za fazni
napon primara i sekundara, respektivno,
pri čemu se podrazumeva da je to
napon između ulaznog kraja namotaja
i zvezdišta pri sprezi namotaja u
zvezdu ili izlomljenu zvezdu, ili da je
to veštački fazni napon između između
ulaznog kraja jednog, tj. izlaznog kraja
drugog namotaja i veštačke nule pri
sprezi namotaja u trouglu; θBA, θBC početna faza linijskih napona primara
merena između ulaznih krajeva B i A, i
B i C, respektivno, bez obzira na vrstu
sprege namotaja primara; i θba, θbc početna faza linijskih napona sekundara
merena između ulaznih krajeva b i a, i
b i c, respektivno, bez obzira na vrstu
sprege namotaja sekundara.
Sa dobijenim podacima za početne faze
za fazni napon primara i fazni napon
sekundara prema jednačinama (4) i
(5), njihovom razlikom se dobija ugao
α izražen u stepenima, koji pokazuje
Tabela 2 Rezultati ispitivanja trofaznog transformatora za slučajeve sprega: Dd0, Dd6, Yz11 i Yz5.
[155]
energija
koliko iznosi broj časova na časovniku
za nepoznatu spregu ispitivanog
trofaznog transformatora, što se daje
sledećom jednačinom:
zaostajanjem faznog napona sekundara
za faznim naponom primara, a koji se
pomoću mernog sistema za akviziciju
podataka određuju sa greškom manjom
od propisane.
α=θ′′−θ″,
8. Literatura
(6)
gde je: α - ugao izražen u stepenima,
koji pokazuje koliko iznosi broj časova
na časovniku za nepoznatu spregu
ispitivanog trofaznog transformatora,
što ustvari predstavlja vrednost ugla
izraženog u stepenima za koji fazni
napon sekundara fazno zaostaje za
faznim naponom primara.
U konačnom rezultatu se za ugao
α uzima samo pozitivna vrednost.
Međutim, ako je za ugao a dobijena
negativna vrednost, na primer α=−30o,
to je na trigonometrijskom krugu
ekvivalentno uglu od α=−330o,
što odgovara položaju kazaljke na
časovniku na 11 sati, pa bi se u ovom
slučaju pored oznake za spregu napisao
broj 11.
Primena predloženog postupka je
pokazana na konkretnim primerima
trofaznog transformatora: Psn= 1,25
kVA,U′n/ U″n, = 380/110 V, I′n / I″n
1,9/6,56 A,fn = 50 Hz, kod kojeg su
moguće sprege na primaru: u zvezdu
i trougao, a na sekundaru: u zvezdu,
trougao i izlomljenlju zvezdu. Rezultati
ispitivanja navedenog trofaznog
transformatora za slučajeve sprega:
Dd0, Dd6, Yz11 i Yz5, dati su u
tabeli 2.
4. Zaklju~ak
Dobijeni rezultati u radu potvrđuju
opravdanost primene predloženog
postupka za određivanje sprežnih grupa
trofaznih transformatora kada je način
povezivanja krajeva namotaja svih
faza primara i sekundara nepoznat.
Ovo je značajno za praksu naročito
u pogonskim uslovima primene
transformatora. Vidi se da se brojevi
sprežnih grupa, određeni predloženom
metodologijom, neznatno razliku od
teorijskih, a ta razlika nastaje zbog
toga što u računu nije uzet u obzir pad
napona na omskoj otpornosti primara
i induktivnoj otpornosti primara
usled rasutog magnetnog fluksa, tj.
zato što se nije odredila indukovana
elektromotorna sila primara usled
promene zajedničkog magnetnog fluksa.
Što se tiče indukovane elektromotorne
sile sekundara usled zajedničkog
magnetnog fluksa može se reći da
je ona jednaka izmerenom naponu
sekundara, jer se navedeno ispitivanje
izvodi pri radu transformatora u režimu
praznoga hoda. Ovo je bitno istaći zato
što se brojevi podeoka iskazuju faznim
1. B. Mitraković: Transformatori,
Naučna knjiga, Beograd, 1968.
2. B. Mitraković: Ispitivanje električnih
mašina, Naučna knjiga, Beograd,
1991.
3. N. Lj. Nikolić: Električne mašine,
Zbirka zadataka, Naučna knjiga,
Beograd, 1991.
4. V. V. Petrović: Ogledanje električnih
mašina, Vežbe, Treće izdanje,
Građevinska knjiga, Beograd, 1967.
5. V. V. Petrović, M. P. Pendić:
Električne mašine, Transformatori,
Obrtna magnetna polja i Asinhroni
motori, Zavod za izdavanje
udžbenika, Beograd, 1960.
6. M. Petrović: Ispitivanje električnih
mašina, Akademska misao, Beograd,
2000.
7. L. M. Piotrovskij: Električni strojevi,
Tehnička knjiga, Zagreb, 1967.
8. M. Livšić: Električne mašine, knjiga
1, 1934, prevod 1950.
9. G. N. Petrov: Električeskie mašini,
Prvo izdanje, 1956.
10. M. P. Kostenko: Električeskie
mašini, specijalno izdanje, 1949.
11. S. Milojković: Teorija električnih
kola, Svetlost, Sarajevo, 1987.
12. A. Todorović: Laboratorijske vežbe
iz električnih mašina, Viša tehnička
škola, Zvečan, 1995.
13. Nacional instruments, LabVIEW
development guidelines, NI
Corporation, 2000.
14. Nacional instruments, Integrating
the internet into your measurement
system, Data Cocke technical
overview, NI Corporation, 2000.
analysis concepts, NI Corporation,
2000.
getting started with LabVIEW, NI
Corporation, 2000.
measurementsmanual, NI
Corporation, 2000.
[156]
energija
Mr êdomir Zeljkovi}, Sini{a Zubi}
Elektrotehnički fakultet Banja Luka
Dr Nikola Rajakovi}
Elektrotehnički fakultet Beograd
UDC: 621.316.001.573/.003
Primjena algoritma za
minimizaciju troškova
na ekonomsku procjenu
isplativosti uvođenja
distribuirane proizvodnje
1. Uvod
Rezime
Instalacija distribuiranih
energetskih resursa, kao dodatak
skupu tradicionalnih komponenti
elektroenergetskog sistema, može
donijeti niz značajnih poboljšanja.
Jedna grupa beneficija odnosi se na
potrošača električne energije, koji
dobija na fleksibilnosti snabdijevanja
i koji u novonastaloj situaciji može da
bira povoljniju opciju za pokrivanje
energetskih potreba. Osim direktne
ekonomske koristi, koja se manifestuje
kroz smanjenje računa za utrošenu
energiju, uvođenjem distribuirane
proizvodnje može doći do povećanja
pouzdanosti i poboljšanja kvaliteta
Druga grupa pozitivnih efekata odnosi
se na dobrobit čitave zajednice, jer
instalacija distribuiranih energetskih
resursa može pomoći u smanjenju
ukupnih troškova proizvodnje i prenosa
električne energije na nivou države. Na
ovaj način se takođe potencira razvoj
i upotreba savremenih obnovljivih
izvora energije i tehnologija koje
efikasnije iskorišćavaju fosilna goriva,
čime se smanjuje nivo aerozagađenja,
te povećava energetska sigurnost
zajednice.
Iako ova lista mogućih beneficija
izgleda privlačno, nisu svi argumenti
na strani bezuslovnog uvođenja
distribuirane proizvodnje. Investicioni
troškovi za jedne i troškovi goriva
za druge tehnologije distribuirane
proizvodnje u aktuelnom trenutku su
takve da u dosta slučajeva ograničavaju
mogućnosti primjene ove alternative za
snabdijevanje energijom.
U ovom radu se na problem uvođenja
distribuirane proizvodnje gleda
iz perspektive potrošača i računa
Sopstvena proizvodnja uz pomoć distribuiranih energetskih resursa lociranih u
blizini potrošača, kao dodatak tradicionalnom načinu snabdijevanja energijom
iz distributivne mreže, može u određenim slučajevima korisniku donijeti pozitivne
ekonomske efekte.
U literaturi je prezentovano nekoliko optimizacionih algoritama koji su namijenjeni
da pomognu korisniku u pronalaženju najboljih planova angažovanja raspoloživih
energetskih resursa sa ciljem minimizacije ukupnih troškova.
U ovom radu, upotrijebljen je jedan od tih optimizacionih algoritama kao pomoćni
alat za evaluaciju isplativosti investiranja u nove distribuirane proizvodne resurse.
An Application of Cost Minimization Algorithm to Economic
Justification of Distributed Generation
Self-generation by means of distributed energy resources located close to end-use
loads, as a supplement to the traditional utility-based energy supply, in some cases
can be cost effective to the consumer.
There are several optimization algorithms presented in the literature that are
intended to help the consumers to find the best dispatching solutions in order to
minimize their total energy costs.
In this paper, one of those optimization algorithms is used as an auxiliary tool for
economic evaluation concerning installation of new generating facilities.
se sa koristima koje on može
imati. Kao pomoćni alat koristi se
softverski algoritam za pravljenje
liste optimalnog angažovanja
distribuiranih agregata s ciljem
minimizacije troškova za korisnika
[3]. Za jedan ili više potencijalnih
agregata, čije se instalisanje razmatra,
navedenim softverom se određuje
maksimum uštede koji bi se njihovim
angažovanjem mogao ostvariti. Dalje
se dobijeni iznos uštede koristi u
finansijskim kalkulacijama koje trebaju
dati odgovor na pitanje isplativosti
uvođenja distribuirane proizvodnje.
2. Uop{teno o korisnosti
uvo|enja distribuirane
proizvodnje
Tri su osnovna razloga koji korisnike
motivišu na razmišljanje o uvođenju
distribuirane proizvodnje:
[157]
- Smanjenje troškova kupljene
- Povećanje pouzdanosti snabdijevanja
potrošača
- Poboljšanje kvaliteta električne
energije
2.1. Smanjenje tro{kova kupljene
elektri~ne energije
Distribuirana proizvodnja pod
određenim okolnostima može
potrošaču obezbijediti globalno jeftinije
snabdijevanje električnom energijom.
Rad distribuiranih agregata pozitivno
utiče na smanjenje obe glavne stavke iz
računa za električnu energiju: potrošenu
energiju i angažovanu (vršnu) snagu.
Potrošena energija se mjeri u kilovatčasovima (kWh) i njena cijena ne
mora da bude konstantna, odnosno
moguće je da cijena jednog kilovatčasa bude skuplja u slučaju veće
energija
potrošnje (npr. kad se potroši više od
1000 kWh obračunava se po višoj
cijeni). Cijena potrošene energije kod
nekih snabdjevača u svijetu takođe
raste u određenim periodima kao što su
intervali vršnih opterećenja (time-of-use
pricing).
Cijene vršnog kilovata u današnje
vrijeme mogu biti prilično visoke i
nije rijetkost da u računu za potrošenu
energiju dominira stavka angažovane
snage. Ključna činjenica je u tome što
je obračun baziran na najvećoj snazi
potrošnje koju je maksigraf zabilježio u
toku mjeseca, pa čak i ako je ona trajala
samo jedan sat. Zato bi angažovanje
distribuiranih agregata u kritičnim
periodima moglo dovesti do smanjenja
troškova, kako potrošene električne
energije, tako i vršne snage. Periodi
vršnog opterećenja uglavnom traju
svega nekoliko sati u toku mjeseca, pa
bi i relativno kratki rad distribuirane
proizvodnje mogao imati znatan
pozitivan uticaj na ukupni račun za
električnu energiju.
Dominantnija upotreba distribuirane
proizvodnje, u smislu da se njome
pokriva i bazno opterećenje potrošača,
ne mora uvijek imati pozitivan
ekonomski efekat. Neophodno je
obezbijediti jeftino gorivo koje bi
korisniku omogućilo proizvodnju po
nižoj cijeni od one po kojoj energiju
prodaje distributivno preduzeće.
Agregati pogodni za pokrivanje
baznog opterećenja moraju imati
visok stepen korisnosti i moraju biti
manje zahtjevni u pogledu održavanja.
Znatan ekonomski efekat može se
postići upotrebom otpadne toplote
iz termodinamičkih ciklusa (CHP),
kada se jedan dio primarne energije
goriva pretvori u mehaničku, odnosno
električnu energiju, a drugi dio u vidu
toplotne energije iskoristi za neke
industrijske procese, grijanje vode ili
prostorija, odnosno još neke specijalne
namjene.
2.2. Pove}anje pouzdanosti
snabdijevanja potro{a~a
Jedan od motiva za uvođenje
distribuirane proizvodnje je
povećavanje pouzdanosti snabdijevanja
električnom energijom. On posebno
dolazi do izražaja kod korisnika čije
su aktivnosti značajno osjetljive na
prekide napajanja (bolnice, banke i sl.).
Distribuirana proizvodnja ugrađena sa
ovakvom namjerom prevashodno služi
kao rezervno, redundantno napajanje,
koje korisniku energiju obezbjeđuje u
slučaju kvarova i ispada u distributivnoj
mreži. Iz tog razloga, najčešće se
nabavljaju distribuirani agregati
bazirani na mašinama sa unutrašnjim
sagorijevanjem, obzirom da su im
investicioni troškovi relativno mali,
a gorivo lako dobavljivo i održavanje
jednostavno i jeftino. Pored toga,
proizvodne jedinice realizovane u ovoj
tehnologiji imaju jako mala vremena
odziva i mogu vrlo brzo startovati po
nestanku spoljnog napajanja i raditi
potrebni interval vremena.
Kvantitativno vrednovanje poboljšanja
pouzdanosti uopšte nije jednostavno,
a u pojedinim slučajevima je čak i
neizvodljivo. Korisnici uglavnom
odbacuju opravdanja za probleme koji
se javljaju u distributivnoj mreži, a s
druge strane, nisu voljni da pokriju
troškove koje distributivna kompanija
ima tokom akcija za povećanje
pouzdanosti.
Ekonomski efekat upotrebe
distribuirane proizvodnje za ovu svrhu,
mogao bi se kvantitativno izraziti
poređenjem troškova instalisanja,
rada i održavanja DER sistema sa
troškovima koje bi korisnik imao u
slučaju prekida električnog napajanja,
uz uvažavanje očekivanog broja i
trajanja tih otkaza. Tako, na primjer,
domaćinstva kod prekida u električnom
napajanju doživljavaju neugodnosti, ali
ne i velike direktne ekonomske štete. S
druge strane, komercijalni i industrijski
potrošači mogu imati mnogo veće
troškove, u zavisnosti od procesa koji se
prekine. Proizvodi i oprema mogu biti
oštećeni, dobit smanjena i drugi zavisni
procesi zaustavljeni do ponovnog
uspostavljanja napajanja.
2.2. Pobolj{anje kvaliteta
elektri~ne energije
Kvalitet električne energije (PQ) ima
veze i sa pouzdanošću, pa potencijalna
rješenja za poboljšanje kvaliteta
mogu biti slična onima za povećanje
pouzdanosti. Glavna razlika je što
problemi vezani za kvalitet električne
energije imaju kraće trajanje i manje
magnitude, ali se dešavaju frekventnije.
Tu se ubrajaju propadi i špicevi napona,
sklopni tranzijenti, harmonici, šumovi,
kratkotrajni ispadi napajanja (kraći
od 5 minuta), itd. Negativni efekti na
korisnike su slični onima navedenim
uz probleme pouzdanosti. Za većinu
industrijskih korisnika kratkotrajni
prekid napajanja je jednako štetan kao
i dugotrajni, tako da se beneficije od
uvođenja distribuirane proizvodnje
mogu ocijeniti na isti način kao što
je to u prošloj sekciji opisano u vezi
sa pouzdanošću. Lociranje uzročnika
lošeg kvaliteta električne energije
može biti teško obzirom da oni mogu
biti u prenosnom ili distributivnom
podsistemu, sopstvenoj opremi
korisnika, opremi nekog drugog
[158]
potrošača na istom napojnom vodu ili
nastali interakcijom svega navedenog.
Rapidan rast broja uređaja energetske
elektronike kako u prenosnom i
distributivnom podsistemu, tako i na
strani potrošača jedan je od najčešćih
razloga za pogoršanje kvaliteta energije.
Pošto je većina PQ anomalija niskog
energetskog nivoa i kratkotrajne prirode,
distribuirani uređaji za skladištenje
energije kao što su baterije i zamajci
spojeni na najosjetljivije potrošače
mogli bi predstavljati ekonomičnije
rješenje u odnosu na instalaciju
proizvodnih sistema. Ekonomična
rješenja mogli bi biti i postavljanje
elektronskog energetskog konvertora
(tzv. kondicioner) ili odvojnog
transformatora.
3. Algoritam optimalnog
angažovanja agregata
U procesu utvrđivanja da li je isplativo
investirati u distribuiranu proizvodnju
ili ne, potrebno je suprotstaviti visinu
investicionih troškova sa iznosom
uštede koja bi se imala proizvodnjom
energije sopstvenim resursima. Dok
je do iznosa investicionih troškova
relativno lako doći, određivanje iznosa
uštede je mnogo teži posao. Za tu svrhu
koristi se softversko rješenje algoritma
za optimalno angažovanje distribuiranih
agregata [3]. Navedeni program na
osnovu cijene električne energije
i cijena energenata za raspoložive
distribuirane agregate, poštujući
kriterijum minimalnih troškova za
korisnika, generiše listu optimalnog
angažovanja agregata i računa iznos
energetske uštede. Treba napomenuti
da se u osnovnoj verziji ovog algoritma
ne uvažavaju pozitivni efekti vezani za
pouzdanost i kvalitet električne energije,
tako da bi u slučajevima gdje ovi efekti
donose znatniju korist, trebalo za visinu
njihovog doprinosa uvećati iznos
ukupne uštede.
Koncepciju sistemâ na koje se
primjenjuje navedeni optimizacioni
algoritam prikazuje slika 1. Centralni
element je potrošnja kojoj treba
obezbijediti snabdijevanje električnom
energijom po najmanjoj mogućoj cijeni.
Pod potrošnjom se podrazumijevaju
određeni potrošački kompleksi kao
na primjer industrijski, komercijalni,
edukativni ili neki drugi. Kako dijagram
prikazuje, jedan način za napajanje
potrošnje predstavlja kupovina
električne energije od distributivne
kompanije. Alternativa ovom klasičnom
načinu je kupovina drugih energenata
i upotreba sopstvenih proizvodnih
jedinica za podmirenje dijela
energetskih potreba. Lokalni proizvodni
resursi su najčešće bazirani na
energija
Slika 1 Funkcionalni princip analiziranog sistema
Slika 2 Sedmični dijagram potrošačkog kompleksa mašinama sa unutrašnjim
sagorijevanjem,
gasnim turbinama,
mikroturbinama i
gorivim ćelijama, koje
kao pogonsko gorivo
troše benzin, dizel,
gas ili propan. Opciju
predstavlja i korišćenje
fotonaponskih modula i
vjetrogeneratora.
Svaki potrošački
kompleks ima svoj
karakteristični dijagram
električnog opterećenja.
Slika 3 Primjer rezultata simulacije za sistem sa četiri distribuirana agregata
[159]
Na slici 2 je prikazan jedan primjer
sedmičnog dijagrama potrošnje iz
literature na kojem se uočavaju razlike
između radnih i neradnih dana [11]. U
slučajevima kada se potrošač snabdijeva
samo energijom iz distributivne
kompanije, načini za smanjenje troškova
su pomijeranje potrošnje u vrijeme
jeftinije tarife i smanjenje vršnog
opterećenja. Upotrebom distribuiranih
energetskih resursa potrošač dobija
na fleksibilnosti tako što u zavisnosti
od dešavanja na tržištu energenata
može da balansira između dvije opcije
snabdijevanja električnom energijom
i nađe optimum pri kojem će ukupni
troškovi biti minimalni.
Ključne pretpostavke na kojima se
bazira rad optimizacionog algoritma:
- Lokalni distribuirani energetski
resursi (DER) snabdijevaju svoj
konzum električnom energijom.
- Dijagram opterećenja je poznat
- Dio potrošnje koju u određenom satu
ne mogu ispoštovati distribuirani
energetski resursi pokriva energija
kupljena od vanjske (državne)
distributivne kompanije.
- Smatra se da distribuirani energetski
resursi snabdijevaju samo svoj lokalni
konzum, te da ne vrše prodaju energije
distributivnoj kompaniji
- Zadatak optimalnog angažovanja
lokalnih agregata svodi se na
minimizaciju troškova za njihovog
vlasnika. Zavisno od odnosa cijena
energija
ulaznih energenata za DER i cijene
električne energije koju prodaje
distributivna kompanija variraće i
njihov udio u snabdijevanju potrošača
- Mjesec dana je period na kojem je
prigodno vršiti optimizaciju (zbog
naplate maksimalno angažovane
snage na tom periodu, zbog prognoze
opterećenja, zbog iste cijene energije
na tom periodu – ista tarifa, zbog
manje komplikovanosti numeričkih
izračunavanja,...)
Primjer rezultata koje daje
optimizacioni algoritam prikazan je
na slici 3. U dijagram potrošnje sa
slike 2 uklapa se proizvodnja četiri
raspoloživa distribuirana agregata
(G1 – G4), a ostatak energije se kupuje
od distributivne kompanije. Softver u
prvom dijelu kalkulacije svu lokalnu
proizvodnju tretira zajedno (PDER)
i pronalazi njen optimalan odnos
sa energijom koja se kupuje (PPU),
s ciljem minimizacije korisnikovih
ukupnih troškova na mjesečnom nivou.
U drugom dijelu proračuna lokalna
proizvodnja se dekomponuje na
pojedine agregate i dobija detaljan plan
angažovanja distribuiranih resursa.
4. Ekonomske formule
U skladu sa tumačenjem iz prethodnog
odjeljka, optimizacioni algoritam za
ulazne podatke uzima cijene električne
energije i cijene energenata za agregate
distribuirane proizvodnje, a kao izlaz
daje raspored angažovanja distribuiranih
agregata tako da troškovi za korisnika
budu minimalni. Poređenjem dobijenih
optimizovanih troškova sa troškovima
koji bi se imali kada korisnik ne bi
investirao u distribuiranu proizvodnju,
izračunava se iznos uštede (S [€]). Taj se
iznos dalje eksploatiše u ekonomskim
formulama, pomoću kojih treba doći do
finalnog suda o isplativosti uvođenja
distribuirane proizvodnje (slika 4).
4.1. Prosti period otplate
Kao ulazni test za razmatranje
investicije može se upotrijebiti metoda
prostog perioda otplate. Na osnovu
uštede koja se može ostvariti na
godišnjem nivou SYEAR i ukupne cijene
investicije u distribuiranu proizvodnju
CCAP jednostavnom formulom se računa
tzv. prosti period otplate:
(1)
PiINS je instalisana snaga i-tog
generatora, CiCAP je cijena kapitalne
investicije po kilovatu instalisane snage
za tu tehnologiju, a N je ukupan broj
agregata.
Slika 4 Blok-dijagram procesa ekonomske evaluacije opravdanosti investiranja
Formula je zaista jednostavna obzirom
da u njoj figuriše samo par osnovnih
podataka. S druge strane, njome se ne
uvažavaju određeni bitni ekonomski
parametri i njen se rezultat ne smatra
dovoljno kvalitetnim pokazateljem.
Međutim, pokazuje se da taj rezultat
ima optimistički karakter, pa ako
investicija ne zadovoljava po ovom
kriterijumu, onda se može očekivati da
tim više neće zadovoljiti ni kada bi se
provela detaljnija ekonomska analiza. Iz
tog razloga ovaj test ima eliminatornu
ulogu.
4.2. Detaljnija analiza
Projekti koji bi prošli ulazni test baziran
na prostom periodu otplate, morali bi
se detaljnije razmotriti uz uvažavanje
drugih važnih finansijskih činjenica
kao što su promjena vrijednosti novca
u vremenu, obezbjeđivanje investicije
iz kreditnih sredstava, promjena cijena
električne energije i cijena energenata
koje troše agregati distribuirane
proizvodnje i sl.
Klasični indikator opravdanosti
investicije je njena neto sadašnja
vrijednost (NPV). Neto sadašnja
vrijednost se računa kao suma godišnjih
dobiti diskontovanih na sadašnji
trenutak na nivou čitavog životnog
vijeka investicije. Za afirmativnu
ocjenu investicije, traži se da NPV bude
pozitivna.
U slučaju da se sva investiciona
sredstva uplaćuju na početku perioda
eksploatacije tada se neto sadašnja
vrijednost računa pomoću formule
(2)
gdje su:
k - indeks godine,
Sk - iznos uštede u k-toj godini,
L - životni vijek [god],
d - diskontna stopa.
Ukoliko se koriste kreditna sredstva
formula poprima određenu modifikaciju
i postaje:
[160]
(3)
gdje se pojavljuje nova veličina, faktor
anuiteta Ai , koeficijent kojim se
ukupni investicioni troškovi skaliraju
na godišnji nivo. Faktor Ai predstavlja
udio godišnje rate za vraćanje kredita
u odnosu na vrijednost kompletne
investicije. Označavajući kamatnu
stopu kredita sa ri i životni vijek sistema
distribuirane proizvodnje, odnosno
period vraćanja kredita sa Li, faktor
skaliranja bi se izračunao korišćenjem
formule
(4)
Na kraju je moguće uvesti koeficijent
pomoću kojeg se može modelovati
stepen nesigurnosti da će se realni
dispečing izvesti u potpunosti u skladu
sa predloženim optimalnim planom. Taj
koeficijent je obilježen sa uk (uk ≤ 1) i
on služi za smanjenje idealnog iznosa
uštede dobijenog optimizacionim
algoritmom. Završna verzija formule za
računanje NPV je
(5)
5. Simulacije i rezultati
Kao test sistem posmatra se jedan
potrošački kompleks čiji dijagram
potrošnje prikazuje slika 2. Razmatra se
investicija u agregat instalisane snage
1000 kW koji kao gorivo troši prirodni
gas. Tehnički minimum je 500 kW.
Cijena kapitalne investicije je 1200 €/
kW, dakle ukupno 1.200.000 €. Životni
vijek agregata je 15 godina. Varijabilna
cijena troškova za distribuirani agregat
(u kojoj dominiraju troškovi goriva) u
sadašnjosti iznosi 0,06 €/kWh. Usvaja
se prognoza da će u prvih par godina,
zbog recesije svjetske privrede, cijena
prirodnog gasa blago opadati, a potom
ponovo rasti. Cijena električne energije
na početku iznosi 0,081 €/kWh u većoj
energija
Slika 5 Ulazni podaci za analizu isplativosti
Slika 6 Optimalno angažovanje novog agregata u prvoj godini eksploatacije
prostom periodu otplate
(izraz (1)), investicija
od 1.200.000 € otplatila
bi se za 7,02 godine.
Računajući da je životni
vijek agregata 15 godina,
investicija prolazi osnovni
test i prelazi se na
detaljniju analizu.
Optimizacioni algoritam
se upošljava za proračun
i za ostalih 14 godina
eksploatacije agregata
(tabela 1). Uvažavaju se
promjene cijena električne
energije i energenta za distribuirani
agregat. Za koeficijente sigurnosti
ostvarenja planiranog dispečinga uzima
se uk = 1. Takođe se smatra da se za
investiciju koriste kreditna sredstva.
Pretpostavljajući za uslove kreditiranja
kamatu od 5,5% i period otplate od
15 godina, određuje se da je godišnja
rata 119.550,72 €. Kada se od uštede
dobijene optimizacijom odbije godišnja
rata kredita dobije se definitivni iznos
uštede za korisnika na godišnjem
nivou. Na kraju se sve godišnje uštede
diskontuju (usvojena stopa je 6%) i
sabiraju tvoreći željeni pokazatelj –
Tabela 1 Očekivano kretanje ekonomskih pokazatelja i proračun NPV za investiciju
i 0,0405 €/kWh u manjoj tarifi. Dalje se
pretpostavlja konstantni rast tih cijena
sa stopom od 3% (slika 5).
Optimizacioni algoritam daje plan
najboljeg angažovanja potencijalnog
agregata. Slika 6 prikazuje jednu
sedmicu iz tog plana za početnu
godinu eksploatacije. U dijagram
potrošnje (PP) uklopljen je potencijalni
agregat (PDER), a ostatak energije se
kupuje od distributivne kompanije
(PPU). Ispostavlja se da bi korisnik
upotrebom sopstvenog agregata
u prvoj godini imao smanjenje
ukupnih troškova snabdijevanja
energijom u visini od 170.965,60 €,
jer bi umjesto 622.590,80 € potrošio
451.625,20 €. Prema formuli o
[161]
neto sadašnju vrijednost investicije
(NPV). U ovom primjeru NPV iznosi
955.342,88 €. Pozitivan znak govori
u prilog isplativosti ove investicije.
Međutim, ako postoje i druge opcije,
potrebno je i za njih sprovesti ovakve
analize i za realizaciju odabrati onu
investiciju sa najvećom neto sadašnjom
vrijednošću uštede.
energija
6. Zaklju~ak
U novije vrijeme evidentan je porast
upotrebe distribuiranih energetskih
resursa. Obzirom da njihova sve veća
penetracija u elektroenergetski sistem
donosi niz novih promjena, kako
pozitivnih tako i negativnih, ocjena
opravdanosti instalacije distribuirane
proizvodnje predstavlja ozbiljan izazov i
za nauku. Do današnjeg dana, proveden
je veliki broj studija i napisano je
mnogo naučnih i stručnih radova.
U ovom radu se na problem uvođenja
distribuirane proizvodnje gleda iz
perspektive potrošača i računa se
sa koristima koje on može imati.
Pretpostavljeno je da je zadat potrošački
kompleks sa poznatim dijagramom
potrošnje, koji posjeduje distribuirane
energetske resurse, a takođe se može
napajati i iz distributivne mreže.
Kao pomoćni alat koristi se
softverski algoritam za pravljenje
liste optimalnog angažovanja
distribuiranih agregata s ciljem
minimizacije troškova za korisnika
[3]. Za jedan ili više potencijalnih
agregata, čije se instalisanje razmatra,
navedenim softverom se određuje
maksimum uštede koji bi se njihovim
angažovanjem mogao ostvariti. Dalje
se dobijeni iznos uštede koristi u
finansijskim kalkulacijama koje trebaju
dati odgovor na pitanje isplativosti
uvođenja distribuirane proizvodnje.
Storage”, Lawrence Berkeley, CA,
USA, LBNL-58630, July 2005.
[6] R. Firestone, “Optimal Real-time
Dispatch for Integrated Energy
Systems”, Doctoral Dissertation,
University of California, Berkeley,
USA, 2007.
[7] R. Firestone, M. Stadler, C.
Marnay “Integrated Energy System
Dispatch Optimization”, Lawrence
Berkeley, CA, USA, LBNL-60591,
June 2006.
[8] Č. Zeljković „Optimalno
angažovanje malih distribuiranih
proizvodnih jedinica u postojećem
elektroenergetskom sistemu“,
magistarski rad, Elektrotehnički
fakultet Beograd, 2008.
[9] “Installation, Operation, and
Maintenance Costs for Distributed
Generation Technologies”, EPRI
Technical Report, Palo Alto, CA,
USA, February 2003.
[10] K. Angelopoulos “Integration
of Distributed Generation in
Low Voltage Networks: Power
Quality and Economics”, Master
Thesis, University of Strathclyde,
Glasgow 2004.
[11] IESO [Independent Electricity
System Operator] “Transition
Market Information: Load Profiles
- Small Industrial Customer
Groups”, http://www.ieso.ca/
imoweb/transInfo/demand.asp
7. Literatura
[1] H. A. Gil, G. Joos “Models for
Quantifying the Economic Benefits
of Distributed Generation”, IEEE
Transactions on Power Systems,
vol. 23, no 2, pp. 327-335, May
2008.
[2] PUCT [Public Utility Commission
of Texas] “Distributed Generation
Interconnection Manual”, May
2002.
[3] Č. Zeljković, N. Rajaković, S.
Zubić „Metod za minimizaciju
troškova potrošačkog područja
sa distribuiranim proizvodnim
resursima“, Energetika,
Međunarodno savetovanje, Zlatibor,
Mart 2008.
[4] T. Ackermann, G. Andersson, L.
Söder “Distributed Generation: a
Definition”, Electric Power Systems
Research vol. 57, 2001, pp. 195204.
[5] A. Siddiqui, C. Marnay, R.
Firestone, N. Zhou “Distributed
Generation with Heat Recovery and
[162]
energija
Prof. dr Lazar Petrovi}, dipl. el. in`.
Kriminalističko – policijska akademija
UDC: 621.316.9 : 621.317.44 : 004
Parazitna elektromagnetna
zračenja u informaciono –
komunikacionim sistemima
1. Uvod
Rezime
Da bi se shvatilo i razumelo pitanje
elektromagnetnog zračenja potrebno
je definisati neke osnovne pojmove.
Kao prvo, potrebno je definisati pojam
elektromagnetnog zračenja (EMZ).
Pod tim pojamom podrazumeva se
emitovanje elektromagnetne energije
na određenoj frekvenciji, odnosno
određene talasne dužine. Ova pojava,
sama po sebi, ima, kako korisne
tako i štetne efekte. Korisni efekti
se višestruko koriste u mnogim
oblastima savremene civilizacije, za
opštu dobrobit čovečanstva. Međutim,
kako to obično biva u prirodi, prateći
štetni efekti se veoma često, zbog
različitih razloga zaboravljaju, iako
su stručnjacima poznati. Ti efekti se,
ponekad mogu zloupotrebiti i staviti u
funkciju protiv čoveka, odnosno mogu
se upotrebiti kao sredstvo koje izaziva
poremećaje u radu pojedinih savremenih
elektronskih uređaja i sistema, pa čak
i kao oružje za fizičko uništenje raznih
živih bića.
Najveći izvor energije u vidu
elektromagnetnih talasa vrlo različitih
frekvencija je Sunce koje prema Zemlji
šalje ovu energiju u svakoj sekundi
oko 1kW elektromagnetne energije na
svaki kvadratni metar. Sve komponente
Sunčevog zračenja nisu ni korisne ni
bezopasne. Poznato je još od 1895.
godine (Röentgen) da elektromagnetna
energija visokih frekvencija razara
molekule i pretvara ih u jone. Zbog
toga se ova vrsta zračenja i naziva
jonizujuće zračenje. Zbog toga je čitav
opseg frekvencija elektromagnetnih
talasa podeljen je na talase jonizujućeg i
nejonizujućeg zračenja.
Jonizujuća zračenja su identifikovana
kao vrlo opasna po ljudski organizam,
tako da je njihova primena, u mnogim
Svako elektronsko sredstvo je tokom eksploatacije izloženo raznovrsnim
elektromagnetskim efektima. Sa druge strane ono tokom rada generiše
elektromagnetnu energiju i vrši uticaj na druga sredstva u svom okruženju. Da
bi se ograničio ovaj međusobni uticaj propisuju se standari kojima se regulišu
dozvoljeni nivoi zračenja, odnosno definiše se osetljivost pojedinih sredstava na
elektromagnetna zračenja. Pored ovih opasnosti koje postoje pri radu elektronskih
sredstava (prvenstveno telekomunikacionih i računarskih sredstava) postoji i
opasnost oticanja sadržaja podataka (informacija) koji se obrađuju u konkretnom
sredstvu i/ili se prenose preko telekomunikacionih sistema. Ovo je posebno aktuelno
i opasno u funkcionalnim telekomunikacionim i računarskim sistemima gde postoji
potreba da se tim sistemima prenose i obrađuju podaci i informacije poverljive
prirode.
Ključne reči: Elektromagnetno zračenje, parazitno (informaciono) zračenje,
telekomunikacioni sistem, računar, funkcionalni telekomunikacioni i računarski
sistem, zaštita.
Viral Electromagnetic Radiation in Information – Communications
Systems
Each electronic mean is exposed to various electromagnetic effects during the
generation. On the other hand, the electronic means during work generate
the electromagnetic energy and perform the impact on other assets in their
environment. To limit this interference, we prescribe the standards that regulate
the permitted levels of radiation, and define the sensitivity of certain assets of the
electromagnetic radiation. In addition to these dangers that exist in the electronic
resources (primarily telecommunications and computer resources), there is danger
of wastage of content data (information) that are processed in particular funds and/
or transmitted through the telecommunications system. This is especially actual
and dangerous in the functional telecommunication and computer systems where is
needed that those systems transmit and process confidential data and information.
Key words: Electromagnetic radiation, viral (information) radiation,
telecommunication’s system, computer, functional telecommunication and
computer system, protection.
zemljama posebno regulisana veoma
strogim zakonima. Međutim, ova vrsta
zračenja ima široku primenu za razna
snimanja u medicini, ispitivanja raznih
naprslina u tehnici, u uređajima za
pregled i kontrolu prtljaga i putnika na
aerodromima itd.
Odavno je poznato da se jonizirajuće
ili radiološko zračenje pojedinih
[163]
radioaktivnih materijala može koristiti
kao nekonvencionalno oružje,
napravljeno u vidu atomske bombe,
što je, na žalost, krajem Drugog
svetskog rata i isprobano u japanskim
gradovima Hirošima i Nagasaki. O
prirodi i efektima ove vrste oružja je
dosta napisano i postoji brojna svetska i
domaća literatura, tako da ovde neće biti
govora o ovoj vrsti zračenja.
energija
Drugu grupu elektromagnetnih zračenja
čine tzv. nejonizirajuća zračenja. Ta
zračenja su elektromagnetna zračenja
koja po svojoj prirodi, između ostalog,
mogu da dovedu do procesa jonizacije u
živom tkivu.
Svako elektronsko sredstvo koje za
svoj rad koristi neki izvor električne
energije (elektronski računari,
telekomunikaciona i druga elektronska
sredstva), generiše elektromagnetnu
energiju, putem koje vrše uticaj na
druga elektronska sredstva u svom
okruženju. Pored ovih opasnosti koje
postoje pri radu elektronskih sredstava,
u telekomunikacionim i računarskim
sistemima postoji i opasnost oticanja
sadržaja podataka (informacija) koji
se obrađuju u konkretnom sredstvu ili
se prenose preko telekomunikacionih
sistema. Ovo je posebno aktuelno
i opasno u funkcionalnim
telekomunikacionim i računarskim
sistemima gde postoji potreba da se tim
sistemima prenose i obrađuju podaci
i informacije poverljive prirode, ili se
takvim sistemima vrši daljinski nadzor,
odnosno daljinsko merenje i upravljanje.
Kada električna struja protiče kroz bilo
kakav metalni provodnik ona generiše
elektromagnetnu (EM) energiju u vidu
elektromagnetnog talasa. Ovaj talas se
prostire brzinom svetlosti kroz okolinu, i
obrnuto, tj. promenljivi elektromagnetni
talas generiše (indukuje) elektromotornu
silu u metalnim provodnicima, koja
uzrokuje pojavu električne struje u
bilo kojoj provodnoj strukturi kada
se ista nađe na njegovom putu. Nivo
indukovane elektromotorne sile,
odnosno dobijene električne struje,
zavisi od amplitude elektromagnetnog
talasa koji je uzrokuje. Tako, električni
i elektronski sistemi, svi računari i
telekomunikaciona oprema i svi metalni
kablovi kojima se oni spajaju, zrače
elektromagnetnu energiju, na opisani
način i u merljivim iznosima.
Elektromagnetna energija se od izvora
do prijemnog uređaja može prenositi
vođenjem (konduktivni putem), kada
su izvor i prijemnik direktno spojeni
vodovima ili vodljivim pločama, ali
isto tako električnom ili magnetnom
spregom na manjim udaljenostima, ili
zračenjem na većim udaljenostima.
Dobro poznavanje pojave u EM
sistemima i veze između korisnih i
parazitnih signala važno je, ne samo
za ispravan rad pojedinih vrsta uređaja
nego je često od prvorazrednog značaja
za tajnost poruka u telekomunikacionim
ili računarskim sistemima.
Proučavanje elektromagnetnih pojava u
elektronskim sistemima koje se dešavaju
na korisnim i parazitnim frekvencijama,
kao i postupaka koji osiguravaju
elektromagnetsku kompatibilnost mogu
vrlo dobro poslužiti i za provođenje
mera zaštite tajnosti poruka, bilo u fazi
dok se uređaji i sistemi projektuju i
proizvode ili na već gotovim uređajima
i sistemima.
Prema tome, svi uređaji koji koriste
EM energiju neminovno uz energiju
na željenim frekvencijama generišu i
signale na neželjenim frekvencijama.
Signali na neželjenim frekvencijama
javljaju se kao EM smetnje, i svojim
prisustvom i nivoima mogu ugroziti
rad drugih uređaja u svojoj okolini, i sa
druge strane, u generisanim neželjenim
signalima može biti sadržan podatak o
informaciji koja se prenosi, što često
puta predstavlja poslovnu, vojnu ili
drugu vrstu tajni.
Tehnički problemi koji se javljaju u vezi
sa EM zračenjem mogu se posmatrati
kroz nekoliko jasno izraženih pojava
kao što su:
1. Pojava elektromagnetnih
smetnji (EMS) koje ugrožavaju
kompatibilnost posmatranog
elektronskog sredstva u
neposrednom okruženju;
2. Pojava elektromagnetnih zračenja
(EMZ) koja su štetna za živa bića
(posebno zračenja u mikrotalasnom
spektru) i
3. Pojava parazitnih (informacionih)
elektromagnetnih zračenja
(PEMZ) preko kojih neželjeno mogu
oticati informacije koje se prenose i
obrađuju u uređajima i/ili sistemima.
Elektromagnetne smetnje EMS
(EMI – Electro Magnetic Interference)
su ometajući signali ili šumovi koji
utiču na korektnost funkcionisanja
električnih i elektronskih uređaja.
Dejstvo ovih smetnji, poznatih i pod
nazivom radiofrekventne smetnje RFS
(RFI – Radio Frequency Interference),
oseća se u celoj sredini u kojoj su
prisutne. Njihovo delovanje kreće
se od smanjenja kvaliteta veza u
telekomunikacionim sistemima (radio i
TV sistemima) do mogućnosti ometanja
pojedinih elektronskih uređaja i sistema
koji se koriste u različitim oblastima
ljudske delatnosti (istraživanjima,
medicini i drugo).
Druga pojava je pojava štetnog
delovanja elektromagnetnih zračenja
na žive organizme, pri čemu treba
istaći da se tu javljaju termički i
elektrohemijski efekti koji dovode
do stvaranja električnih struja u
organizmu, kao i neki drugi efekti,
izazvani električnim i magnetnim
poljem nastalog od radiofrekventnog
zračenja. Nejonizirajućim zračenjima
se doskora pridavalo veoma malo
pažnje jer se smatralo da ona nemaju
uticaja na žive organizme. Sa
[164]
razvojem telekomunikacija, a posebno
radiokomunikacija i javne mobilne
telefonije gde se za prenos raznih vrsta
informacija koriste elektromagnetni
talasi, nastali efekti se nisu mogli
ignorisati. Prva dramatična iskustva su
stečena sa otkrićem i primenom radara.
Ovi mikrotalasni uređaji su doveli do
brojnih oštećenja vida, pojave steriliteta,
opekotina i drugih promena kod
osoba koje njime rukuju. Tehničko –
tehnološki razvoj je omogućio primenu
ove vrste elektromagnetnih talasa
u različitim oblastima tehnike (npr.
merenje rastojanja – laserski merači
daljine, aparati za dijametriju – toplotnu
terapiju, u domaćinstvu – mikrotalasne
pećnice itd.). Svi ovi uređaji su
napravljeni tako da zadovoljavaju
određene kriterijume bezbednosti koji
su uglavnom regulisani nacionalnim
standardima.
Pojava parazitnih, informacionih,
elektromagnetnih zračenja se
intenzivno izučava u svetu ali se
rezultati tih istraživanja čuvaju
u najvećoj tajnosti i javno se ne
publikuju. Zahtevi za PEMZ se obično
postavljaju na opremu koja se koristi
u funkcionalnim sistemima, ali se
sve više postavljaju ovi zahtevi i
za opremu druge primene. Energija
takvog zračenja je u direktnoj vezi sa
podacima koji se obrađuju i prenose
sistemima. Rezultujući EM talasi takvog
zračenja mogu biti nosioci poverljivih
podataka koji se mogu detektovati i
analizirati, kako u lokalu, tako i sa
određenog rastojanja. Ovi talasi mogu
u originalnim podacima prouzrokovati
greške, bilo superponiranjem sa drugim
podacima ili brisanjem kompletnih
podataka. To se koristi u oblasti tzv.
“industrijske i druge špijunaže” kada
se EM talasi, koji sadrže podatke nad
kojima se obavlja neka obrada, mogu
detektovati i zabeležiti pomoću vrlo
osetljivih prijemnika. Zbog toga se
nastoji izvršiti određena zaštita od ovih
zračenja. Čak i kada se ovakvo zračenje
ne može u potpunosti sprečiti, ono se,
ipak, primenom određenih mera zaštite
može u znatnoj meri smanjiti.
Iako su zahtevi za dozvoljene nivoe
zračenja (EMS, EMZ, i PEMZ)
međusobno različiti, blokiranjem jednog
tipa smetnji, odnosno zračenja, blokiraju
se u određenoj meri i ostala zračenja.
Podela neželjenog elektromagnetnog
zračenja na EMS, EMZ i PEMZ
izvršena je prema efektima koje
konkretno zračenje može izazvati. S
obzirom na područje koje ta zračenja
zauzimaju u EM spektru, korektnije je
reći da se radi o radio – frekvencijskim
smetnjama (RFS). Ovako definisane
RFS predstavljaju EM energiju
energija
koja izaziva neželjene posledice
(ugrožavanje kompatibilnosti, štetnost
po zdravlje, oticanje informacija).
U nastavku će uglavnom biti reči o
trećoj pojavi tj. o opasnostima koje
se javljaju zbog mogućnosti oticanja
poverljivih podataka putem parazitnih
elektromagnetnih zračenja i merama
i postupcima kojima se to zračenje
svodi u okvire koji ne predstavljaju
realnu opasnost za kompromitaciju
sadržaja informacija koje se obrađuju
u telekomunikacionim računarskim
sistemima.
2. Problemi elektromagnetnog
zra~enja
Tehnički problemi elektromagnetnog
zračenja koji se javljaju u vezi sa
međusobnim EM uticajem mogu se
razvrstati u tri osnovne grupe:
1. Utvrđivanje učinka
elektromagnetnog zračenja
tj. merenje osetljivosti uređaja i
sistema na dejstvo elektromagnetnog
zračenja.
2. Zaštita od oštećenja usled dejstva
elektromagnetnog zračenja –
primena elektromagnetnog zračenja
u cilju degradacije rada elektronskih
uređaja i sistema.
3. Zaštita od korišćenja
elektromagnetnog zračenja u
špijunske svrhe – korišćenje
elektromagnetnog zračenja radi
dolaženja do nelegalnih podataka
koji se obrađuju i/ili prenose
određenim sistemom.
Merenje i utvrđivanje učinka
elektromagnetnog zračenja obuhvata
merenja i analize osetljivosti opreme
koja se ispituje i merenje izdržljivosti
opreme prema EM zračenju, odnosno
utvrđivanje imunosti elektronskih
uređaja i sistema.
Prva grupa merenja obuhvata
detekciju nivoa određenih parametara
(frekvencija, amplituda, emitovana
snaga), koja izaziva nepravilnosti u radu
elektronske opreme ili čak, prouzrokuju
oštećenja na njoj.
Druga grupa merenja sastoji se u
uspostavljanju odziva elektronske
opreme u smislu proizvođenja
određenih parametara uticaja
(frekvencija, amplituda, emitovana
snaga).
Bezbednost podataka se može
sagledati sa više aspekata. To su
fizička bezbednost opreme, bezbednost
primenjenog softvera i bezbednost
primenjenog zaštitnog koda. Posebnu
pažnju zaslužuje i aspekt zaštite opreme
od «curenja» podataka (anti - leakage
protection). Ukoliko ova zaštita nije
pravilno projektovana ima za posledicu
emisiju parazitnog zračenja iz opreme
pre kodovanja, koja se može «uhvatiti»
direktno, indirektno ili provođenjem,
tj. može se primati konduktivnim
putem. To su elektromagnetni gubici
koji se mogu pokupiti i kao takvi
upotrebiti, što predstavlja nelegalni
pristup poverljivim informacijama.
Podaci do kojih se dolazi na ovaj način
mogu biti nenamenski upotrebljeni,
a to predstavlja nedozvoljeni pristup
poverljivim informacijama. Za
prijem, merenje i analizu podataka
koje generiše, prenosi i obrađuje
telekomunikaciona i računarska oprema
koriste se specijalni, vrlo osetljivi merni
prijemnici, tzv. “Tempest” prijemnici.
Ovaj problem je jednako prisutan i u
analognim i u digitalnim sistemima.
Nivoi EM zračenja koji potiču
od računara i telekomunikacionih
sistema, čak iako veoma mali, još
uvek su dovoljno visoki da bi se
mogli detektovati tzv. “TEMPEST”1
prijemnicima. TEMPEST
predstavlja tehnologiju koja se
odnosi na ograničavanje neželjenih
elektromagnetnih zračenja prilikom
obrade podataka u elektronskim
uređajima i pokriva sve tehnike
koje se koriste u borbi protiv
industrijske i druge špijunaže. Zaštita
od elektromagnetne špijunaže, u
računarskim sistemima, obuhvata
proučavanje prirode izračenih podataka
s ciljem da se proveri da li se oni mogu
dovesti u vezu sa nekom poverljivom
informacijom. Konačan cilj je da se
ograniče mogućnosti neovlašćenom
korisniku da prikuplja informacije o
unutrašnjem protoku podataka unutar
računara. Ako se prijemnik poveže
sa dodatnom opremom onda se
može vršiti analiza sadržaja signala,
uz odgovarajuća upoređivanja sa
referentnim signalom. Ukoliko se na
ovakav način zaključi da dolazi do
oticanja sadržaja poverljivih podataka,
onda je potrebno izvršiti odgovarajuću
zaštitu. Oprema kojom se vrše ovakva
ispitivanja i analize je uglavnom
programabilna, što pojednostavljuje
proces ispitivanja, a ako se takva analiza
vrši u špijunske svrhe to znači da se
celokupan proces može i mora pratiti
u realnom vremenu. Podaci o Tempest
tehnologiji su poverljive prirode i u
javnosti su nedostupni.
Zaštitne mere kojima se nastoji sprečiti
ili umanjiti uticaj EM zračenja, u cilju
povećanja bezbednosti podataka koji se
obrađuju i prenose određenim sistemom,
1
TEMPEST - Total Electronic and Mechanical
Protection against the Emission of Spurious
Transmissions
[165]
provode se na hardveru ili pomoću
dodatnih hardverskih zahvata. Normalni
postupak je definisanje različitih nivoa
potrebne zaštite ili prihvatljivih nivoa
osetljivosti za konkretnu opremu. To se
obavlja još u fazi projektovanja opreme.
Na nesreću, iz različitih razloga,
ponekad iz tehničkih, a ponekad iz
komercijalnih, ovaj postupak se, u
mnogim slučajevima, primenjuje
nedovoljno i neadekvatno.
Problemi u vezi bezbednosti podataka
nastaju usled pojave industrijskog
EM zračenja i, kao posledica toga,
potreba za zaštitom od takvog
zračenja. Bezbednost sistema
(telekomunikacionih i računarskih)
u kojima se vrši prenos i obrada
informacija predstavlja pitanje stepena
poverenja u podatke koji se prenose ili
obrađuju u takvim sistemima.
3. Putevi oticanja
informacija u informaciono –
komunikacionim sistemima
Pitanjima bezbednosti obrade
informacije u račinarskim sistemima
za sada se u našoj zemlji bavi samo
uski krug stručnjaka. To je, naravno,
u velikoj meri uslovljeno našim
zaostajanjem u primeni kompjuterske
tehnike. Ipak, život nas je sve
stavio u takve uslove da je sveopšta
kompjuterizacija odavno prestala da
bude inostrana egzotika i privilegija.
To inspiriše, ali treba shvatiti da
kompjuterizacija, osim očiglednih i
široko reklamiranih koristi, sa sobom
nosi, kao prvo, značajan utrošak napora
i resursa, a kao drugo, mnogobrojne
probleme razumljive još uvek samo
uskom krugu ljudi.
Jedan od tih problema, pri čemu možda
i jedan od najvećih, jeste problem
obezbeđenja sigurne obrade poverljivih
informacija u kompjuterskim sistemima.
Do sada se ovaj problem više - manje
ozbiljno pojavljivao samo u državnim,
policijskim i vojnim službama, kao i u
naučnim krugovima.
Razlikuju se dva tipa nekorektnog
korišćenja kompjutera:
1. Nedozvoljeni pristup lica koja na to
nemaju pravo,
2. Nepravilni postupci lica koja imaju
pravo pristupa (tzv. sankcionisani
pristup).
Analiza verovatnih puteva oticanja
informacije ili njene deformacije
ukazuje da postoji niz različitih načina
i postupaka, što uslovljava i primenu
posebnih mera zaštite.
U nastavku su prikazani samo neki
od načina kako, u realnim sistemima
može doći do oticanja ili zlonamernog
korišćenja podataka i informacija
u informaciono - komunikacionim
energija
sistemima:
- preuzimanje tajnih podataka iz
računarskog sistema (monitora,
printera) presretanjem
elektromagnetnih zračenja,
(elektronsko izviđanje), od strane
distancionih (izdvojenih) tehničkih
sredstava,
- dobijanje obrađene informacije preko
mreže za napajanje kompjutera,
konduktivnim putem,
- akustičko ili elektro – akustičko
oticanje unošene informacije,
- presretanje poruka u kanalu veze
(elektronsko izviđanje),
- podmetanje pogrešnih podatka
(elektronsko obmanjivanje),
- očitavanje i/ili izmena kompjuterske
informacije pri nesankcionisanom
pristupu,
- direktna krađa nosilaca informacije i
proizvodnih otpada,
- čitanje zaostale informacije u
memoriji sistema posle ispunjenja
sankcionisanih zahteva,
- kopiranje nosilaca informacije,
- nesankcionisano korišćenje terminala
registrovanih korisnika,
- simuliranje registrovanog korisnika
krađom lozinke i drugih rekvizita
kojima se ograničava pristup,
- maskiranje nesankcionisanih zahteva
u zahteve operativnog sistema
(mistifikacija),
- korišćenje programskih nedostataka,
- dobijanje zaštićenih podataka pomoću
serije dozvoljenih zahteva,
- korišćenje nedostataka programskog
jezika i operativnih sistema,
- namerno ubacivanje u datoteke
specijalnih blokova tipa »trojanskog
konja«,
- zlonamerno izbacivanje iz rada
mehanizama zaštite, itd.
Shodno ovim načinima kompromitacije
informacija u računarskim sistemima
treba posmatrati i mere adekvatnih
zaštita koje se mogu i moraju primeniti
u tim sistemima.
U posebnu grupu tehničkih rešenja
i zahvata treba izdvojiti specijalne
prisluškivače koji služe za prikupljanje
informacija sa kompjutera (npr. radio far
i parazitna elektromagnetna zračenja).
Minijaturni radio – far je dodatno
ugrađen sklop u kupljeni kompjuter
koji omogućava da se isti prati do mesta
instaliranja, na taj način što šalje signale
na specijalni predajnik, koji je najčešće
van računarskog sistema. Kada se tako
sazna gde se kompjuter nalazi, sa njega
se može preuzimati svaka obrađena
informacija preko specijalno ugrađenih
elektronskih blokova koji izvorno ne
pripadaju kompjuteru, ali učestvuju u
njegovom radu. Najefikasnija zaštita
od takvih prisluškivača je blindirana
prostorija za računski centar (Faradejev
kavez).
Bez obzira na tehničko – tehnološki
napredak ni danas nema univerzalnih
prisluškivača. Svi oni mogu se
uslovno podeliti na tri tipa: oni koji
informaciju biraju prema ključnim
rečima ili znacima, oni koji prenose
svaku informaciju i oni koji uništavaju
informaciju.
Drugi način je oticanje informacija
putem PEMZ – a (parazitnih
elektromagnetnih zračenja).
Preuzimanje informacija korišćenjem
PEMZ je moguće u dijapazonu
frekvencija od 1 Hz do 150 GHz, a
prenose se podaci koji se obrađuju u
automatizovanim sistemima. Daljina
prenosa računa se u desetinama,
stotinama, nekada i hiljadama metara.
Jedna od najverovatnijih pretnji za
presretanje informacije u sistemima
za obradu podataka je oticanje
preko presretanja sekundarnih
elektromagnetnih zračenja i
nazračivanja koje izazivaju tehnička
sredstva.
Najopasniji izvori PEMZ - a su displeji,
kablovske linije veze, disk - memorija
i teleprinteri serijskog tipa. Na
primer, s displeja se informacija može
skinuti pomoću specijalne opreme na
rastojanju do 500 – 1500 m, s printera
do 100 – 150 m, a komercijalno
raspoloživom opremom sa manjih
rastojanja. Presretanje PEMZ – a
može se ostvarivati i pomoću prenosne
(mobilne) opreme. Ova oprema
može da predstavlja širokopojasni
automatizovani superheterodinski
prijemnik. Kao uređaji za registrovanje
primljenih signala (poruka) mogu se
koristiti magnetni memorijski nosilac ili
displej.
Ovde su nabrojani neki mogući
kanali oticanja informacija. Dobijeni
podaci mogu se koristiti na prvoj etapi
stvaranja kompleksnog sistema zaštite
informacija, tj. pri analizi pretnji
za oticanje poverljivih informacija.
Svaki od navedenih načina oticanja
informacija može biti poseban predmet
istraživanja.
U domenu zaštite informacija, posebno
u određenim vrstama poslovanja,
postoje zakoni, standardi, uredbe,
instrukcije, metodike i norme koje
se dorađuju i preciziraju, polazeći od
zahteva vremena, državne strukture i
savremenog nivoa nauke i tehnike.
Pojam poslovna tajna koristi se da
bi se označila informacija, dostupna
ograničenom broju korisnika, koja
nosi poverljivi karakter. Zaštita takve
nformacije briga je samih korisnika,
rukovodilaca i drugih komercijalnih
struktura. Za zaštitu poverljive
informacije ne postoje stroga zakonska
pravila, zahtevi i norme, niti su
postojeće nešto posebno poštovane,
a oni koji su odavali poslovne tajne
[166]
uglavnom su nikako ili samo uslovno
zakonski sankcionisani.
Nažalost, mora se konstatovati i
činjenica da mnogi rukovodioci, ne
poklanjaju dovoljno pažnje pitanju
zaštite informacija i počinju da vode
računa i brinu tek kad se primeti
oticanje informacija u ruke neovlašćenih
lica.
Iz tih razloga su skoro svi već odavno
shvatili da je na savremenom nivou
razvoja društva informacija možda
najskuplja roba. Po mišljenju stranih
specijalista, pri potpunom otkrivanju
svih informacionih sistema, samo 20%
preduzeća srednje veličine opstalo bi
još nekoliko sati, gotovo polovina svega nekoliko dana, ostali - do nedelju
dana. Ista sudbina zadesila bi i banke.
Informacija je jedan od najvažnijih
izvora blagostanja svake institucije.
Ne kaže se uzalud: »Ko poseduje
informaciju, poseduje svet«. Svaka
administrativna odluka zasniva se i
vredi kao informacija na osnovu koje je
ta odluka doneta.
4. Zaklju~ak
Mogućnost dolaženja do sadržaja
obrađivanih podataka u računarskim
sistemima putem parazitnih
elektromagnetnih zračenja, u vreme
razvijene tehnike i moderne tehnologije,
predstavlja realnu opasnost na koju se,
pogotovu u funkcionalnim računarskim
sistemima, mora obratiti posebna
pažnja.
Problem parazitnih elektromagnetnih
zračenja je veoma složen jer je
frekventni spektar zračenja veoma
širok pa tehnologije koje se primenjuju
i efikasne su za jedan deo opsega
nisu uvek efikasne u drugom delu
frekventnog spektra.
Neosporno je da se putem parazitnih
elektromagnetnih zračenja mogu
’’hvatati’’ i obrađivati informacije koje
se obrađuju u računarima i to kako
sa bliskih tako i sa većih udaljenosti.
Smatra se da se loše zaštićeni
sistemi mogu efikasno pratiti čak i sa
udaljenosti od jednog kilometra od
uređaja.
Zaštitom od parazitnih elektromagnetnih
zračenja, (TEMPEST), rešava se i
pitanje elektromagnetne interferencije,
EMI, tj. uticaj računara na ostale
elektronske uređaje u njegovoj blizini i
uticaj drugih uređaja na računar.
Zaštita od neželjenih parazitnih
elektromagnetnih zračenja predstavlja
relativan pojam, jer je skoro nemoguće
sva neželjena zračenja svesti na nulti
nivo. Nekada je dovoljno obezbediti
takvu zaštitu da se spreči prijem signala
parazitnih zračenja na udaljenostima od
1 km, a ukoliko bi neovlašćeni korisnik
ipak želeo doći do podataka koji se
obrađuju u računaru onda se mora
energija
približiti sa kompletnom kompleksnom
mernom opremom, a to se onda rešava
na drugi način i drugim metodama
zaštite.
Zaštita sa svom svojom ozbiljnošću ne
treba da bude samo dodatni element
računarskog sistema nego njegov
integralni deo. Nivo zaštite mora da
zavisi od značaja podataka i sistema
koji se štiti, i taj nivo treba da bude
jednak svuda. Nedovoljna zaštita samo
u jednom segmentu može degradirati
ukupni sistem zaštite, bez obzira na nivo
preduzetih mera u ostalim segmentima.
Stepen zaštite koji se postiže tehničkim
metodama proporcionalan je ceni
koja se plaća za realizaciju tih metoda.
Tehničke mere zaštite treba koristiti
u onoj meri koja omogućava da se
zajedno sa drugim merama postigne
sigurna zaštita.
Korisnici računarskih sistema moraju
računati da svaki sistem zaštite
neminovno smanjuje konfornost u
korišćenju računarskih resursa.
Svaki sistem zaštite sigurno degradira
sistem. Ta degradacija sistema ne sme
biti velika jer u protivnom sistem zaštite
nije prikladan.
Uvođenje sistema zaštite neminovno
poskupljuje računarski sistem. Ovo
poskupljenje može iznositi 2 - 3 puta
od cene sistema. Prema tome pri
postavljanju sistema zaštite treba biti
umeren i planirati samo one mere koje
su nužne za siguran rad računarskog
sistema.
Organizacijske i operativne mere
zaštite spadaju među najznačajnije.
Nesprovođenjem ovih mera stvara se
najširi prostor za delovanje neželjenih
događaja. Ove mere zaštite treba
obavezno primenjivati u računarskim
sistemima, tim pre što primena ovih
mera, često ne zahteva veliko dodatno
angažovanje i veća materijalna i
finansijska sredstva.
Sistem zaštite je najefikasniji i
najkompleksnije se može sagledati
ako se o zaštiti razmišlja još u fazi
koncipiranja računarskog sistema.
Jedini metod zaštite od oticanja
podataka preko kanala bočnih parazitnih
zračenja i indukcija jeste primena
zaštićenih kompjutera. Pritom kvalitet
zaštite mora da potvrdi laboratorija koja
ima odgovarajući sertifikat o pravu na
obavljanje takvog posla.
I na kraju treba reći da „zatvaranje
očiju – nije najbolji način da se
izbegnu neprijatnosti”, već da realnosti
treba pogledati u oči i nastojati da se,
sa jedne strane obezbedi što sigurniji
prenos poveljivih informacija u
sopstvenim sistemima, a sa druge
strane suprotstaviti se ovakvom načinu
prenosa, ukoliko to radi, druga, suprotna
strana.
Literatura
[1] M. Kuhn., R. Anderson:
Soft Tempest: Hidden
Data Transmission Using
Electromagnetic Emanations, 1998,
http://www.cl.cam.ac.uk/~mgk25/
ih98-tempest.pdf
[2] С.Синковски: Заштита
информација од компромитујућег
електромагнетног зрачења,
Наука Техника Безбедност, бр.1,
2004, стр. 61-79
[3] Daniel G. Wolf, Statement before
the House Select Committee on
Homeland Security Subcommittee
on Cybersecurity, Science and
Research & Development,
Nacional Security Agency US, Juli
22, 2003
[4] Luiijf E., Information Assurance
and the Information Society,
EICAR Proceedings 1999
[5] Панарин И., Н., Проблемы
обеспечения информационной
безопасности в савременных
условиях, http://kiev-security.org.
ua , 1997
[6] Maconachy V., Schou C.,
Ragsdale D., Welch D., A model
for Information assurance: an
integrated approach, Proceedings
of the 2001 IEEE, Workshop
on Information Assurance and
Security, United States Military
Academy, West Point, 2001
[7] Survivability – A New Technical
and Business Perspective on
Security, Proceedings of the
1999 New Security Paradigms
Workshop. Caledion Hill, ON,
sep 21 - 24, 1999, Nwe Jork,
NY: Association for Computer
Machinery, 2000
[8] Леваков А., Анатомия
информационной безопасности
США, Jet info online # 6 (109),
2002
[9] D. K. Hsiao, D.S. Kerr, S.E.
Madnik, Computer security,
Academic Press, New York, san
Francisko, 1979
[10] Rodić B., Interakcija javnih
računarskih mreža i računarskih
mreža specijalnih institucija
(doktorska disertacija),
Vojnotehnička akademija, Beograd,
2001
[11] Галатенко А.В., Основы
информационной безопасности,
лекции курса информационной
безопасности, Гасударственый
масковский университет, 2005
[12] А.Д.Урсул, Т.Н. Цырдя,
Информационная безопасностъ,
сущностъ, содержание и
принципы ее обеспечения,
журнал Факт № 2, 2000
[13] П.В. Константинович, От
[167]
информационных войн к
управляемой конфронтации и
сотрудничеству, журнал Факт №
9, 2001
[14] Барсуков Д., Интегральная
защита информации,
«Электроника. Наука,
технология, бизнес» № 3 - 4,1998
[15] Beauregard J., Modeling
information assurance, Air Force
Institute of tehnology, 2001
[16] Домарев В., Безопасностъ
информационных технологий.
Методология создания систем
защиты, ДиаСофт, 2002
[17] Медведовский И., Современные
методы и средства
анализа и контроля рисков
информационных систем
компаний, Учёбный центр
«Информзащита», 12. 01. 2004
[18] Wim van Eck: Electromagnetic
Radiation from Video Display
Units: An Eavesdropping Risk?
Computers & Security 4 (1985)
269-286
[19] Peter Wright: Spycatcher - The
Candid Autobiography of a Senior
Intelligence Officer. William
Heinemann Australia, 1987, ISBN
0-85561-098-0
[20] Peter Smulders: The Threat of
Information Theft by Reception of
Electromagnetic Radiation from
RS-232 Cables. Computers &
Security 9 (1990) 53-58
[21] Markus G. Kuhn and Ross J.
Anderson: Soft Tempest: Hidden
Data Transmission Using
Electromagnetic Emanations
[22] С. Чеховский. Концепция
построения компьютеров,
защищенных от утечки
информации по каналам
электромагнитного излучения.
Международная научнопрактическая конференция
“Безопасность информации
в информационнотелекоммуникационных
системах”. Тезисы докладов.
Издательство «Iнтерлiнк», Киев
2002г, стр.80.
[23] С.Р. Коженевский, Г.Т.
Солдатенко. Предотвращение
утечки информации по
техническим каналам в
персональных компьютерах.
Научно-технический журнал
“Захист информации» 2002, №2,
стр.32-37.
[24] В.В. Овсянников, Г.Т.
Солдатенко. Нужны ли нам
защищенные компьютеры?
Научно - методическое издание
«Техника специального
назначения», 2001, №1, стр. 9-11.
energija
Mr Miroslav Elezovi}, dipl. in`.
Tehnički opitni centar, Beograd
Prof. dr Lazar Petrovi}, dipl. in`.
Kriminalističkopolicijska akademija, Beograd
Doc.dr Radi{a Stefanovi}, dipl. in`.
Doc.dr Nikola Leki}, dipl. in`.
UDC: 621.316.91
Zaštita elektronske opreme
od naponskih udara u mreži
za napajanje
Sadržaj
Uvod
Tranzijentni prenaponi u sistemima za
napajanje nastaju dovođenjem energije u
sistem za napajanje. U principu postoje
dve vrste izvora: prirodni kao što su
atmosfersko i elektrostatičko pražnjenje,
ili pojave koje uzrokuje čovek, kao
što su komutacione pojave (prekidački
tranzijenti) i naponska pražnjenja usled
kvara ili greške.
Ove pojave uzrokuju kratkotrajne
naponske impulse, trajanja reda ns1
ili μs2, visoke amplitude, dovoljne
da poremete rad elektronskih kola, a
u nekim slučajevima imaju dovoljno
energije da oštete ili unište pojedine
komponente kola.
Šteta na uređajima može biti trenutna,
kad tranzijentni napon izazove
pregorevanje poluprovodničkih
komponenata zbog energije tranzijenta
ili latentna, kada su izolacija ili
komponente ozbiljno podvrgnute
opterećenju jednog ili nekoliko
tranzijenata ali ne do tačke neposrednog
otkaza. Kasnije, tranzijent ili drugi
stres koji normalno ne bi prouzrokovao
probleme, deluje na oslabljenu izolaciju
ili komponente, prouzrokujući kvar bez
nekog vidljivog razloga.
Linije za napajanje, za razliku od linija
za prenos podataka, mogu generisati
sopstvene tranzijente, koji se dodaju na
ubačene tranzijente. Linije za prenos
podataka, međutim, samo su objekat na
koji se ispoljavaju uticaji okoline.
Radni naponi i tolerancija prenapona u
sistemima za obradu signala i sistemima
za prenos podataka su generalno
1
2
ns = 10 – 9 s – nanosekunda
μs = 10 -6 s – mikrosekunda
Otpornost i zaštita elektronske opreme od tranzijentnih poremećaja u mreži
napajanja obuhvata otpornost i zaštitu od elektrostatičkog pražnjenja, brzih
tranzijeanata / rafala, naponskih udara i propada, kratkotrajnih prekida i varijacija
napona napajanja. U ovom radu izvršena je teorijska analiza izvora naponskih
udara, zaštite od naponskih udara, kao i eksperimentalna provera otpornosti
elektronske opreme na naponske udare.
Ključne reči: Elektronska, oprema, otpornost, zaštita, naponski udari
Protection of Electronic Equipment of Surge in Power Supply
Immunity and protection on transient disturbances in power supply of electronic
equipment is included Electrostatic discharge immunity and protection, Electrical
fast transient/burst immunity and protection, Surge immunity and protection and
Voltage dips, Short interruptions and Voltage variations immunity and protection.
In this paper is performed theoretical analysis source of surge, protection of surge,
and experimental work for surge immunity test of electronic equipment.
Key words: Electronic, equipment, immunity, protection, surge
mnogo niži nego oni kod komponenti
sistema za napajanje. Prema tome,
šteta, ne računajući probleme prestanka
rada, će verovatno pre nastati na
linijama za prenos podataka nego na
komponentama sistema za napajanje, pri
istoj izloženosti ubačenim tranzijentima.
U bilo kom okruženju, elektronski
uređaji su podložni gubitku podataka,
padu sistema, čak i oštećenjima
i uništenju od strane naponskih
tranzijenata, kao rezultat odsustva ili
pogrešne upotrebe zaštitne opreme.
Slično tome, programabilni logički
kontroleri poluprovodnički kontroleri
motora, drajveri za promenu brzina i
komponente za komunikaciju mogu biti
oštećeni ovim tranzijentima.
U ovom radu je analizirano generisanje,
zaštita i ispitivanje imunosti
elektronskih uređaja na naponske
udare u skladu sa standardom koji
definiše IEC/EN 61000 – 4 - 5 (Surge
immunity test). Posle izvršene ubrzane
[168]
harmonizacije naših standarda sa IEC/
EN, njegova primena je postala i kod
nas obavezna.
2. Naponski udar
1.2. Izvori i posledice naponskih
udara
Udar groma može proizvesti mnogo
više energije nego što se ranije mislilo
da je verovatno. U stvari, ‘’tipični’’ udar
groma može nositi energiju blizu 3 x 10
9
kW, napona približno 125 x 10 6 V, sa
prosečnom strujom većom od 20 kA.
Kao dodatak ovoj ogromnoj produkciji
energije i njenoj vizuelnoj pojavi (slika
1.), grom prouzrokuje izuzetno snažne
tranzijente na sistemima za prenos
električne energije, bilo da je direktni
udar ili negde u blizini. U većini
slučajeva, udarom groma indukovani
impulsi na lokalnim vodovima za
napajanje električnom energijom
prouzrokuju štetu na osetljivoj
elektronskoj opremi.
energija
Slika 1 Atmosfersko pražnjenje
Visoka energija tranzijenata koja se
pojavljuje na priključcima elektronskih
uređaja je u opštem slučaju posledica
atmosferskog pražnjenja u blizini
uređaja ili poremećaja u distributivnoj
mreži za napajanje koji nastaju kao
posledica komutacionih pojava, kao
što su reagovanja zaštita usled kvara ili
prekidanja baterije kondezatora.
Atmosfersko pražnjenje može izazvati
naponske udare sa energijom od
nekoliko J (Džaula) na sledeći način
(slika 2.):
direktan udar groma
u primarna ili
sekundarna električna
kola, koji se prenosi
preko induktivne ili
kapacitivne sprege
transformatora, što
kasnije može dovesti
do uništenja elemenata
zaštite ili opreme koja
je povezana na sistem,
• indirektan udar groma,
oblak - zemlja ili
oblak - oblak, izaziva
elektromagnetno polje
koje indukuje napon u
svim provodnicima,
• struja odvoda kroz zemlju IG, koja
teče od mesta atmosferskog pražnjenja
oblak - zemlja do uzemljenja mreže,
preko zajedničke impedanse, pa
izaziva znatan potencijal između
različitih uzemljenih tačaka,
• prihvatni vod atmosferskog pražnjenja
(prihvat ili preskok), izaziva naponske
tranzijente u instalaciji objekata.
Zaštita zgrada i njihovih električnih
instalacija od atmosferskog pražnjenja
je predmet posebnih standarda. Ti
•
Slika 2 Mehanizam generisanja naponskih udara usled pojave atmosferskog
pražnjenja
Slika 3 Dijagram uticaja parametara
naponskih udara na elektronske uređaje
standardi definišu hijerarhijski
zaštitne zone unutar instalacija, ali
dopuštaju i neke nivoe pražnjenja
čak i u najdubljoj zaštitnoj zoni,
tako da je neophodno da pojedini
proizvodi (uređaji) imaju određeni
stepen imunosti na indukovane
prenapone. Međutim, ova
problematika neće biti predmet
daljeg razmatranja.
Struja kratkog spoja prema masi,
u distributivnoj mreži napajanja
električnom energijom, prouzrokuje
tranzijente čija je energija srazmerna
[169]
iznosu induktivnosti i jačini struje
(0,5 x L . I2), a uskladištena u
induktansama sistema napajanja,
može da dostigne i stotine ampera u
komercijalnim kolima, ali i veća za
neke industrijske izvore. Operacija
uključivanja kondenzatora za korekciju
faktora snage generiše oscilacije na vrlo
niskim frekvencijama (reda kHz) koje
traju nekoliko milisekundi.
2.2. Uticaj na elektronske ure|aje
Naponski udari primenjeni na
elektronske uređaje mogu izazvati
njihova oštećenja i potpunu
neispravnost ili u blažem slučaju
neregularan rad. Dijagram na slici
3. daje približno odnose između
parametara naponskih udara i njihovih
posledica na elektronske uređaje.
2.3. Za{tita elektronskih ure|aja
Zaštita elektronskih sistema od
tranzijentnih poremećaja može se
ostvariti na različite načine. Ne
postoji jedna istina ili magični lek koji
osigurava otpornost i uspeh zaštite,
ali postoji dosta validnih pristupa
koji mogu biti kombinovani da bi se
postigao cilj. I pored različitih pristupa
opasnostima koje su često nepredvidive,
neophono je postići optimum između
tehničkog cilja maksimalne zaštite i
ekonomskog cilja realne zaštite, sa
prihvatljivom cenom. Ipak, kao i u
slučaju osiguranja od nezgode, cena
izgleda velika samo pre, ali ne i posle
nezgode.
Potreba za zaštitom često postaje
očigledna tek kada se elektronski
sistem uvodi u upotrebu. Tada je teže
primeniti osnovne tehnike zaštite koje
bi bile efektivnije i ekonomičnije
da su primenjene na početku, u fazi
projektovanja.
Tehnike zaštite se mogu klasifikovati
u nekoliko kategorija na osnovu svrhe
i nivoa sistema. Za sistem kao celinu,
zaštita je najpre preventivna. Pri
projektovanju zaštite moraju se uzeti
u obzir fizičko izlaganje tranzijentima
- naročito, indirektnim efektima
atmosferskih pražnjenja koji proizilaze
iz projekta zgrade, lokacije, fizičkog
rasporeda i veze sa ostalim izvorima
smetnji - kao i takve sopstvene osetljive
karakteristike kao frekventni odziv i
nominalni napon. Sistem koji zavisi od
niskonaponskih signala, kola visoke
impedanse i nalazi se na širokom
prostoru, osetljiviji je na tranzijentne
poremećaje nego isti sistem ograničen
na jednu zgradu ili jedan razvodni
ormar.
Oklopljavanje, kratko spajanje i
uzemljenje su tri međusobno povezane
energija
metode za zaštitu kola od spoljnjih
tranzijenata.
Oklopljavanje se sastoji od zatvaranja
provodnika kola u provodni omotač,
koji teorijski poništava bilo kakvo
elektromagnetno polje unutar
omotača, odnosno, to je više slabljenje
elektromagnetnog polja nego njegovo
poništavanje.
Kratko spajanje predstavlja
obezbeđivanje veza male impedanse
između susednih metalnih delova,
kao što su ploče oklopa, kutije na
elektronskom ispitnom mestu ili šipke u
betonskoj strukturi zidanog objekta.
Uzemljenje je postupak obezbeđivanja
niske impedanse ka masi, različitim
metodama uvođenja provodnika u tlo.
Svaka od ovih tehnika ima svoja
ograničenja i svaka može nekad da bude
prenaglašena.
2.3.1. Prigu{iva~i tranzijenata
Za zaštitu električne i elektronske
opreme od tranzijenata razvijeni su
različiti uređaji. Oni se često zovu
“prigušivači tranzijenata” iako je tačnije
zvati ih “ograničavači tranzijenata”,
ili “skretači”, jer oni ne mogu stvarno
prigušiti tranzijente, nego ih pre
ograničavaju na prihvatljive nivoe ili
ih čine bezopasnim tako što ih skreću
prema masi.
Postoje dve kategorije prigušivača
tranzijenata: oni koji blokiraju
tranzijente sprečavajući njihovo
rasprostiranje prema osetljivim
kolima i oni koji skreću tranzijente
ograničavajući preostale napone. Pošto
mnogi tranzijenti potiču od strujnih
izvora, blokiranje tranzijenata ne mora
uvek biti moguće. Stoga je verovatnije
da generalnu primenu nalazi skretanje
tranzijenta. Kombinacija skretanja
i blokiranja može biti vrlo efikasan
pristup. Ovaj pristup obično ima oblik
višestepenog kola, gde prvi uređaj
skreće tranzijent prema masi, a drugi
uređaj, impedansa ili otpornost, nudi
ograničenu putanju rasprostiranja
tranzijenta, koja je prihvatljiva za signal
ili energiju i treći uređaj uspostavlja
nivo preostalog tranzijenta (slika 4.).
2.3.2. Ure|aji za uspostavljanje
nivoa napona
Ovi uređaji imaju promenljivu
impedansu, u zavisnosti od struje
koja teče kroz uređaj ili od napona
na njegovim priključcima. Ove
komponente pokazuju nelinearnu
karakteristiku, tj. Omov zakon može
biti primenjen, ali jednačina ima
promenljivu otpornost. Varijacija
impedanse je monotona i ne sadrži
prekide, nasuprot kratkospojnih uređaja
koji pokazuju akciju uključivanja. Što
se tiče naponsko - strujne karakteristike,
ove komponente su do određene mere
vremenski zavisne. Ipak za razliku od
preskoka varnice ili okidanja tiristora,
nema vremenskog kašnjenja.
Princip uspostavljanja nivoa napona
može biti postignut bilo kojim
uređajem koji poseduje ovu nelinearnu
impedansu. Dve kategorije uređaja koje
imaju isti efekat, ali rade na principu
vrlo različitih fizičkih procesa, su
prihvaćene u industriji: polikristalni
varistori i lavinske diode sa jednim
spojem.
2.3.2.1. Lavinske diode
Lavinske diode ili Zener diode su
najpre bile primenjene kao uređaji za
uspostavljanje nivoa napona, što je
prirodna posledica njihove primene
kao regulatora napona. Poboljšana
konstrukcija, specijalno namenjena za
apsorpciju tranzijenata, učinila je ove
diode vrlo efikasnim prigušivačima.
Spojevi velikog prečnika i veze male
termičke impedanse se koriste za
rešavanje važnog problema disipacije
toplote nagomilane tranzijentnim
poremećajem u maloj zapremini.
Prednost lavinske diode, obično P - N
silicijumskog spoja, je sposobnost
uspostavljanja malog nivoa napona
i skoro ravne naponsko - strujne
karakteristike na celom upotrebljivom
opsegu napona. Stoga, ove diode imaju
široku upotrebu u niskonaponskim
elektronskim kolima za zaštitu logičkih
kola koja se napajaju naponima 5
ili 15 V, na primer. Za veće napone
Slika 4 Potiskivanje naponskog udara u tri koraka
[170]
problem generisanja toplote, povezan
sa jednoslojnim spojevima, može
biti prevaziđen nagomilavanjem više
spojeva nižeg napona.
2.3.2.2. Varistor kao prigušivač
tranzijentnih prenapona
Termin varistor je izveden iz njegove
funkcije promenljivog otpornika. On
se takođe još zove i naponski zavisan
otpornik, ali taj opis ukazuje da je
napon nezavisan parametar u zaštiti od
tranzijenta. Dva vrlo različita uređaja
su uspešno razvijena kao varistori:
silicijumsko - ugljenični diskovi, koji
su korišćeni godinama u industriji
osigurača od prenapona tranzijenta i
u novije vreme, tehnologija metal oksidnih varistora .
Karakteristike metal - oksidnih
varistora zavise od procesa provođenja
na granicama između velikih zrna
oksida (tipično cink - oksid) nastalih
u pažljivo kontrolisanom procesu
sinterovanja. Fizika nelinearnog
provodnog mehanizma detaljno je
opisana u literaturi, tako da ovde neće
biti posebno tretirana.
Prilikom određivanja zaštite elektronske
opreme od tranzijenata, da bi se
odredila najefikasnija konfiguracija
prigušivača, mora se znati da li će
impulsni tranzijenti biti u normalnom
modu (između faznog i neutralnog
provodnika), ili u opštem modu
(između faznog ili neutralnog i
zaštitnog provodnika), i između kojih
provodnika (između faznog i neutralnog
najverovatnije) su najosetljivije
komponente opreme. Tek tada bi se
moglo odrediti između kojih provodnika
je najsvrsishodnije priključiti varistor.
Međutim, na ovo pitanje nema jednog
jednostavnog odgovora koji se može
primeniti, neselektivno na sve slučajeve.
Primarna funkcija varistora je da
obezbedi efekat nelinearnosti.
Električno ponašanje varistora može se
razumeti ispitivanjem ekvivalentnog
kola na slici 5. Glavni element je
varistor Rv, čija naponsko - strujna
karakteristika predstavlja savršeni
eksponencijalni zakon I = kVn. U
Slika 5 Ekvivalentno kolo varistora
energija
Slika 6 Opcije povezivanja varistora i efekat na tranzijentne prenapone zajedničkog ili normalnog moda
paralelnoj vezi sa varistorom su
kapacitivnost C i ukupni gubici koji su
prikazani u vidu otpornika Rp. Redno
sa ovom tročlanom grupom je vezana
velika otpornost cink - oksidnih zrna
Rs i induktivnost provodnika L. U
režimima rada jednosmerne struje,
značajni su samo varistor i paralelna
otpornost gubitaka, pri malim gustinama
struje, jer očigledno nijedan varistor
ne može podneti veliku energiju
nagomilanu usled jednosmernih struja
velike gustine.
U impulsnim režimima, pri velikim
gustinama struje, varistor obezbeđuje
malu impedansu za protok struje, redna
otpornost daje obrt u naponsko - strujnoj
karakteristici. Induktivnost provodnika
može povećati parazitna preopterećenja,
dok kapacitivnost može, u zavisnosti
od primene, ponuditi ili poželjnu
dodatnu putanju za brze tranzijente ili
nedozvoljeno opterećenje na visokoj
frekvenciji. Otpornost gubitaka, u ovom
slučaju je praktično bez značaja.
Skup merenja, prikazan na slici 6.
pokazuje primere različitih opcija,
upotrebom jednog, dva ili tri varistora.
Povećanje broja varistora podiže nivo
zaštite, ali i ukupne troškove. Izbor
zavisi od nivoa osetljivosti i mesta gde
se nalazi oprema koja se štiti.
Ako je samo jedan varistor dodeljen
da štiti opremu, varistorska veza
između faznog (L) i neutralnog (N)
provodnika (prvi red na slici) daje
maksimalnu zaštitu elektronskih uređaja
koji su takođe vezani između ta dva
provodnika. Ipak, naponi između
bilo faznog ili neutralnog i zaštitnog
provodnika su veliki, pa ovo naprezanje
deluje na procepe u opremi. Ovo je
dobar primer konverzije normalnog
moda tranzijenta u opšti mod.
Konfiguracija sa varistorom između
faznog (L) i zaštitnog (P) provodnika
(drugi red na slici) ne pruža dobru
zaštitu za komponente vezane između
faznog i neutralnog provodnika, pa
se ova konfiguracija koristi samo
ako postoji posebna potreba za
uspostavljanjem niskog nivoa napona
između ta dva provodnika, sa samo
jednim raspoloživim varistorom.
Poboljšana zaštita se dobija vezivanjem
varistora između faznog (L) i neutralnog
(N) provodnika (treći red na slici).
Najbolja zaštita je, naravno po jedan
varistor na svakoj poziciji (četvrti red
na slici), ali se ovo zahteva samo za
izuzetno osetljiva opterećenja.
[171]
2.4. Talasni oblik naponskog
udara
Merenja su pokazala da u većini
slučajeva naponski udari u unutrašnjim
sistemima napajanja električnom
energijom imaju oscilatorni oblik
(Ring wave). Čak i u slučaju starta
sa jednosmernim naponskim udarom
isti pobuđuje prirodnu (sopstvenu)
rezonansu sistema.
Frekvencija oscilacija može varirati
između 1 kHz i 500 kHz i može imati
različite amplitude i oblike u zavisnosti
od mesta u sistemu. Standard IEC
61000 – 4 - 12 definiše ″ring wave″ sa
karakteristikama prikazanim na slici 7.
Ovaj oblik naponskog udara je
zamišljen kao reprezent širokog opsega
uticaja elektromagnetskog okruženja
stambenih i industrijskih instalacija.
Uprkos tome, nije šire prihvaćen od
strane odbora proizvođača opreme,
koji je odgovoran za izbor osnovnih
standarda za ispitivanje, i kao rezultat
toga, ovaj standard nije šire primenjen u
procesu ispitivanja opreme.
Za kombinovani oblik impulsa i oblik
impulsa za telekomunikacione linije,
nema drugih ograničenja po pitanju
rasporeda opreme pri ispitivanju.
energija
kondenzatora od 15 μF, a između
pojedinih faza i zemlje preko otpornika
od 10 Ω i kondenzatora od 9 μF (slika
9). To znači da je najveća raspoloživa
energija iz generatora, efektivne
unutrašnje impedanse od 2 Ω, stvarno
primenjena samo između faza.
Slika 7 Oscilatorni oblik naponsko udara ″ring wave″ u skladu sa IEC 61000 – 4 - 12
2.5. Standard
Standard IEC/EN 61000 – 4 - 5,
kao osnovni standard, propisuje
kombinovani naponsko - strujni impuls
(1.2/50μs naponski i 8/20μs strujni)
koji su prikazani na slici 8. Standard
se poziva na ITU K.17 koji definiše
naponski impuls oblika 10/700μs,
primenljiv na telekomunikacione
priključke.
2.7. Rezultati ispitivanja
Ispitivanje je izvršeno prema
kriterijumima datim u standardu IEC
CISPR 24:1997 (odeljak 8, tabela 4 pod
4.4, kriterijum B) i prema metodologiji
definisanoj u standardu IEC/EN 61000
– 4 - 5.
Ispitivanje je izvršeno na printeru SRP
- 270DF u radnom stanju, priključenom
na mrežni napon napajanja 220V, 50Hz.
Izvršene su dve vrste ispitivanja:
a. Ispitivanje imunosti printera na
naponske impulse dovedene između
faznog i nultog provodnika kabla
za napajanje, sa po 5 pozitivnih
i 5 negativnih impulsa za svaku
kombinaciju ispitivanja, ukupno 10,
impulsima amplitude 1.0 kV.
b. Ispitivanje imunosti printera na
naponske impulse dovedene između
faznog (odnosno nultog) provodnika
Kako su oblici impulsa specificirani
kao naponski i strujni, moraju se
kalibrisati za oba slučaja: otvoreno kolo
i kratkospojeno kolo.
2.6. Bezbednost i sprezanje
generatora naponskog udara sa
ispitivanom opremom
Naponski udari sadrže visoku energiju,
jer amplitude napona iznose i do 4 kV, a
Slika 8 Oblik kombinovanog impulsa naponskog udara: a) naponski, b) strujni impuls
b)
a)
Generator naponskih udara koji definiše
standard IEC/EN 61000 – 4 – 5 ima
kombinaciju strujnog i naponskog
impulsa specificiranog oblika, jer će
zaštitni elementi u uređajima koji
se ispituju, (ako su prisutni, nastupa
preskok ili njihov proboj), izvršiti
prebacivanje sa visoke na nisku
impedansu rada. Stoga će jedan deo
naponskog impulsa biti raspodeljen
preko visoke impedanse a jedan deo
preko niske impedanse. Veličine
elemenata generatorskog kola su
definisane tako da generator isporučuje
naponski impuls oblika 1.2/50μs preko
visokoomskog opterećenja (veće od
100 Ω), a strujni impuls oblika 8/20μs u
kratkospojeno kolo (slika 8).
amplitude struje
do 2 kA, što
zahteva obavezne
mere zaštite
rukovaoca pri
ispitivanju.
Za sprezanje
(сoupling)
kombinovanog
oblika impulsa
(naponski udar)
na liniju mrežnog
napajanja,
generator se
direktno spaja
između pojedinih
faza preko
[172]
Slika 9 Način sprezanja generatora naponskih udara sa
linijom napajanja ispitivane opreme
energija
kabla za napajanje printera prema
masi (prema metalnoj foliji kojom
je bio omotan deo dna kućišta
printera). Izvršena su ispitivanja
sa po 5 pozitivnih i 5 negativnih
impulsa, za svaku kombinaciju
ispitivanja, ukupno 10, impulsima
amplitude 2.0 kV.
U toku i nakon ovog ispitivanja,
radne funkcije printera su ostale
nepromenjene. Takođe, nisu zapažene
promene u sadržaju memorije printera.
3. Zaklju~ak
Izvori tranzijentnih poremećaja, izuzev
elektrostatičkih, obično nisu u blizini
ugroženih elektronskih uređaja i
njihova energija se najčešće prenosi u
elektronska kola preko kablovskih veza.
Tranzijenti usled udara groma mogu da
nanesu štetu kao i direktni završetak
udara, indukcija, ili
razlike u potencijalu zemlje izazvane
protokom struje u zemlju.
Najbolja zaštita bila bi postavljanje
uređaja koji štite od tranzijenta, na
svaku liniju. Međutim, ovo rešenje
zahteva pažljivo projektovanje, tako da
ne dolazi do degradacije signala i da
preostali tranzijenti ne mogu da prođu.
Ispitivanje imunosti obuhvata primenu
višestrukih naponskih impulsa
definisanog oblika i nivoa na svaki
relevantni kablovski priključak, na
specificiran i ponovljiv način.
U svetu je prisutan trend porasta
zahteva za ispitivanje imunosti uređaja
na uticaje tranzijentnih poremećaja u
mreži za napajanje i ova ispitivanja
imaju primenu pri ispitivanju
širokog spektra proizvoda, kao što
su uređaji informacione tehnologije,
telekomunikacioni uređaji, komercijalni
i industrijski proizvodi, motorna vozila i
njihove komponente.
S obzirom da se radi o veoma
kompleksnoj oblasti, pre svega zbog
pojava visokonaponskih impulsa
ekstremno kratkog trajanja, uz veliku
strminu čela i visoku frekvenciju
ponavljanja, nedovoljno poznavanje
pojava, ispitivane opreme i ispitne
opreme može izazvati oštećenja i jedne
i druge opreme, kao i nemogućnost
tumačenja rezultata ispitivanja i
ocenjivanja.
Očigledno je da ova ispitivanja nisu
rutinska pa se stoga u mnogim stručnim
člancima iz ove oblasti potencira
stručnost i iskustvo ispitivača.
7. Literatura
[1]. Francois Martzloff (2004), ″
The protection of computer
and electronic system Against
Power Supply and data lines
Disturbances″, General Electric
Company, NY
[2]. Schaffner, ″Transient Immunity
Testing a handy guide Schaffner″,
www. Schaffner.com
[3]. IEC 61000-4-5 (2001),
″Electromagnetic compatibility
(EMC) – Part 4-5: Testing and
measurement techniques – Surge
immunity test″, International
Electrotechnical Commission
[4]. John De Dad (2006), ″ Looking For
Sources of Transient Overvoltages″,
www.ecmweb.com
[5]. JUS IEC 50 (1997), ″Međunarodni
elektrotehnički rečnik –
Poglavlje 161: Elektromagnetska
kompatibilnost″, JSZ
[6]. IEC CISPR 22 (2003), ″Information
technology equipment – Radio
disturbance characteristics – Limits
and method of measurement″,
International Electrotechnical
Commission
[173]
energija
ISPITIVAWE I RE[AVAWE PROBLEMA VI[IH HARMONIKA U
NISKONAPONSKOJ MRE@I – DEO 1 (TEHNIKA FAZNOG POMERAWA I
ELIMINATORI STRUJE NEUTRALNOG PROVODNIKA)
Goran \uki}, Elektrotehni~ki fakultet u Beogradu
UDC: 621.316.1 : 621.94.004
UVOD
Vi{i harmonici su sinusoidalne komponente periodi~nih naponskih i/ili strujnih talasa,
~ija je frekvencija jednaka celobrojnom multiplu osnovne frekvencije sistema. Pojam
harmonik poti~e iz akustike gde ozna~ava vibracije ìce ili vazdu{nog stuba na frekvenciji
koja je celobrojni multipl osnovne frekvencije. Na sli~an na~in se harmonici defini{u i u
elektrotehnici, kao periodi~ne oscilacije, prisutne u kompleksnoj periodi~noj funkciji,
~ije su frekvencije celobrojni umnoàk osnovne frekvencije funkcije. Harmonici se
pojavquju kao posledica prisustva nelinearnih impedansi i elektronskih prekida~kih
elemenata u sistemu, koji kada su prikqu~eni na mreù osnovne frekvencije generi{u {irok
spektar harmonika. Zbog prisustva vi{ih harmonika javqa se izobli~enost talasnog oblika
struje i napona, {to direktno pogor{ava kvalitet elektri~ne energije.
Kqu~ne re~i: niskonaponska mreà, vi{i harmonici, fazno pomerawe, eliminator i
kombinovani eliminator struje neutralnog provodnika, Harmony-1, Harmony-2, Drive
Tamer, filtar nulte komponente, eliminatori vi{ih harmonika
1.VI[I HARMONICI U MRE@I ELEKTRI^NIH INSTALACIJA NAPONA
220 / 380V
Dekompozicija (razlagawe) izobli~enog oblika talasa na pojedina~ne harmonijske komponente
naziva se harmonijska analiza. Harmonijska analiza datog signala se moè izvesti pomo}u
konvencionalnog analizatora spektra ili kori{}ewem specijalnog matemati~kog alataFurijeove transformacije. Kada je poznat harmonijski spektar, pristupa se identifikaciji
uzroka i na kraju proceni re{avawa problema. Model kako se harmonici raspore|uju u spektru
~esto se naziva harmonijski potpis. Na primer, harmonijski potpis, tipi~an za distributivnu
mreù gde trofazni ispravqa~i ~ine masu nelinearnih optere}ewa, odre|uju se iz formule:
h
NP 1, N
gde je: h - red harmonika, P - impulsni broj
1, 2, 3, 4, . . .
P
6 , 12, 18, 24 koji karakteri{e vezu
ispravqa~a, odnosno, to je karakteristika ispravqa~a izraèna kao ukupni broj sukcesivnih
komutacija tokom jedne periode. Naj~e{}e zastupqeni ispravqa~i u elektroenergetskoj mreì
su sa impulsnim brojem P 6 i P 12.
Za P 6 karakteristi~ni harmonici su:
h
a za P
5, 7 , 11, 13, 17 , 19, 23, 25, . . .
12 :
h 11, 13, 23, 25, 35, 37 , 47 , 49, . . .
Sve {ira upotreba nelinearnih elektri~nih prijemnika kao {to su ra~unari, monitori,
laserski {tampa~i, elektromotorni pogoni promenqive brzine, UPS sistemi, i drugi
elektronski ure|aji, dovela je do toga da su danas harmonici jedna od va`nijih briga elektri~ne
industrije. Zastareli distributivni sistemi, projektovani prevashodno za optere}ewa
linearnog tipa, nisu vi{e pogodni za snabdevawe nelinearnih potro{a~a, naro~ito ne onih
koji u velikoj meri generi{u vi{e harmonike. Neki od naj~e{}ih, ovim prouzrokovanih
problema, zajedni~kih za ve}inu distributivnih sistema, su:
• preoptere}ewe neutralnog provodnika
• prekomerno zagrevawe distributivnih transformatora
[174]
energija
• veliki napon izme|u neutralnog provodnika i zemqe
• lo{ faktor snage
• poreme}aj napona kojim se napajaju ovi nelinearni prijemnici.
Problemi u kvalitetu elektri~ne energije, naro~ito oni povezani sa visokim totalnim
harmonijskim izobli~ewem ( VTHD ), uzrokuju privremene ispade opreme usled gre{aka i
kvarova pojedinih komponenti. Prvi odgovor elektri~ne industrije, na probleme nastale usled
harmonika, bio je udvostru~ewe preseka neutralnih provodnika i zamena standardnih
distributivnih transformatora K-faktor transformatorima. Jedan od glavnih razloga
prekomernog zagrevawa transformatora je {to struje bogate harmonicima drasti~no
pove}avaju gubitke usled vihornih struja, odnosno:
PEC
PEC1
hmax .
I h2 h 2
h 1
,
gde su: PEC –totalni gubici usled vihornih struja (Eddy Current); PEC1 –gubici usled vihornih
struja kada postoji samo fundamentalni harmonik (linearno optere}ewe); I h –RMS struje
pojedina~nog harmonika h, izraèna u per unit sistemu u odnosu na RMS struje osnovnog
harmonika; h–red harmonika.
Ovo je nateralo inèwere da projektuju robusnije transformatore koji mogu da izdrè dodatne
gubitke nastale usled harmonika. U ciqu standardizacije, usvojeno je klasifikovawe
transformatora prema K-faktoru. K-faktor odraàva pove}awe gubitaka usled vihornih
struja i defini{e se kao:
K
hmax .
I h2 h 2 .
h 1
K-transformatori mogu raditi pod punim optere}ewem, kada napajaju nelinearne potro{a~e sa
K-faktorom ne ve}im od K-faktora transformatora. Standardne vrednosti K-faktora su: 4, 9,
13, 20, 30, 40 i 50. Iako je potez uvo|ewa K-faktora pomogao prevazilaèwu problema
prekomernog zagrevawa, nije ni{ta u~iweno u pogledu re{avawa drugih problema vezanih za
kvalitet elektri~ne energije. U tabeli 1 je, na jednom primeru, prikazana klasifikacija prema
K-faktoru, kao i koliko harmonici uti~u na totalno harmonijsko izobli~ewe i faktor snage.
U dowem delu tabele je prikazana efikasnost nekog transformatora koji napaja nelinerano
optere}ewe sa odre|enim K-faktorom. Veli~ine u tabeli 1 imaju slede}e zna~ewe:
ITHD
I 22
I 32 ... I h2
100% - totalno harmonijsko izobli~ewe, PF
I1
1
2
1 ITHD
-
faktor snage,
I h –RMS harmonika h, izreèna u p.u. sistemu u odnosu na RMS I 1 .
Problem pojave vi{ih harmonika struje u mreì elektri~nih instalacija napona 220 / 380V
uo~en je sredinom osamdesetih godina pro{log veka. Veli~ina zgrada, kao i veliki broj ure|aja
za obradu podataka, stvorili su prili~no velike probleme za koje se re{ewa tada nisu lako
mogla na}i. Danas, postoje brojna re{ewa za ovu pojavu, kako u fazi otkrivawa vi{ih strujnih
harmonika u postoje}oj instalaciji, tako i u fazi pronalaèwa re{ewa za wihovo
eliminisawe. Tipi~ni predstavnici opreme, koja se sa aspekta harmonijske analize pona{a kao
generator struja vi{ih harmonika, su: ure|aji za obradu podataka, UPS sistemi, kancelarijske
ma{ine (laserski {tampa~i, fotokopir ma{ine, itd.), prigu{nice elektri~nog osvetqewa i
drugi. Uze}emo kao primer personalni ra~unar i wegove periferijske ure|aje kako bi pokazali
na~in na koji oni uti~u na elektri~nu mreù instalacija na koju su prikqu~eni. Personalni
ra~unari se ~esto smatraju najproblemati~nijim zbog mogu}nosti wihovog lakog preno{ewa i
[175]
energija
zbog toga {to se mala i nikakva kontrola ne moè vr{iti nad wihovom ta~kom veze sa
elektri~nom mreòm. Oni se napajaju preko stati~kih energetskih pretvara~a, ~iji je
matemati~ki model nelinearan i kao posledica toga pojavquju se vi{i strujni harmonici.
Prekida~ki mod, preko koga se vr{i napajawe se sastoji od ~etvorodiodnog mosta, koji
proizvodi ~etvoroimpulsne harmonijske potpise kojima dominiraju tripleni harmonici ( 3 }i, 9 -ti, 15 -ti, ...) kao i neparni harmonici ( 5 -ti, 7 -mi, 11 -ti, ...). Ponekad se javqaju i
parni harmonici vi{eg reda.
Harmonik
%Fund. RMS I 2 h 2
(%)
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
100% 100% 1.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
0%
0% 0.00
I(THD)
I(RMS)
Faktor
snage
K-Faktor
kVA
kW
Gubici
(W)
Efikasnost
0%
100%
%Fund. RMS I 2 h 2
(%)
0
1.00
100%
35%
21%
12%
9%
3%
2%
1%
1%
1%
0%
92%
32%
19%
11%
8%
3%
2%
1%
1%
0%
0%
44%
109%
40%
0.84
0.93
0.93
0.59
0.55
0.09
0.06
0.02
0.01
0.01
0.00
0.92
1
%Fund. RMS I 2 h 2
(%)
100%
70%
35%
20%
15%
10%
7%
3%
2%
1%
0%
77%
54%
27%
15%
12%
8%
5%
2%
2%
1%
0%
83%
130%
64%
0.59
2.61
1.81
1.16
1.08
0.72
0.49
0.12
0.07
0.02
0.00
0.77
4
%Fund. RMS I 2 h 2
(%)
100%
90%
55%
35%
20%
15%
10%
6%
4%
2%
1%
66%
59%
36%
23%
13%
10%
7%
4%
3%
1%
1%
115%
152%
75%
0.43
3.15
3.27
2.59
1.40
1.18
0.73
0.35
0.20
0.06
0.02
0.66
9
13
74,099 66%
74,098
80,851 72%
74,098
96,365 86%
74,098
112,698 100%
74,098
3,559
4,468
6,648
8,958
96.3%
95.4%
93.1%
92.0%
Tabela 1. K-faktor kao pokazateq stepena nelinearnosti optere}ewa
Tripleni harmonici ( 3 -}i, 9 -ti, 15 -ti, ... ), koji se nazivaju harmonici nulte komponente, su
za nas od posebnog interesa i to kod ~etvoroì~nih i petoì~nih trofaznih instalacija.
Su{tina problema je ilustrovana na slici 1. Dok su uravnoteène struje frekvencije 50 Hz se
poni{tavaju u zvezdi{tu i nijedna struja se ne vra}a preko neutralnog provodnika, to ne vaì
za struje tre}eg harmonika koje se aritmeti~ki sabiraju i mogu biti ve}e od osnovnog
harmonika fazne struje. Vrednost struje tre}eg harmonika u neutralnom provodniku moè
dosti}i ~ak 273% fazne struje pa posledice po opremu mogu biti kobne. Zabeleèni su brojni
slu~ajevi izbijawa poàra i o{te}ewa opreme kao rezultat tako ozbiqnog preoptere}ewa,
posebno zbog toga {to se eventualna za{tita od preoptere}ewa montira samo na fazne
provodnike koji u opisanom reìmu nisu preoptere}eni. Na slici 2 prikazan je jo{ jedan
primer harmonijskog spektra struje jedne faze, a na slici 3 harmonijski spektar struje
neutralnog provodnika, trofazne ~etvoroì~ne instalacije, koji su nastali kao posledica
prikqu~enih energetskih pretvara~a na mreù. Efektivna vrednost sruje faznog provodnika je
106 A , a neutralnog provodnika je 152 A , {to je velika vrednost.
[176]
energija
Napon
St r uja
F aza A
F aza B
F aza C
Neut r al ni
pr ovodni k
120o
240o
360o
120o
240o
360o
St r uja neut r al nog pr ovodni ka = 3 x f azna st r uja
Slika 1. Talasni oblici napona i struje na vodu kojim se napaja potro{wa tipa personalnih
ra~unara
Tako|e, predominantna frekvencija neutralnog provodnika nije 50 Hz , ve} 150 Hz . Pored
preoptere}ewa neutralnog provodnika i wegovog ekstremnog zagrevawa posledice postojawa
vi{ih harmonika su i:
- pregrejani transformatori (u ekstremnim slu~ajevima se mogu i zapaliti),
- veliki napon izme|u neutralnog provodnika i zemqe (u daqem tekstu napon
neutralnog provodnika),
- neo~ekivani kvarovi na delovima elektri~ne instalacije,
- krajwi korisnici opreme imaju problema sa povremenim ″ispadom″ opreme,
gubitkom podataka kod programabilnih ure|aja, nasumi~nim gre{kama,
nepredvidivim pona{awem, ubrzanim starewem i trajnim kvarovima elektronske i
komunikacione opreme.
2.OTKRIVAWE I MEREWE VI[IH HARMONIKA
Za re{avawe problema vezanih za postojawe vi{ih harmonika potrebno je poznavati kompletnu
{emu elektri~nih instalacija i svih wenih komponenti, kao i mesto i vreme nastanka
odre|enog kvara. Uvek treba proveriti slede}e:
- koji transformatori napajaju oblasti sa najve}om koncentracijom elektronskih
potro{a~a,
- duga~ke vodove koji napajaju lokalne razvodne table 220 / 380V ,
- lokalne razvodne table koje napajaju odre|ena podru~ja sa velikim brojem ra~unara
i ostale elektronske opreme,
- mesta gde je pomo}u kondenzatora izvr{ena kompenzacija reaktivne snage,
- podru~ja napajawa UPS sistemom,
- temperature pojedinih transformatora,
- pogone sa promenqivom brzinom rada.
Kako je ekstremno pregrevawe najbitnija posledica postojawa vi{ih strujnih harmonika,
provera kablova je isto tako korisna kao i provera transformatora i razvodnih mesta.
Kompletan nadzor svih instalacija je ~esto skup poduhvat, pa se treba usredsrediti na
postoje}e zone u kojima moè biti problema, ili na zone gde su problemi verovatni zbog velike
gustine elektronske opreme. Ovakav pristup je tako|e efikasan.
Mernu opremu potrebnu za otkrivawe postojawa vi{ih harmonika ~ine:
- instrumenti za merewe stvarne efektivne vrednosti elektri~nih vele~ina,
- mnogi univerzalni instrumenti koji se danas koriste mere sredwu vrednost
elektri~ne veli~ine i nisu ta~ni u harmonijskom okruèwu,
[177]
energija
-
harmonijski analizator; ovaj instrument je obavezan za kompletno predstavqawe
stawa harmonika. On daje stvaran talasni oblik i harmonijski spektar napona
i/ili struje, a to su informacije koje su potrebne za analizu i tretman problema,
infracrvena kamera i drugi pomo}ni ure|aji.
-
F azna st r uja [A]
150
100
50
0
1
3
5
7
9
Red har moni ka
11
13
15
Slika 2. Harmonijski spektar fazne struje u instalaciji sa prikqu~enim energetskim
St r uja neut r al nog pr ovodni ka [A]
pretvara~ima
150
100
50
0
1
3
5
7
9
Red har moni ka
11
13
15
Slika 3. Harmonijski spektar struje neutralnog provodnika u instalaciji sa prikqu~enim
energetskim pretvara~ima
Mere se fazna struja i napon, struja i napon neutralnog provodnika, snimaju se naponski i
strujni harmonici, a faza sa najve}im sadràjem vi{ih harmonika, uzima se kao polazna u
re{avawu problema. Merewa se obavqaju na slede}im mestima:
- lokalne razvodne table 220 / 380V ,
- distributivni transformatori (meri se na sekundarnoj strani),
- kapacitivne grupe (proveriti da li je prekora~ena nominalna struja, da li postoje
tople ta~ke ili se ku}i{te deformisalo),
- sabirnice sa kojih se napajaju pogoni sa promenqivom brzinom rada,
[178]
energija
-
sabirnice sa kojih se napaja distributivni transformator.
Brza provera postojawa vi{ih harmonika moè se uraditi i bez harmonijskog analizatora.
Potrebna su dva razli~ita tipa instrumenta: instrument za merewe stvarne efektivne
vredosti i instrument za merewe sredwe vredosti. Ovaj metod se koristi samo za merewe fazne
struje. Ideja je slede}a: instrument za merewe stvarne efektivne vredosti ta~no meri
efektivnu vrednost izobli~enog talasa (npr. kada su prisutni harmonici) dok instrument za
merewe sredwe vrednosti to ne moè da izmeri. U zavisnosti od talasnog oblika moè se javiti
gre{ka ve}u od 25% . Oba instrumenta se povezuju na istu fazu i o~itane vrednosti se
upore|uju. Ako je talasni oblik blizu ″~iste″ sinusoide oba instrumenta }e pokazivati
pribli`no iste vrednosti. Me|utim, ako se pojavi zna~ajna razlika u o~itanim vrednostima
ova dva instrumenta, zna~i da verovatno ima harmonika. Naravno za ta~an prikaz postojawa
vi{ih harmonika ipak je potreban harmonijski analizator. Pomo}u jedne empirijske formule,
koju je predloìla CBEMA (Computer and Business Equipment Manufactures Associations) iz
Sjediwenih Ameri~kih Dràva, korisnicima je data mogu}nost procene optere}ewa
transformatora kada transformator napaja nelinearna optere}ewa. Ta formula je:
1.414
фактор смањења =
ефективна вредност струје
.
вредност пика струје ( максимална вредност)
Kada transformator napaja kompjutere i drugu elektronsku opremu, tipi~na vrednost faktora
smawewa se kre}e od 0.5 do 0.7 , {to zna~i, da bi transformator morao biti optere}en sa
najvi{e 50% do 70% wegove nominalne vrednosti da se ne bi o{tetio i ubrzano stario.
3.ELIMINISAWE VI[IH STRUJNIH HARMONIKA
Ako se posle merewa utvrdi da vi{i harmonici prevazilaze granice tolerancije definisanih
standardima o kvalitetu elektri~ne energije, potrebno je preduzeti odgovaraju}e za{titne
mere. Postoje mnogi ure|aji koji uspe{no re{avaju ove probleme.
3.1.Eliminisawe trostrukih strujnih harmonika
Trostruki harmonici (3-}i, 9-ti, 15-ti,...) se jo{ nazivaju i harmonici nulte komponente i za nas
su od posebnog interesa kod ~etvoroì~nih i petoì~nih trofaznih instalacija.
Uravnoteène struje osnovne frekvencije 50Hz se poni{tavaju u zvezdi{tu i nema struje koja
se vra}a putem neutralnog provodnika, dok su struje trostrukih harmonika u fazi i
aritmeti~ki se sabiraju. Struja neutralnog provodnika, nastala usled trostrukih harmonika,
tada moè biti ve}a od 50Hz-ne fazne struje, pa ~ak moè dosti}i i 273% wene vrednosti.
Posledice po ure|aje i opremu su veoma lo{e, posebno zato jer se eventualna za{tita od
preoptere}ewa montira samo na fazne provodnike, koji u ovakvom reìmu rada nisu
preoptere}eni. Kao rezultat tako ozbiqnog preoptere}ewa, zabeleèni su mnogi slu~ajevi
izbijawa poàra i o{te}ewa opreme. Za opis re{ewa problema nultih struja, koristi se
teorija simetri~nih komponenti.
Simetri~ne komponente predstavqaju analiti~ki alat koji se koristi za prou~avawe
nesimetri~nih reìma u trofaznim sistemima. Nesimetri~ni trofazni sistem fazora mogu}e
je razloìti na dva trofazna, simetri~na sistema fazora, sa suprotnim faznim redosledima i
jedan monofazni sistem fazora (slika 4). Ova tri sistema se nazivaju: direktni komponentni
sistem, inverzni komponentni sistem i nulti komponentni sistem. Direktni komponentni
sistem se koristi za re{avawe simetri~nih reìma kao {to su uravnoteèna trofazna
potro{wa ili trofazni kvarovi. Tada se u obzir uzimaju samo impedanse direktnog sistema.
Pri faznim neuravnoteènostima ili kvarovima bez zemqospoja, koriste se direktni i
inverzni komponentni sistem. Jednofazni i dvofazni kratak spoj sa zemqom ili neutralnim
provodnikom, se re{ava kori{}ewem sva tri komponentna sistema.
[179]
energija
Slika 4. Sim
metri~ne kom
mponente
Na sllici 5 je priikazan princcip rada transformatoraa koji ima cik-cak namottaj tj. namotaj
spregnut u slomqenu zvezdu. Na
N zajedni~kkom jezgru se nalaze tri namotaja. Svvaki od wih je
j
podeq
qen u dva jednnaka polunam
motaja koji suu motani u suuprotnim smeerovima. Po{
{to su fazorri
nultiih struja (A0, B0 i C0) uvek u fazi, flukksevi proizveedeni u razli~~itim polunaamotajima kojji
se nallaze na istom
m stubu, }e se poni{titi.
p
K
Kako
su flukssevi nultog redosleda ponni{teni, nultta
impeddansa postajee veoma nisska. Zato se ovakva veza ~esto korristi u fillterima nultte
kompoonente strujee, jer niska nuulta impedanssa “privla~i”” struje nultoog redosleda,, ~ime se nultti
provoodnik rasteree}uje. Ovaj na~in poni{ttavawa harmoonika nulte komponente
k
s
struje
je veom
ma
dobarr, jer se struuje trostrukiih harmonikaa poni{tavajuu na sekundarrnoj strani, ne optere}ujju
bespootrebno primarni namotaj transformattora i ne {irre se daqe u mreù.
m
3.2.Elliminisawe vi{ih
v
strujniih harmonikaa tehnikom faznog
fa
pomeraawa
Faznoo pomerawe jee veoma efikkasan metod zaa poni{tavaw
we vi{ih strrujnih harmonnika (pre svegga
petogg, sedmog, jedaanaestog i trrinaestog strrujnog harmonnika). Ova teehnika koristti jedan izvoor
harmoonika da bii se poni{ttio drugi izzvor istih harmonika,
h
p
pomo}u
faznnog pomeraw
wa
$
odgovvaraju}e struuje harmoniika za 180
0 (suprotann smer). Too se posti`
è primenoom
transsformatora sa
s razli~itiim faznim pomerajem izm
me|u primara i sekundarra. Tehnika je
j
prostta i generaalno se mo`
è primenitti kada se koriste trransformatorri razli~itte
konfiiguracije. Ovvde }e na jeddnom primeruu biti predsttavqen na~inn poni{tavawa 5-og i 7-oog
harmoonika. Na sllici 6 su prrikazana dva transformaatora (TX-A i TX-B) ~ijji su primarri
povezzani na iste sabirnice. Radi upro{}}ewa, pretpoostavi}emo da
d su naponii i struje obba
opterre}ewa u fazii, kao i da suu struje na prrimarnoj straani oba trannsformatora u fazi i da se
s
sabirraju. Transfoormator TX-A
A nema faznii pomeraj izm
me|u primara i sekundarra, a TX-B im
ma
faznii pomeraj od 30 o , {to znna~i da naponn i struja na sekundaru ovvog transforrmatora faznno
kasnee za primarniim veli~inam
ma za 30 o . Ovo
O pomerawee ni na koji na~in ne utii~e na napon i
strujuu fundamentaalne u~estanoosti (1. harmoonik), na prim
marnoj stranii. Postoji vezza izme|u redda
harmoonika i simettri~nih kompponenti naponna i struje, {to
{ znači da svakom
s
harmooniku odgovarra
direkktni, inverzni ili nulti redosled
r
(tabela 2).
R
Red
1
7
8
9
10
111
3
4
5
6
harm
monika
(f
fund.) 2
Kompponentni
d
i
o
d
i
o
d
i
o
d
i
siistem
Tabela
Ta
2. Veza izme|u reda harmonika
h
i komponentni
k
ih sistema
12
itdd.
o
itdd.
Na sllici 7 je prikkazan uticaj faznog
f
pomerrawa na struje 5-og i 7-og harmonika. Posmatra}em
P
o,
za sadda, samo pona{
{awe struja 7-og
7 harmonikka. Po{to transformatorr TX-A nema fazni
f
pomeraaj,
strujaa 7-og harmonnika na primaaru ( I7 AP ) je,, kao i strujaa osnovnog harrmonika, u fazi
f
sa strujoom
[180]
energija
istog harmonika na sekundaru ( I7 AS ). Trransformatorr TX-B ima fazni pomeeraj, pa napoon
sekunndara V1 BS faazno kasni za naponom prim
mara V1 BP za 30 o .
Slikka 5. Principp rada transf
formatora sa spregom sloomqena zvezdaa
Slika
S
6. Utiicaj faznog poomerawa na veeli~ine osnoovne u~estanoosti
[181]
energija
Fazno pomerawe napona V1 BS prouzrokuje da se struja 7-og harmonika na sekundaru I7 BS fazno
pomeri za 210 o . Po{to je struja 7-og harmonika direktnog redosleda (tabela 24), I7 BS mora
fazno da kasni za I7 BP . Zakqu~ujemo da je struja 7-og harmonika na primaru TX-B
transformatora ( I7 BP ) fazno pomerena za 180 o u odnosu na struju I7 AP tj. one su suprotnog
smera. S’ obzirom da su optere}ewa PPA i PPB sli~na, struje I7 AP i I7 BP su pribli`no
jednake, pa se oduzimaju na zajedni~kim sabirnicama. Na ovaj na~in se poni{tavaju struje 7-og
harmonika i spre~ava wihovo daqe {irewe u mreù. Istom analizom, zakqu~ujemo da }e do}i i
do poni{tavawa struja 5-og harmonika, sa razlikom {to je 5-ti harmonik inverznog redosleda (
I 5 BS fazno predwa~i u odnosu na I 5 BP ). Tehnikom faznog pomerawa od 30 o , poni{tavaju se i
strujni harmonici 17-og i 19-og reda.
Slika 7. Poni{tavawe 5-og i 7-og strujnog harmonika pomo}u tehnike faznog pomerawa
Na sli~an na~in, upotrebom transformatora sa faznim pomerawem od 15o , poni{tavaju se 11ti i 13-ti strujni harmonik.
[182]
energija
3.3.Eliminator struje neutralnog provodnika-NCE
Ure|aji iz Eliminator serije re{avaju 5 najbitnijih problema nastalih usled pojave
harmonika u mreì i to:
• rastere}ewe neutralnih provodnika,
• smawewe gubitaka i sniàvawe radnih temperatura distributivnih transformatora,
• smawewe naponskih poreme}aja,
• smawewe napona izme|u neutralnog provodnika i zemqe,
• poboq{awe faktora snage.
Glavne karakteristike eliminatora struje neutralnog provodnika NCE:
- elimini{e veliku struju neutralnog provodnika,
- elimini{e struju tre}eg harmonika,
- uravnoteàva trofazni sistem,
- promenqiva impedansa dopu{ta kontrolu struje neutralnog provodnika,
- vezuje se paralelno na trofazni sistem.
5-t i i 7-mi har moni k
F aza A
F aza B
3-’} i har moni k
F aza C
Neut r al ni
pr ovodni k
st r uja
neut r al nog
pr ovodni ka
3-} i , 5-t i i 7-mi
har moni k i z
pot r o{ a~a
Ka t r ansf or mat or u (napajawe)
Eliminator struje neutralnog provodnika–NCE (Neutral Current Eliminator) je ure|aj koji u
osnovi sadrì cik-cak prigu{nicu i ~iji se rad zasniva na zakonima elektromagnetike.
Predstavqa filter nulte komponente koji iz neutralnog provodnika uklawa 3-}i i 9-ti strujni
harmonik kao i ostale struje nultog redosleda. U sistemu se vezuje paralelno. NCE se prema
struji neutralnog provodnika pona{a kao alternativna grana veoma niske impedanse, kroz koju
se ova struja vra}a ka faznim provodnicima. Razlog tome je {to su namoti NCE projektovani
tako da poni{tavaju fluks stvoren “uhva}enom” neutralnom strujom. To je ure|aj koji je
optimalno napravqen za eliminisawe svih struja nulte komponente koje proti~u kroz sistem,
bez obzira na frekvenciju. Povezivawe NCE-a je prikazano na slici 8.
NCE
Slika 8. Povezivawe eliminatora struje neutralnog provodnika-NCE
Struje nulte komponente koje dolaze iz potro{a~a se poni{tavaju u NCE. Fazne struje sa
strane napajawa (struje kroz fazne provodnike) (sa leve strane NCE ure|aja na slici 8) su
dobrim delom izbalansirane, a neutralna struja je znatno smawena. Na slici 3 je prikazan
talasni oblik struje neutralnog provodnika bez NCE ure|aja (struja je tada 153 A ) i sa
instalisanim NCE ure|ajem (struja je 30 A ). Na slici 10 prikazan je na~in primene
eliminatora struje neutralnog provodnika.
Napon neutralnog provodnika, naponski poreme}aji i gubici u distributivnom
transformatoru su znatno smaweni jer kroz neutralni provodnik, izme|u transformatora i
NCE, teku samo mali preostali delovi nulte komponente struje. Zbog toga, vi{e nije potrebno
postavqati neutralni provodnik ve}eg preseka izme|u distributivnog transformatora i NCE.
[183]
energija
Slika 9. Talaasni oblici struja
s
neutrralnog provoddnika sa i bezz eliminatorra struje
neutralnoog provodnika-NCE
Slika
ka 10. Na~in prrimene elimiinatora struuje neutralnog provodnikka
Zakqu~ujemo da NCE
N
ima boq
qe radne karaakteristike ako je installiran bliè potro{a~im
ma
nego transformat
t
oru, jer se tim
me smawuje ciirkulacija nuulte struje.
s
opciju. To jee promenqiva impedansa – FAI (Fieeld Adjustablle
NCE ima jednu specijalnu
Impeddance). Ova tehnologija
t
see {iroko priimewuje pri ograni~avaq
qu struje nultte komponente,
kod filtera
f
i cikk-cak (slomqeena zvezda) koonfiguracijaa. Razvojem ellektroenergeetskog sistema,
[184]
energija
sa porastom broja potro{a~a, pove}ava}e se i broj izvora struje nulte komponente, a samim tim
i struja neutralnog provodnika koja moè postati velika i za filtere i ure|aje predvi|ene da
tu struju elimini{u. Po{to se NCE instalira u paralelnoj vezi, on se moè dimenzionisati
tako da odgovara trenutnom stawu sistema i da obezbe|uje optimalnu kontrolu struje
neutralnog provodnika. Ovo je preporu~qivo, jer je pode{avawe ure|aja pod punim
optere}ewem ~esto neprakti~no.
Najva`nije koristi od ugradwe NCE su:
-
nema vi{e problema sa velikom strujom neutralnog provodnika,
hladniji transformatori i kablovi,
smawen je napon neutralnog provodnika.
NCE ima jedinstvenu osobinu–promenqiva impedansa. Ova tehnologija je {iroko primenqiva
pri ograni~avawu struje nulte komponente kod filtera i cik-cak konfiguracija. Filtri nulte
komponente ″privla~e″ neutralnu struju ne samo potro{a~a nego i izvora elektri~ne energije.
U budu}nosti, sa porastom broja potro{a~a pove}a}e se i broj izvora struje nulte komponente
pa samim tim }e se pove}ati struja neutralnog provodnika koja moè da preoptereti i
neutralni provodnik i ure|aj koji elimini{e struju neutralnog provodnika. Kako je NCE
ure|aj instalisan u paralelnoj vezi sa sistemom, on se moè dimenzionisati da odgovara
trenutnom stawu sistema, tj. da obezbedi optimalnu kontrolu struje neutralnog provodnika.
Ovo je ~esto preporu~qivo, jer je pode{avawe ure|aja na puno optere}ewe ~esto neprakti~no
zbog fizi~kih ograni~ewa i finansijskih tro{kova.
NCE ima boqe radne karakteristike ako je instaliran blizu potro{a~a nego uz
transformator, jer se tako smawuje cirkulacija nulte struje. U tabeli 3 prikazane su
performanse NCE ure|aja.
Veli~ina
Rezultat
Tre}i harmonik i struja
neutralnog provodnika
Napon neutralnog provodnoka
smawewe 80%
smawewe 80%
smawewe 50% − 80%
Izobli~ewe napona
Sredwa vrednost fazne struje
smawewe 10%
Neuravnoteènost faznih struja
smawewe 70%
Tabela 3. Performanse NCE ure|aja
3.4.Kombinovani eliminator struje neutralnog provodnika – CNCE
Kombinovani eliminator struje neutralnog provodnika – CNCE (Combined Neutral Current
Eliminator) je trofazni pasivni elektromagnetski ure|aj. Predstavqa filter nulte
komponente struje koji uklawa trostruke harmonike, ali pomo}u tehnike pomerawa faza
poni{tava i 5-ti i 7-mi strujni harmonik. CNCE je ustvari vrsta autotransformatora, koji se u
sistemu vezuje serijski i kombinuje filtrirawe nulte komponente struje (kao kod NCE ure|aja)
sa faznim pomerawem napona od 30 o izme|u ulaza i izlaza. Fazni pomeraj napona uzrokuje da se
5-ti i 7-mi strujni harmonik, na primarnoj strani CNCE, na|u pod uglom od 180 o u odosu na
iste strujne harmonike koji poti~u od drugog, sli~nog nelinearnog opere}ewa. Na taj na~in se,
koriste}i jedan izvor 5-og i 7-og harmonika, poni{tava drugi izvor istih harmonika. U mnogim
sistemima postoji veliki broj izvora strujnih harmonika pa je ovakav pristup veoma efikasan.
Rezultat su mawe struje vi{ih harmonika i mawe izobli~ewe napona u sistemu. Glavne
karakteristike kombinovanog eliminatora struje neutralnog provodnika CNCE su:
[185]
energija
- vezuje se redno ( 220 / 380V sistem),
- elimini{e veliku struju neutralnog provodnika,
- elimini{e struju tre}eg harmonika,
- elimini{e struje petog i sedmog harmonika na svojoj primarnoj strani.
Kombinovani eliminator neutralnog provodnika struje–CNCE re{ava problem velike struje
neutralnog provodnika, tre}eg, petog i sedmog harmonika koriste}i zakonitosti
elektromagnetike. CNCE ustvari predstavqa redno vezanu prigu{nicu sa gvozdenim jezgrom.
Ovaj ure|aj koristi jedan izvor petog i sedmog harmonika da bi se poni{tio drugi izvor istih
harmonika. Poni{tavawe se odvija na primarnoj strani. Na slici 11 je prikazano vezivawe
CNCE.
Razvodna t abl a B
3B, 5B , 7B
3A, 5A , 7A
3B
Razvodna t abl a A
CNCE
5A, 7A
5A-5B
7A-7B
Tr ansf or mat or
Slika 11. Vezivawe kombinovanog eliminatora struje neutralnog provodnika-CNCE
U mnogim sistemima postoji veliki broj izvora strujnih harmonika pa je ovakav pristup veoma
efikasan. Rezultat su mawe struje harmonika i mawe izobli~ewe napona u sistemu. Na slici 12
je tamnim pravougaonicima prikazan spektar naponskih harmonika pre upotrebe CNCE
(naponsko izobli~ewe je 11% ), a svetlim pravougaonicima spektar naponskih harmonika
posle instalisawa CNCE (naponsko izobli~ewe je 2.6% ). CNCE je upravqiv ure|aj. Poseduje
preklopnik pomo}u koga moè da se odabere odre|en izvor struje nulte komponente. Na slici
11 CNCE je postavqen kod razvodne table A, pa prema tome elimini{e svu struju nulte
komponente koja dolazi sa we. Preklopnik na CNCE se moè postaviti tako da ure|aj ili
ignori{e nultu struju neutralnog provodnika iz razvodne table B, ili da je uklawa ({to je
slu~aj prikazan na slici). Ako se radi o velikoj struji koja dolazi sa table B, moè se na tabli
B instalirati NCE ure|aj, koji }e direktno eliminisati struju nulte komponente.
Kao i svaka druga elektri~na komponenta koja se veè redno, tako i CNCE ima uticaja na
elektri~nu mreù. Taj uticaj se ogleda u minimalnom pove}awu impedanse sistema. Me|utim, to
nema znatne posledice na struju kratkog spoja i ispade sistema. Na slici 13a) je prikazan
primer vezivawa CNCE u poslovnoj zgradi. A i B su razvodne table na spratovima a u prizemqu
se nalazi distributivni transformator koji napaja elektri~ne instalacije u zgradi. Izvr{ena
su snimawa strujnih harmonika pre i posle instalirawa CNCE ure|aja. Na slici 13b) je
prikazan strujni harmonijski spektar pre postavqawa CNCE (strujno totalno harmonijsko
izobli~ewe je bilo 106% ), a na slici 13v) je dat strujni harmonijski spektar posle
postavqawa eliminatora CNCE (strujno totalno izobli~ewe je 14% ). Tipi~ne performanse
kombinovanog eliminatora struje neutralnog provodnika specificirane su u tabeli 4.
Standardne nominalne snage CNCE su: Sn kWh 15; 30; 45; 112.5; 150; 225; 300; 500,
i biraju se na osnovu snage potro{a~a.
[186]
energija
10%
pr e pr i mene CNCE - 11%
posl e pr i mene CNCE - 2.6%
5%
0%
3
5
7
9
11
13
15
Slika 12. Spektar naponskih harmonika bez upotrebe ure|aja CNCE (tamni pravougaonici) i
sa instalisanim CNCE ure|ajem (svetli pravougaonici)
Primer instalacije eliminatora struje neutralnog provodnika CNCE prikazan je na slici 14.
U tabeli 5 je, na jednom primeru, prikazano poboq{awe pokazateqa kvaliteta elektri~ne
energije nakon ugradwe CNCE, a na slici 15 je prikazan harmonijski spektar i poreme}aj
napona pre i posle ugradwe CNCE. Kao i svaka druga elektri~na komponenta koja se u kolo
vezuje redno, tako i CNCE ima uticaja na elektri~nu mreù. Taj uticaj se ogleda u minimalnom
pove}awu impedanse sistema, ali to nema zna~ajnije posledice na struju kratkog spoja.
[%]
3A
3B
100
80
60
CNCE
40
3. SP RAT
20
0
2A
2B
2. SP RAT
1
3
5
7
9
Red har moni ka
11
13
15
b)
[%]
100
80
P RI ZEMQ E
60
40
20
Tr ansf or mat or 112.5 kVA
600/120-208V
0
a)
1
3
5
7
9
Red har moni ka
11
13
15
v)
Slika 13. Primer vezivawa eliminatora CNCE u poslovnoj zgradi (a); strujni harmonijski
spektar pre postavqawa eliminatora CNCE (b); strujni harmonijski spektar posle
postavqawa CNCE (v)
[187]
energija
Veli~ina
V
Rezulltat
smawewee 90%
Struuja neutralnoog provodnikaa
h
struuje
5 − ti i 7 − mi harmonik
smawewe do
d 100%
Napoon neutralnoog provodnikaa
smawewee 90%
Neurravnoteènost optere}ew
wa
smawewe 70%
Najvve}a fazna strruja
Napoonsko izoblii~ewe
smawewe 15%
smawewee 80%
Tab
abela 4. Perfoormanse kombbinovanog eliiminatora st
truje neutraalnog provodnnika-CNCE
Slika 14. Primer
Pr
instalacije eliminatora struuje neutralnoog provodnikaa CNCE
Parametaar
Pre ugradw
we
CNCE
Poosle ugradwe
CNCE
U~~inak
64%
11.1%
14%
2.6%
smaw
wewe 78%
smaw
wewe 77%
111A
18A
smaw
wewe 84%
6.04
1.6
smaw
wewe 74%
0.76
0.95
poboq{awe 25%
Izoobli~ewe struuje
Izoobli~ewe nappona
Strruja neutralnoog
provodnika
Nappon neutralnoog
provodnika
Fakktor snage
Taabela 5. Pobooq{awe pokazzateqa kvaliiteta elekt
tri~ne energiije nakon ugraadwe CNCE
Kao i NCE, CNCE
E ure|aji se prave
p
i u verrziji sa promeenqivom imppedansom (FA
AI). Ova opcijja
omoguu}ava kontroolu i tretmann neutralne struje kako sa
s strane priijemnika, takko i sa stranne
mreè tj. napojne strane.
s
Kao serijski
s
vezann ure|aj, stanndardni CNCE
E }e veoma maalo uticati na
n
strujuu neutralnog provodnika sa napojne strane.
s
U sluu~ajevima gdee je to potrebno, CNCE sa
s
promeenqivom imppedansom (CN
NCE-FAI) }e sniziti ulaznnu nultu impeddansu ure|ajaa i povu}i ve}}u
strujuu neutralnog provodnika sa napojne strane. Smawewem, ili pootpunim uklaawawem strujje
[188]
energija
neutralnog provodnika sa napojne strane, CNCE-FAI }e eliminisati potrebu za NCE ure|ajima
na sabirnicama koje se ne napajaju preko CNCE.
Slika 15. Harmonijski spektar i poreme}aj napona pre i posle ugradwe CNCE
4.ZAKQUÂK
Svi prethodno opisani ure|aji za eliminisawe vi{ih strujnih harmonika imaju neka zajedni~ka
svojstva, a to su:
1.princip rada svih ure|aja zasniva se na elektromagnetskim principima (a ne
komplikovanoj elektronici); zato je wihova pouzdanost pribli`no ista pouzdanosti
transformatora;
2.nemaju pokretnih delova, pa je sredwe vreme izme|u dva ispada isto ili ve}e od
sredweg vremena izme|u dva ispada transformatora;
3.svi ure|aji rade automatski i nije potrebno posebno odràvawe;
4.svi ure|aji osim Eliminatora struje neutralnog provodnika, se na elektri~nu mreù
povezuju po tehni~kim pravilima koja vaè za transformatore;
5.to su pasivni ure|aji; ne sadrè kondenzatore, pa nema opasnosti od pojave rezonanse i
preoptere}ewa kondenzatora.
Koristi od ugradwe ovih ure|aja su slede}e:
- poboq{an kvalitet elektri~ne energije,
- boqi reìm rada,
- pove}ana produktivnost i pouzdanost sistema,
- poboq{ani uslovi napajawa–smaweno je vreme zastoja usled kvarova na opremi
(kvarovi su ~esto prouzrokovani velikim naponskim izobli~ewem),
- duì ìvotni vek opreme (elektri~ne mreè i potro{a~a),
- poboq{an faktor snage.
5.LITERATURA
1.G.\uki}, V.Milanovi}, B.Dimitrijevi}, “Re{avawe problema kvaliteta elektri~ne
energije”, JUKO-CIGRE R38-15, Bawa Vru}ica, 25-30.maj 2003.
[189]
energija
[190]
energija
ISPITIVAWE I RE[AVAWE PROBLEMA VI[IH HARMONIKA U
NISKONAPONSKOJ MRE@I – DEO 2 (HARMONY URE\AJI, 5-7 I 11-13
ELIMINATORI, DRIVE URE\AJI, LINEATOR)
UDC: 621.316.1 : 621.94.004
UVOD
Vi{i harmonici su sinusoidalne komponente periodi~nih naponskih i/ili strujnih talasa,
~ija je frekvencija jednaka celobrojnom multiplu osnovne frekvencije sistema. Pojam
harmonik poti~e iz akustike gde ozna~ava vibracije ìce ili vazdu{nog stuba na frekvenciji
koja je celobrojni multipl osnovne frekvencije. Na sli~an na~in se harmonici defini{u i u
elektrotehnici, kao periodi~ne oscilacije, prisutne u kompleksnoj periodi~noj funkciji,
~ije su frekvencije celobrojni umnoàk osnovne frekvencije funkcije. Harmonici se
pojavquju kao posledica prisustva nelinearnih impedansi i elektronskih prekida~kih
elemenata u sistemu, koji kada su prikqu~eni na mreù osnovne frekvencije generi{u {irok
spektar harmonika. Zbog prisustva vi{ih harmonika javqa se izobli~enost talasnog oblika
struje i napona, {to direktno pogor{ava kvalitet elektri~ne energije.
Kqu~ne re~i: niskonaponska mreà, vi{i harmonici, fazno pomerawe, eliminator i
kombinovani eliminator struje neutralnog provodnika, Harmony-1, Harmony-2, Drive
Tamer, filtar nulte komponente, eliminatori vi{ih harmonika
3.5.Harmony-ure|aji
Kao {to je ve} pomenuto, prvi korak u re{avawu problema u kvalitetu elektri~ne energije bio
je udvostru~ewe preseka neutralnih provodnika i instalirawe K-faktor transformatora. Kfaktor transformatori (ili ~esto samo K-transformatori) su u osnovi samo robusnije
dizajnirani trougao-zvezda transformatori, koji lak{e mogu da izdrè dodatne gubitke
nastale usled prisustva strujnih harmonika. Ipak, sa aspekta kvaliteta elektri~ne energije,
oni nemaju nikakvu naro~itu prednost u odnosu na standardne transformatore veze trougaozvezda. Obe vrste transformatora se protiv trostrukih strujnih harmonika bore na isti na~in
– trostruki harmonici se ne poni{tavaju ve} se dozvoqava da kruè kroz primarni delta
namotaj. Ovim se najve}i deo trostrukih harmonika spre~ava da, preko voda koji napaja primar,
ode daqe u mreù. Ali o~igledna mana je pove}awe gubitaka u primarnom namotu kao i pove}ano
izobli~ewe napona. Pomo}u tehnike poni{tavawa flukseva na sekundarnoj strani, Harmony
transformatori poni{tavaju trostruke strujne harmonike, ne dopu{taju}i im da cirkuli{u
kroz primarni namot, {to znatno umawuje gubitke i naponsko izobli~ewe. Kao primer, u
tabeli 6 je navedeno pore|ewe izme|u transformatora sa vezom slomqena zvezda – Yzn (koji
elimini{e trostruke harmonike delom i na sekundarnoj strani) i Harmony-2 transformatora.
3.5.1.Harmony-1
Glavne karakteristike:
- Harmony–1 je transformator sa jednim izlazom,
- ima ugra|en eliminator struje neutralnog provodnika,
- elimini{e veliku stryju neutralnog provodnika i struju tre}eg harmonika na
sekundarnoj strani,
- elimini{e peti i sedmi harmonik na primarnoj strani.
Sredina bogata strujnim harmonicima znatno ooptere}uje konvencionalni transformator i
kao posledica se javqa pove}ano zagrevawe transformatora i pove}ano izobli~ewe napona.
Prekomerno naponsko izobli~ewe moè da izazove zna~ajne pogonske probleme osetqivim
elektronskim potro{a~ima (npr. kompjuterima). Moè se zakqu~iti da oprema koja je izvor
problema, odnosno strujnih harmonika, i sama trpi posledice. Harmony–1 je projektovan da
zameni konvencionalni transformator koji napaja opremu u kojoj se generi{u vi{i harmonici.
Harmony–1 istovremeno re{ava problem velike struje neutralnog provodnika kao i problem
[191]
energija
vezan za postojawe tre}eg, petog i sedmog harmonika. Struja neutralnog provodnika i tre}i
harmonik struje se elimini{u na sekundarnoj strani.
Harmonik
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
THD =
Izobli~ewe izlaznog napona
Slomqena zvezda
Harmony-2
IEEE Std 519
100.0%
100.0%
n/a
1.2%
3.0%
4.6%
0.2%
0.8%
3.0%
1.1%
0.5%
3.0%
0.3%
0.3%
3.0%
0.5%
0.2%
3.0%
0.7%
0.4%
3.0%
0.4%
0.1%
3.0%
0.9%
0.1%
3.0%
0.3%
0.1%
3.0%
0.3%
0.2%
3.0%
0.2%
0.1%
3.0%
0.1%
0.1%
3.0%
5.0%
1.7%
5.0%
Tabela 6. Pore|ewe Harmony-2 i transformatora sa vezom slomqena zvezda
Struje petog i sedmog harmonika se uz pomo} drugog izvora istih harmonika oduzimaju na
primarnoj strani i tako se poni{tavaju. Ovakav na~in eliminisawa petog i sedmog harmonika
dobro funkcioni{e, s obzirom da u sistemu postoji dosta izvora ovih harmonika. Da bi se
postiglo optimalno poni{tavawe harmonika potrebno je odabrati isti broj Harmony–1 kod
kojih je izvr{eno fazno pomerawe i onih kod kojih nije. Uze}emo primer 480V ili 600V
distribucije sa transformatorima koji sniàvaju napon na 120 − 208V preko koga se napajaju
razvodne table A i B (slike 16a) i 16b)). U sistemu se konvencionalnim transformatorom
(slika 16a)) struje tre}eg harmonika cirkuli{u u trouglu primarnog namotaja, a struje petog i
sedmog harmonika razli~itih izvora se sabiraju na primarnoj strani. Posle instalirawa
Harmony–1 transformatora (slika 16b)) imamo slede}u situaciju: tre}i harmonik se
poni{tava na sekundarnoj strani, a peti i sedmi harmonik se oduzimaju na primarnoj strani. Za
razliku od drugih metoda koje koriste tehniku faznog pomerawa za poni{tavawe harmonika,
Harmony–1 uklawa tre}i harmonik na sekundarnoj strani. Ovo je va`no zato {to se druge
tehnike oslawaju na ~iwenicu da }e struje nulte komponente, kao i struje tre}eg harmonika
biti uhva}ene u primarni namotaj transformatora spregnut u zvezdu–one se ne poni{tavaju, one
cirkuli{u kroz namotaj spregnut u trougao. Kao rezultat toga ima se pove}ano zagrevawe, ali
{to je jo{ va`nije dolazi do velikog izobli~ewa napona na potro{a~ima. Po{to je kod
jednofaznih potro{a~a tre}i harmonik najve}i od svih prisutnih harmonika, od velikog je
zna~aja da se on efikasno elimini{e, {to Harmony–1 i ~ini. U tabeli 7 predstavqeni su
rezultati ugradwe Harmony–1. Standardne nominalne snage Harmony–1 su: Sn kVA 15; 30;
45; 75; 112.5; 150; 225; 300; 500 .
Veli~ina
tre}i harmonik i struja
provodnika
Rezultat
neutralnog smawewe do 100% na sekundarnoj strani
struja petog i sedmog harmonika
smawewe do 100% na primarnoj strani
izobli~ewe napona
po standardu IEEE- 519
Tabela 7. Efekti koji se postiù ugradwom ure|aja Harmony – 1
[192]
energija
480V (600V)
B
480V (600V)
B
B
120-208V
B
Razvodna
t abl a B
B
B+A
Razvodna
t abl a B
harmony - 1
t r ansf or mat or
t r ansf or mat or
( t r ougao-zvezda)
A
B
A
120-208V
A
Razvodna
t abl a A
B-A
t r ansf or mat or
( t r ougao-zvezda)
a)
A
Razvodna
t abl a A
harmony - 1
t r ansf or mat or
b)
Slika 16. Sistem sa konvencionalnim transformatorom (a); sistem sa ure|ajem Harmony–1
(b)
Snaga izabranog Harmony–1 mora odgovarati ukupnoj snazi potro{a~a koje napaja. Harmony-1
transformator ima jedan trofazni ~etvoroì~ni sekundar sa veoma niskom nultom
impedansom, {to umawuje poreme}aje napona nastale usled trostrukih harmonika (3-}i, 9-ti, 15ti). Ovo se postiè pomo}u poni{tavawa flukseva nultog redosleda u sekundarnim namotajima
transformatora. Time se spre~ava spajawe ovih harmonika i wihovo proticawe kroz primarne
namotaje transformatora, {to bi se dogodilo u slu~aju transformatora veze trougao-zvezda.
Kao rezultat, imamo mnogo niè poreme}aje napona usled trostrukih harmonika kao i mnogo
mawe gubitke. Za razliku od drugih metoda koje koriste tehniku faznog pomerawa za
poni{tavawe harmonika, Harmony-1 uklawa tre}i harmonik na sekundarnoj strani. Harmony-1
se proizvodi u dve varijante: sa faznim pomerajem od 00 i od 300 izme|u primarnog i
sekundarnog namotaja. Ako se primari dva ovakva transformatora, jedan sa faznim pomerajem
od 00 a drugi sa faznim pomerajem od 300, poveù na iste sabirnice, do}i }e do poni{tavawa
velikog dela 5-og, 7-og, 17-og i 19-og strujnog harmonika (slika 17). Do poni{tavawa dolazi u
ta~ki gde se ove struje susre}u, a to su sabirnice na primarnoj strani. Da bi se postiglo
optimalno poni{tavawe harmonika, potrebno je odabrati isti broj Harmony-1
transformatora kod kojih je izvr{eno fazno pomerawe i onih kod kojih nije. Harmony-1 je
projektovan da zameni konvencionalni transformator u slu~ajevima kada napaja potro{a~e i
opremu u kojima se generi{u vi{i harmonici. Veoma je pogodno primeniti Harmony-1
transformator pri pro{irivawu ili renovirawu postoje}eg sistema koji ima transformatore
veze trougao-zvezda. Transformatori veze trougao-zvezda imaju sopstven fazni pomeraj od 300
izme|u primara i sekundara, pa }e se ubacivawem Harmony-1 sa 00 faznim pomerajem smawiti
poreme}aji napona nastali usled 5-og, 7-og, 17-og i 19-og harmonika kao i poreme}aji koji nastaju
usled trostukih harmonika.
Primetimo da, za sistem, transformator ~esto predstavqa veoma zna~ajnu impedansu. Zbog toga,
pri ve}im nelinearnim optere}ewima, sa vi{im nivoom 5-og i 7-og strujnog harmonika,
poreme}aj napona moè prema{iti granice propisane standardom IEEE Std 519-1992. U
ovakvim slu~ajevima, trebalo bi uzeti u razmatrawe ugradwu vi{eizlaznih transformatora iz
Harmony serije (Harmony-2, Harmony-3 ili Harmony-4).
3.5.2.Harmony – 2
[193]
energija
-
Harmo
ony–2 je trannsformator sa
s dva izlaza,
ima uggra|en eliminnator struje neutralnog
n
prrovodnika,
elimini{e struju neutralnog
n
provodnika i struju tre}egg harmonika na
n sekundarnooj
stranii,
elimini{e peti i sedmi
s
harmonnik na sekundaarnoj strani.
Slika 17. Karrakteristi~~na primena Harmony-1
H
t
transformat
tora
Sve {to
{ je re~eno za Harmony––1 vaì i za Harmony–2.
H
J
Jedina
razlika je u tome {to
{ Harmonyy–
2 imaa dva izlaza pa
p se shodno tome
t
poni{tavawe petog i sedmog struujnog harmonika obavqa na
n
sekunndarnoj stranni. Tako|e, smaweni
s
su finansijski
f
tro{kovi jeer je za tretman problem
ma
potreeban jedan urre|aj. Harmoony–2 se vezuuje u system kao na slici 18 (tre}i, peti i sedm
mi
harmoonik se elimini{u na sekkundarnoj strrani). Efektti Harmony–22 na naponskko izobli~ew
we
dati su
s na slici 19. Harmony-22 transformator posedujee dva trofaznna ~etvoroìi~na izlaza na
n
sekunndarnoj stranni. Svaki od
o ovih sekkundara imaa nisku nultu impedanssu pa i ovaj
transsformator um
mawuje porem
me}aje naponaa nastale usleed trostrukih harmonika na isti na~iin
kao i Harmony-1. Sekundari ovva dva transf
formatora su me|usobno fazno
f
pomereni za 300 ~im
me
f
5-ogg, 7-og, 17-og i 19-og struujnog harmonnika. Dakle, za razliku od
o
se poni{tavaju fluksevi
mony-1 transf
formatora, ovi
o harmonicci se eliminii{u na sekunndarnoj strani. Postoje dvva
Harm
modella Harmony-2
2 ure|aja: sa faznim
f
pomerrajem od 00 i od
o 150 izme|uu primara i seekundara. Kadda
se priimari dva ovaakva transfoormatora, jedan sa faznim
m pomerajem od
o 00 a drugi od
o 150, pove`
ù
na isste sabirnicee, do}i }e doo poni{tavawa 11-og i 13-og
1
strujnogg harmonika na primarnooj
stranni na isti na~~in kao {to se
s kod Harmoony-1 poni{ttavaju peti i sedmi harmonnik (slika 200).
Do pooni{tavawa dolazi
d
u ta~kii gde se ove sttruje susre}u, a to su sabirrnice na prim
marnoj stranii.
[194]
energija
480V (600V)
B-A
2. S P RAT
120-208V
A
harmony - 2
t r ansf or mat or
Razvodna
t abl a A
B
Razvodna
t abl a B
1. S P RAT
Slika 18. Na~in vezivawa ure|aja Harmony–2
[%]
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
3
5
7
Red har moni ka
9
Slika 19. Efekat ure|aja Harmony–2 na naponsko izobli~ewe
Za najefikasnije suzbijawe harmonika trebalo bi da nelinearna optere}ewa budu pribli`no
ravnomerno raspore|ena izme|u dva izlaza na sekundaru. Me|utim, odli~ni rezultati se
dobijaju ~ak i u slu~ajevima kada nelinearna optere}ewa nisu uravnoteèna (slika 21). Pri
standardnom optere}ewu, poreme}aj napona na izlazu Harmony-2 transformatora nikada ne}e
pre}i 3%. Konvencionalni ili K-transformatori pri sli~nim optere}ewima bi imali
poreme}aj napona od 6 do 10%.
[195]
energija
Slika 20. Karakteristi~na primena Harmony-2 transformatora
3.5.3.Harmony - 3
Harmony-3 transformator poseduje tri trofazna ~etvoroì~na izlaza na sekundarnoj strani.
Ovi izlazi su me|usobno fazno pomereni za 200, a svaki od sekundara ima veoma nisku nultu
impedansu. Ovim se obezbe|uje smawewe naponskih poreme}aja nastalih usled struja 3-eg, 5-og, 7og, 9-og, 11-og, 13-og i 15-og harmonika. Preporu~uje se da svaki od tri izlaza Harmony-3
transformatora napaja zasebne sabirnice na koje je prikqu~en sli~an tip nelinearnog
optere}ewa. Prema standardnoj izvedbi, svaki od tri sekundara ima nominalnu snagu koja
iznosi 40% snage primara.
3.5.4.Harmony - 4
Harmony-4 transformator ima ~etiri trofazna ~etvoroì~na izlaza na sekundarnoj strani.
Ovi izlazi su me|usobno fazno pomereni za 150, a svaki od sekundara ima veoma nisku nultu
impedansu, ~ime se tretiraju svi neparni harmonici reda nièg od 23! Svaki od sekundara ima
nominalnu snagu od 33% snage primara i mora imati odgovaraju}u prekostrujnu za{titu. Visoke
mogu}nosti ovog transformatora se obi~no koriste samo u specijalnim slu~ajevima kao {to su
sistemi sa optere}ewem koje proizvodi veliki nivo harmonika vi{eg reda, ili u sistemima sa
prijemnicima veoma osetqivim na naponske poreme}aje. U tabeli 8 su prikazane vrednosti
izobli~ewa napona za nekoliko tipova transformatora, iste snage (112.5kVA) i za 3 nivoa
optere}ewa – 50%, 75% i 100%.
[196]
energija
Slika 21. U~inak Harmony-2 transformatora pri nejednakim nelinearnim optere}ewima
K-13 transformator
Dvoizlazni Yzn
transformator
Harmony-1
Harmony-2
Harmony-3
Izobli~ewe napona na izlazu transformatora, VTHD
100% nelinearno optere}ewe
50% / 50% nelinearno/linearno
100% opt
75% opt
50% opt
100% opt
75% opt
50% opt
9.7%
7.3%
4.8%
4.8%
3.6%
2.4%
7.1%
5.4%
3.6%
3.6%
2.7%
6.5%
4.9%
3.2%
3.2%
2.4%
3.5%
2.7%
1.8%
1.8%
1.3%
3.4%
2.6%
1.7%
1.7%
1.3%
Tabela 8. Pore|ewe izobli~ewa napona za nekoliko tipova transformatora
1.8%
1.6%
0.9%
0.9%
U tabeli 9 je na jednom primeru prikazana kratka Cost-Benefit analiza za 3 transformatora
snage 112.5kVA. Optere}ewe koje snabdevaju elektri~nom energijom je potpuno nelinearno
(ITHD=83%, K-faktor=9). U cenu instalacije su ura~unati: cena transformatora, za{tite,
napojnih kablova i razvodnih mesta. Vidi se da je, {to se ti~e cene po iskori{}enom kVA,
najisplativiji Harmony-2 transformator.
K-13 transformator
Harmony-1
Harmony-2
VTHD pri
punom
optere}ewu
9.7%
6.5%
3.5%
Maksimalno
Maksimalna
optere}ewe za
iskoristivost
(kVA)
VTHD<5%
50%
< 60
75%
< 90
100%
112.5
Tabela 9. Cost-Benefit analiza
[197]
Cena
instalacije
$13,000
$15,500
$18,400
Cena po
iskori{}enom
kVA
$217
$172
$164
energija
Na slici 22 su prikazani neki od naj~e{}ih na~ina instalacije transformatora iz Harmony
serije, kao i vrednosti veli~ina karakteristi~nih za kvalitet elektri~ne energije.
3.6. 5 − 7 eliminator i 11 − 13 eliminator
- vezuju se redno,
- biraju se na osnovu snage napajawa,
- 5 − 7 eliminator elimini{e jedanaesti i trinaesti harmonik struje na primarnoj
strani.
Elektromotorni pogoni sa promenqivom brzinom rada, veliki ra~unarski sistemi, trofazni
stati~ki energetski pretvara~i ( 6 − to impulsni i 12 − to impulsni), UPS sistemi, aparati za
zavarivawe i drugi elektrolu~ni aparati generi{u peti, sedmi, jedanaesti i trinaesti
harmonik struje (strujni harmonik). Pri napajawu ovakvih potro{a~a pogodno je koristiti
5 − 7 , 5 − 13 i 11 − 13 Eliminatore. Ovi ure|aji predstavqaju trofazne
autotransformatore, niske impedanse, sa faznim pomerawem. Koriste se za kontrolu 5-og, 7-og,
11-og i 13-og strujnog harmonika u troì~nim sistemima (bez neutralnog provodnika). Ure|aji
se u sistem vezuju serijski, ali se wihovom instalacijom impedansa sistema bitno ne mewa, pa
ni ne uti~u mnogo pri kvarovima u mreì. Eliminator je niskoimpedansni, trofazni ure|aj
koji poni{tava ove harmonike uz pomo} drugih izvora istih harmonika, na svojoj primarnoj
strani. Kada eliminator nije ugra|en harmonici istog reda, koji poti~u od dva razli~ita
izvora, se sabiraju (slika 23a)), a kada se postavi eliminator ti se harmonici oduzimaju i tako
se poni{tavaju (slika 23b)).
Instalacijom eliminatora u mreì impedansa sistema se minimalno pove}a, ali to nema
bitnog uticaja na kvarove u sistemu. Na slici 24 je prikazan efekat 5 − 7 eliminatora na
talasni oblik napona u vremenu od 16.67 ms (jedna 60 Hz perioda) kao i spektar naponskih
harmonika. Pre ugradwe 5 − 7 eliminatora totalno naponsko izobli~ewe je bilo 11.2%
(tamni pravougaonici), a posle ugradwe 4.7% (svetli pravougaonici). Tipi~ne performanse
eliminatora date su u tabeli 10.
5 − 7 eliminator se koristi pri napajawu optere}ewa sa 6-to impulsnim ispravqa~em. Faznim
pomerawem poni{tava se 5-ti i 7-mi strujni harmonik sa istim harmonicima drugih prijemnika
sa 6-to impulsnim ispravqa~ima. 11 − 13 Eliminator se koristi pri napajawu optere}ewa sa
12-to impulsnim ispravqa~em. Pomo}u drugog izvora istih harmonika, poni{tava 11-ti i 13-ti
strujni harmonik na svojoj primarnoj strani. Pri napajawu tri ili vi{e ispravqa~a sa istih
sabirnica koristi se 5 − 13 Eliminator. Vezivawe ovog ure|aja na svake dve grupe prijemnika,
dove{}e do poni{tavawa 5-og, 7-og, 11-og i 13-og harmonika na wegovoj primarnoj strani.
Optimalno poni{tavawe strujnih harmonika se postiè ako se grupe od po ~etiri prijemnika,
sa 6-to impulsnim ispravqa~ima, napajaju preko jednog 5 − 7 Eliminatora i dva 11 − 13
Eliminatora (jedan prijemnik se napaja direktno – slika 25). Ovakvom konfiguracijom se na
primarnoj strani poni{tavaju 5-ti, 7-mi, 11-ti, 13-ti, 17-ti i 19-ti strujni harmonik, pa je u
ve}ini slu~ajeva ovo najboqi na~in da se u troì~nim instalacijama dobije veoma mali
procenat struja vi{ih harmonika.
Na slici 25 su prikazani neki od naj~e{}ih primera instalacije ure|aja iz Eliminator serije,
kao i vrednosti veli~ina karakteristi~nih za kvalitet elektri~ne energije.
Standardne nominalne snage eliminatora su: Sn kVA 15; 30; 45; 75; 112.5; 150; 225;
300; 500 .
[198]
energija
Slika 22. Primeri instalacije Harmony transformatora
[199]
energija
sabi r ni ce
sabi r ni ce
>>
>>
i zvor B
i zvor B
>>
>>
i zvor A
A+B
a)
i zvor A
Eliminator
B-A
b)
Slika 23. Slu~aj bez eliminatora a); slu~aj sa ugra|enim eliminatorom
Rezultat
Veli~ina
peti,
sedmi,
jedanaesti harmonik struje
naponsko izobli~ewe
smawewe do 100%
smawewe 80%
Tabela 10. Tipi~ne performanse eliminatora
3.7.Drive ure|aji
Kao {to je ve} pomenuto, elektromotorni pogoni promenqive frekvencije ili brzine rada
injektuju u mreù 5-ti, 7-mi, 11-ti i 13-ti strujni harmonik. Zbog toga se konvencionalni
izolacioni transformator, koji napaja ovakve pogone, zna~ajno optere}uje, pa se kao rezultat
ima dodatno zagrevawe transformatora i pove}ano izobli~ewe napona na samom pogonu, a i na
ostalim potro{a~ima.
3.7.1.Drive TamerTM
- zamewuje konvencionalni izolacioni transformator koji napaja pogon,
- konfiguracija za 6 − to i 12 − to impulsne pretvara~e,
- elimini{e peti, sedmi, jedanaesti i trinaesti strujni harmonik na primarnoj
strani.
[200]
energija
[V]
1000
500
0
- 500
- 1000
16.67ms
Napon[V]
80
60
40
20
0
3
5
7
9
11
13
15
Red har moni ka
Slika 24. Prikaz eliminatora na talasni oblik napona i spektar naponskih harmonika
Kao {to je ve} re~eno pogoni sa promenqivom brzinom rada ili promenqivom frekvencijom
iwektiraju u mreù 5 − ti, 7 − mi, 11 − ti i 13 − ti strujni harmonik. Zbog toga se
konvencionalni izolacioni transformator koji napaja ove pogone zna~ajno optere}uje, pa se
ima pove}ano zagrevawe transformatora i pove}ano naponsko izobli~ewe na samom pogonu, a i
na ostalim potro{a~ima, koji trpe operacione probleme (posebno osetqiva elektronska
oprema). Drive Tamer je projektovan da zameni konvencionalne izolacione transformatore.
kao i K-transformatore, preko kojih se napajaju elektromotorni pogoni promenqive brzine.
Poni{tava 5-ti, 7-mi, 11-ti i 13-ti strujni harmonik na primarnoj strani koriste}i drugi
izvor istih harmonika. Drive Tamer je pasivan ure|aj, bez kondenzatora i elektronskih
komponenti {to ga ~ini pouzdanijim. Na slici 26a) je prikazan pogon napajan preko
konvencionalnog izolacionog transformatora - harmonici pogona A i B se sabiraju na
primarnoj strani. Na slici 26b) je prikazan pogon sa Drive Tamer-om – harmonici pogona A i B
se na primarnoj strani oduzimaju. Princip poni{tavawa petog, sedmog, jedanaestog i
trinaestog harmonika struje obja{wen je u prethodnim primerima. Na slici 26a) prikazan je
sistem bez, a na slici 26b) sistem sa instalisanim Drive Tamer-om. Mogu}a je 100% − na
eliminacija ovih harmonika.
3.7.2.Drive PulseTM
Drive Pulse ure|aji su transformatori projektovani da smawe uticaj vi{ih harmonika,
proizvedenih 6-to impulsnim ispravqa~ima u elektromotornim pogonima promenqive brzine
ili frekvencije, ili drugim elektronskim ure|ajima. Koriste}i dva izvora istih harmonika,
pomo}u tehnike faznog pomerawa, na primarnoj strani se poni{tavaju vi{i strujni harmonici.
Proizvode se u 3 verzije: Drive 12/24, Drive 18 i Drive 24. Koji od uređaja bi trebalo
[201]
energija
upotrebiti zavisi od broja pogona u sistemu. Izbor ure|aja u zavisnosti od broja pogona, kao i
tretirani harmonici, prikazani su u tabeli 11.
Slika 25. Primeri instalacije ure|aja iz Eliminator serije
[202]
energija
sabi r ni ce
B
sabi r ni ce
B
B
B
pogon
B
B
B+A
pogon
B
Drive Tamer
konvenci onal an
i zol aci oni
t r ansf or mat or
A
B
A
pogon
A
konvenci onal an
i zol aci oni
t r ansf or mat or
A
B-A
A
pogon
A
Drive Tamer
a)
b)
Slika 26. Sistem sa konvencionalnim izolacionim transformatorom (a); sistem sa ure|ajem
Drive Tamer (b)
Broj napajanih
pogona
2
3
4
Ure|aj
Poni{teni
harmonici
5, 7, 17, 19
5, 7, 11, 13
Redukcija harmonika
60-70%
D12/24
65-75%
D18
D24 ili
5, 7, 11, 13, 17, 19
70-80%
2 x D12/24
Tabela 11. Izbor Drive Pulse ure|aja u zavisnosti od broja pogona
3.8.LineatorTM
Lineator je potpuno pasivan ure|aj koji se sastoji od prigu{nica najnovije generacije u
kombinaciji sa relativno malim kondenzatorskim baterijama. Wegov savremen dizajn
omogu}ava poni{tavawe svih va`nijih strujnih harmonika nastalih usled elektromotornih
pogona promenqive brzine, ili drugih, sli~nih trofaznih optere}ewa sa 6-to impulsnim
ispravqa~ima. Neki od na~ina instalacije Lineatora su prikazani na slici 27. Slaba iskustva u
ovoj oblasti navela su mnoge inèwere da odrede izolacione transformatore za instalacije
elektromotornih pogona promenqive brzine misle}i da }e ”izolovawem” pogona od napajawa
mnogi problemi u kvalitetu elektri~ne energije biti prevazi|eni. Iako sopstvena impedansa
i galvanska odvojenost izolacionog transformatora pruàju odre|enu za{titu pogonu od
problema nastalih u mreì (poreme}aj napona pri ukqu~ewu/iskqu~ewu kondenzatorskih
baterija, visokofrekventni {um), izolacioni transformator veoma slabo {titi napojni vod i
ostatak mreè od harmonika koje proizvodi pogon. Lineator poseduje ve}inu za{titnih
sposobnosti kao i izolacioni transformator, ali osim toga i drasti~no smawuje nivo
harmonika koje pogon iwektuje u mreù, pa se time uklawa potreba za izolacionim
transformatorom. Pored svega, sa instaliranim Lineatorom, u mreì se, pre pogona, ne moraju
nalaziti napojni transformatori sa K-faktorom. Iako ozna~en kao filter, Lineator nije
ugroèn nijednim od problema koji mu~e konvencionalne filtere. Kao paralelni ure|aji,
konvencionalni filteri nemaju atribute vezane za smer protoka energije. Zbog toga se mogu
lako preopteretiti privla~e}i harmonike sa napojne strane. Nasuprot tome, Lineator
predstavqa veliku impedansu za strujne harmonike koji dolaze sa napojne strane i tako
elimini{e mogu}nost neèqenog preoptere}ewa. Pri radu na frekvencijama ispod nominalne,
[203]
energija
konveencionalni filteri
f
moguu postati kapaacitivni, {tto predstavqaa potencijalnnu opasnost od
o
rezonnancije sa priirodnom induuktivno{}u ostatka
o
elekttroenergetskkog sistema. Kada
K
je filteer
pode{
{en za harmonik vi{eg reeda (npr. 11-tti), moè lakko u}i u rezoonanciju na frekvencijam
f
ma
niìhh harmonika,, kao {to su 5-ti
5
i 7-mi. Prirodna
P
u~eestanost Lineeatora je ispood u~estanostti
svih dominantnih
d
harmonika, pa
p je tako ne`
èqena rezonaancija izbegnnuta.
Sliika 27. Primerri instalaciije Lineatora
Slika 28. U~inak
U
Lineattora instalirranog u elekt
tromotorni pogon ja~ine 150HP
[204]
energija
4.ZAKQUÂK
Svi prethodno opisani ure|aji za eliminisawe vi{ih strujnih harmonika imaju neka zajedni~ka
svojstva, a to su:
1.princip rada svih ure|aja zasniva se na elektromagnetskim principima (a ne
komplikovanoj elektronici); zato je wihova pouzdanost pribli`no ista pouzdanosti
transformatora;
2.nemaju pokretnih delova, pa je sredwe vreme izme|u dva ispada isto ili ve}e od
sredweg vremena izme|u dva ispada transformatora;
3.svi ure|aji rade automatski i nije potrebno posebno odràvawe;
4.svi ure|aji osim Eliminatora struje neutralnog provodnika, se na elektri~nu mreù
povezuju po tehni~kim pravilima koja vaè za transformatore;
5.to su pasivni ure|aji; ne sadrè kondenzatore, pa nema opasnosti od pojave rezonanse i
preoptere}ewa kondenzatora.
Koristi od ugradwe ovih ure|aja su slede}e:
- poboq{an kvalitet elektri~ne energije,
- boqi reìm rada,
- pove}ana produktivnost i pouzdanost sistema,
- poboq{ani uslovi napajawa–smaweno je vreme zastoja usled kvarova na opremi
(kvarovi su ~esto prouzrokovani velikim naponskim izobli~ewem),
- duì ìvotni vek opreme (elektri~ne mreè i potro{a~a),
- poboq{an faktor snage.
5.LITERATURA
1.G.\uki}, V.Milanovi}, B.Dimitrijevi}, “Re{avawe problema kvaliteta elektri~ne
energije”, JUKO-CIGRE R38-15, Bawa Vru}ica, 25-30.maj 2003.
2.M.\uri}, G.\uki}, „Kvalitet elektri~ne energije“, Kurs odràn u Elektrodistribuciji
Beograd, septembar 2003.
3.G.\uki}, B.Bukorovi}, „Analiza kvaliteta elektri~ne energije u transformatorskoj stanici
kompanije [tark“, Studija ra|ena za [tark AD, jun 2003.-februar 2004.
4.Math H. J. Bollen, “Understanding Power Quality Problems”, IEEE Press, New York, USA,
2000.
5.Vic Gosbell, Sarath Perera, Vic Smith, “Technical Note No. 1 - Understanding Power Quality”,
Integral Energy Power Quality Centre, Wollongong, Australia, 1998.
6.M.H.J. Bollen, “What is power quality?”, Department of Electric power Engineering Chalmers
University of Technology, Gothenburg, Sweden, 2003.
7.“Interconnection Standards For Qualifying Facilities, Costumer-Owned Generators And NonUtility Generators”, Puget Sound Energy Inc., 2001.
8.G.\uki}, M.\uri}, B.Dimitrijevi}, Standardi koji defini{u kvalitet elektri~ne
energije, Deo I-Harmonijska izobli~ewa, Electra III, Me|unarodna nau~nostru~na konferencija
o energetskoj efikasnosti u energetici i upravqawu za{titom okoline, str. 27-34, Herceg
Novi, 01-11. jun 2004.
9.G.\uki}, M.\uri}, M.Jevremovi}, Standardi koji defini{u kvalitet elektri~ne energije,
Deo II-Neharmonijski poreme}aji, Electra III, Me|unarodna nau~nostru~na konferencija o
energetskoj efikasnosti u energetici i upravqawu za{titom okoline, str. 35-41, Herceg Novi,
01-11. jun 2004.
[205]
energija
[206]
energija
VI[I HARMONICI-UZROCI, POSLEDICE, STANDARDI KOJI IH DEFINI[U
I NAÎNI ELIMINISAWA
UVOD
UDC: 621.316.1 : 621.316.94.004
U mreì elektroenergetskog sistema danas je, u ve}oj ili mawoj meri, prisutno naru{avawe
parametara kvaliteta elektri~ne energije. Naru{enost u kvalitetu elektri~ne energije se
odslikava kroz razli~it spektar pokazateqa: vi{i harmonici, propadi i preskoci napona, flikeri,
faktor nesimetri~nosti (neuravnoteènosti sistema). U ovom radu je dat prikaz osnovnih uzroka
koji dovode do pojave vi{ih harmonika, zatim definisawe najva`nijih posledica koje se javqaju zbog
prisustva vi{ih harmonika. Dat je prikaz tretmana vi{ih harmonika kroz spektar ve}eg broja
standarda koji u razli~itim aspektima tretiraju vi{e harmonike u svim ta~kama
elektroenergetskog sistema. Na kraju je ukratko dat presek mogu}ih mera za ograni~avawe i
suzbijawe vi{ih harmonika na standardima dozvoqene nivoe.
Kqu~ne re~i: vi{i harmonici, interharmonici, standardi za vi{e harmonike, eliminisawe vi{ih
harmonika.
1. UZROCI POJAVE VI[IH HARMONIKA I POSLEDICE KOJE ONI PROIZVODE
Harmonici naj~e{}e poti~u od nelinearnih optere}ewa u sistemu. Nelinearna optere}ewa su
ure|aji koji koriste energetsku elektroniku (npr. ispravqa~i), zatim pogoni sa motorima
promenqive brzine, fluorescentni izvori svetlosti, ra~unari itd.. Svi oni proizvode
nesinusoidalan oblik struje kada su pobu|eni sinusoidalnim naponom. Oni generi{u izobli~enu
struju, koja sadrì vi{e harmonike, nazad u sistem.
[ta su u stvari harmonici? Furijeova analiza nam omogu}ava da izobli~eni talas rastavimo na
vi{e sinusnih talasa odre|enih karakteristika. Prva karakteristika je frekvencija. Izobli~eni
talas se ponavqa sa nekom osnovnom frekvencijom. Sinusni talas te frekvencije (50Hz), dobijen
Furijeovom analizom, naziva se fundamentalni ili osnovni harmonik. Svaki slede}i sinusni talas
(harmonik) ovako dobijen ima frekvenciju koja je celobrojni umnoàk osnovne frekvencije (2.
harmonik – 100Hz, 3. harmonik – 150Hz itd.). Slede}a karakteristika pojedinih harmonika je
amplituda. Svaki harmonik moè imati razli~ite amplitude u zavisnosti od toga koliko je
izobli~ewe izvornog signala. Amplituda svakog harmonika se izraàva u procentima amplitude
osnovnog harmonika. Sadràj vi{ih harmonika se naj~e{}e reprezentuje faktorom totalnog
harmonijskog izobli~ewa (Total Harmonic Distortion - THD) ili klir-faktor i jednak je
efektivnoj vrednosti svih vi{ih harmonika podeqenoj sa efektivnom vredno{}u osnovnog
harmonika. Obi~no se izraàva u procentima i koristi se za definisawe granica tolerancije u
nekim standardima:
I i2
THD
i 2
I1
1.
Pored vi{ih harmonika kao nusprodukt u pogledu izobli~enosti talasnog oblika signala mogu
postojati i interharmonici. To su talasi ~ija frekvencija nije celobrojni umnoàk osnovne
frekvencije. Susedne periode naponskog ili strujnog talasa koji sadrì i interharmonike nisu
identi~ne (slika 2). Glavni izvori interharmonika su: stati~ki konvertori frekvencije,
ciklokonvertori, indukcioni motori i elektrolu~ni ure|aji. Efekti interharmonika jo{ uvek
nisu dovqno ispitani. Poznato se jedino da {tetno uti~u na vodove kojima se prenose signali.
Naj~e{}i uzroci pojave vi{ih harmonika u mreì su: elektri~ni pogoni promenqive brzine,
veliki ra~unarski sistemi, elektrolu~ne pe}i i ure|aji za elektrolu~no zavarivawe,
fluorescentni izvori svetlosti.
[207]
energija
Sllika 1. Ilust
tracija harm
monijskog izobli~ewa
Sli
lika 2. Primeer signala kooji je harmonnijski izoblii~en-interhharmonici
Osnoovne posledicce dejstva vii{ih harmonnika su:
1)Prregrevawe
Preggrevawe vodoova, motora i transform
matora poti~~e od ve}e frrekvencije sttruje koja krroz wih te~e..
Otpoornost vodovva i transfoormatora zavvisi od frekkvencije sisstema. Wenim
m pove}awem
m pove}avajuu
se gubbici i prerggevawe.
[208]
energija
2)Ve}e struje nultih provodnika
Zbog zatvarawa nulte komponente struje i struja tre}eg harmonika nulti provodnik moè biti
strujno zna~ajnije preoptere}en.
3)Problemi pri radu motora
Motori su osetqivi na izobli~ewa talasnog oblika. Kada se napon sa visokim sadràjem harmonika
dovede na stator motora, u wegovom namotaju se pojave i struje ve}ih frekvencija ~ime se uzrokuje
vi{e problema:
-Struja ve}e u~estanosti pove}ava temperaturu Fe-kola usled gubitaka uzrokovanih vihornim
strujama. Ova pove}ana temperatura ne zavisi od efektivne vrednosti struje, pa se motor moè
pregrejati ~ak i ako ne radi pod punim optere}ewem.
-Harmonici mogu prouzrokovati prekomerne vibracije kako u jednofaznim tako i u trofaznim
motorima. Vibracije uzrokuju pove}ano habawe leì{ta a mogu izazvati i vibracije vratila.
4) Pogre{no reagovawe prekida~a
Harmonici lo{e uti~u na rad prekida~a. Pod uticajem harmonika de{ava se da prekida~ odreaguje
~ak i ako struja nije pre{la maksimalno dozvoqenu vrednost. To se naj~e{}e doga|a kada se struja
meri instrumentima koji ne mere korektno izobli~enu struju.
Postoje jo{ mnoge, ne mawe bitne, posledice pojave harmonika: propadawe kondenzatora, lo{ rad
osetqive elektronske opreme, interferencija sa telekomunikacionim signalima itd..
2. STANDARDI KOJI DEFINI[U VI[E HARMONIKE
Elektri~ne veli~ine moraju biti u granicama tolerancije definisane standardima da bi se
obezbedio odgovaraju}i kvalitet elektri~ne energije. U tabeli 1 navedeni su nazivi standarda koji
obuhvataju podru~je kvaliteta elektri~ne energije.
2.1.Standard IEEE 519 - 1992.
Osnovni principi ovog standarda su:
-Elektroenergetski sistem mora isporu~ivati korisnicima napon propisanog talasnog oblika
-Svaki korisnik elektri~ne energije, duàn je da strujne harmonike, koje wegovi potro{a~i
iwektiraju u elektroenergetski sistem, svede u propisane granice.
Tabela 2 pokazuje dozvoqene grani~ne vrednosti naponskih harmonika u prenosnoj mreì. U tabeli
3 prikazane su grani~ne vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe od 120V do 69kV, koji se
mogu iwektirati u mreù. Sve vrednosti prikazane su u procentima prose~ne maksimalne struje
potro{a~a I av max . . Oznake veli~ina u tabeli 3 su: h–red pojedina~nih neparnih harmonika, I KS –
struja kratkog spoja na mestu prikqu~ewa potro{a~a, I av max . –prose~na maksimalna struja
potro{a~a (komponenta osnovnog harmonika), na mestu prikqu~ewa potro{a~a. Parni harmonici su
ograni~eni na 25% grani~ne vrednosti neparnih harmonika datih u tabeli 3. U tabeli 4 prikazane
su grani~ne vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe od 69kV do 161kV. Sve vrednosti
prikazane su u procentima prose~ne maksimalne struje potro{a~a I av max . . Parni harmonici su
ograni~eni na 25% grani~ne vrednosti neparnih harmonika, datih u tabeli 4. U tabeli 5 prikazane
su grani~ne vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe ve}e od 161kV. Sve vrednosti
prikazane su u procentima prose~ne maksimalne struje potro{a~a I av max . . Parni harmonici su
ograni~eni na 25% grani~ne vrednosti neparnih harmonika, datih u tabeli 5.
[209]
energija
Uzemqewe
NEC
P-1100
FIPS-84
IEEE STD
141
IEEE STD
142
Napajawe elektri~nom
energijom
P-1250
P-1100
ANSI C84.1
IEEE STD
141
IEEE STD
142
Za{tita od udarnih
napona
IEEE STD
587
ANSI C62
UL 1449
FIPS 94
NFPA-78
Tranzijentni reìmi
ANSI C62.41
IEC 1000-4-4
IEEE STD
1001
IEEE STD
292
IEC 555
ANSI C57.11
Harmonici
IEEE STD
519
AS 22791997
IEC 1000-4-7
Fluktuacije napona
IEEE STD
446
IEC 1000-3
AS 22791991
PSE 0600
Poreme}aji napona
P-1159
P-1100
FIPS-94
NIST-SP 768
IEEE STD
446
Prikqu~na oprema
NEMA-UPS
P-1100
P-1250
IEEE STD
446
IEEE STD
1035
Telekomunikacije
IEEE STD
487
FIPS-94
Kontrola {uma
FIPS-94
IEEE STD
518
Upravqawe opremom
P-1159
P-1100
Osetqivost potro{we
P-1100
P-1250
IEEE STD
493
Tabela 1. Nazivi standarda koji obuhvataju podru~je kvaliteta elektri~ne energije
Pouzdanost
Napon sabirnica
Maksimalna vrednost
pojedina~nih harmonika
(%)
Maksimalno dozvoqeno
totalno harmonijsko
izobli~ewe
(%)
69kV i mawe
3.00
5.00
115kV do 161kV
1.50
2.50
preko 161kV
1.00
1.50
Tabela 2. Dozvoqene grani~ne vrednosti naponskih harmonika u prenosnoj mreì
2.2.Standard AS2279.1
Ovaj standard se odnosi na harmonike prouzrokovane primenom ku}nih i wima sli~nih elektri~nih
aparata. U tabeli 6 navedena su ograni~ewa strujnih harmonika. U tabeli 7 navedena su ograni~ewa
naponskih harmonika.
[210]
energija
h 11
11 h 17
(%)
(%)
<20
4.0
20–50
h
23
Maksimalno
dozvoqeno
THD
(%)
23 h 35
35 h
(%)
(%)
(%)
2.0
1.5
0.6
0.3
5.0
7.0
3.5
2.5
1.0
0.5
8.0
50–100
10.0
4.5
4.0
1.5
0.7
12.0
100–1000
12.0
5.5
5.0
2.0
1.0
15.0
>1000
15.0
7.0
6.0
2.5
1.4
20.0
I KS I av max .
17
Tabela 3. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe od 120V do 69kV, koji se mogu
iwektirati u mreù
h 11
11 h 17
(%)
(%)
<20
2.00
20–50
h
23
Maksimalno
dozvoqeno
THD
(%)
23 h 35
35 h
(%)
(%)
(%)
1.00
0.75
0.30
0.15
2.50
3.50
1.75
1.25
0.50
0.25
4.00
50–100
5.00
2.25
2.00
0.75
0.35
6.00
100–1000
6.00
2.75
2.50
1.00
0.50
7.50
>1000
7.50
3.50
3.00
1.25
0.70
10.00
I KS I av max .
17
Tabela 4. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe od 69kV do 161kV
2.3.Standard AS2279.2
Ovaj standard se odnosi na harmonike generisane u industrijskoj opremi. U tabeli 8 se nalaze
maksimalne dozvoqene vrednosti harmonika napona u svakoj ta~ki elektroenergetskog sistema.
h 11
11 h 17
(%)
(%)
< 50
2.00
50
3.00
I KS I av max .
17
h
23
Maksimalno
dozvoqeno
THD
(%)
23 h 35
35 h
(%)
(%)
(%)
1.00
0.75
0.30
0.15
2.50
1.50
1.15
0.45
0.22
3.75
Tabela 5. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe ve}e od 161kV
2.4.Standard IEC 61000-3-2 U ovom standardu su specificirane grani~ne vrednosti harmonika struje, za jednofazne i trofazne
elektri~ne potro{a~e, nominalne struje do 16A i napona 220/380V. Stupio je na snagu 1. januara
2001. godine u zemqama Evropske Unije. Standard IEC 61000-3-2 klasifikuje elektri~na
optere}ewa na na~in prikazan u tabeli 9.
[211]
energija
Red harmonika–n
Harmonici struje (A)
neparni harmonici
3
5
7
9
11
13
15
15<n<39
2.40
1.19
0.80
0.42
0.35
0.22
0.16
0.15x(15/n)
parni harmonici
2
4
6
8<n<40
1.13
0.44
0.31
0.23x(8/n)
Tabela 6. Ograni~ewa strujnih harmonika prema standardu AS2279.1
Harmonici napona (%)
Red harmonika–n
neparni harmonici
3
5
7
9
11
13
15<n<39
0.85
0.65
0.60
0.40
0.40
0.30
0.25
parni harmonici
2
4<n<40
0.30
0.20
Tabela 7. Ograni~ewa naponskih harmonika prema standardu AS2279.1
Izvor napajawa
distributivna
mreà
Napon u ta~ki
vezivawa (kV)
Ukupno naponsko
izobli~ewe (%)
Pojedina~ni harmonici napona
(%)
neparni
parni
mawi ili jednak 33
5
4
2
22, 33 i 66
3
2
1
ve}i ili jednak 110
1.5
1
0.5
prenosna mreà
Tabela 8. Maksimalne dozvoqene vrednosti harmonika napona u svakoj ta~ki elektroenergetskog
sistema prema standardu AS2279.2
[212]
energija
Klasiifikacija IEC
IE 1000 – 3 – 2
Kllasifikacijja prema amaandmanu A14
KLA
ASA A
KLASA
KL
A
Uravnoteèni
trofazni
prijemniici
i Urravnoteènii trofaznii prijemnicci; Ku}ni
jednoofazni prijemnici koji se ne naalaze u apparati (iskq
qu~uju}i one koji spadaaju u klasu
ostallim klasama..
D)); Elektrii~ni alati (osim prrenosivih);
Diimeri za inkkadescentne lampe (ali ne
n i druga
opprema za elektri~no osvetqewe); Audio
urre|aji; Priijemnici kooji nisu navedeni
n
u
osstalim klasaama.
KLA
ASA B
KLASA
KL
B
Prennosivi elekttri~ni alatii.
Nema
N
izmena.
KLA
ASA C
KLASA
KL
C
Opreema za elekttri~no osvettqewe, snage preko Svva oprema za elektrii~no osvetq
qewe osim
diimera za inkadescentne llampe.
25W.
KLA
ASA D
KLASA
KL
D
Jednoofazni prijeemnici, snagge ispod 6000W, koji Jeednofazni prijemnici snage isppod 600W,
ne sppadaju u kllase B i C,
C nemaju ugra|ene
u
peersonalni raa~unari, monnitori, TV prrijemnici.
elekttri~ne motoore i imajuu ''poseban talasni
oblikk'' (slika 3).
Ta
Tabela
9. Klassifikacija prijemnika
p
shodno
s
IEC 61000-3-2
6
st
tandardu
Sllika 3. Speciijalni talassni oblik (zaa klasu D)
Prvoobitno objavqen standarrd IEC 610000-3-2 je koriistio klasif
fikaciju dattu u levoj koloni tabelee
9, sa specijalnim
m talasnim oblikom
o
(sliika 3). Ovaj talasni obllik predstavvqa grani~nnu obvojnicuu
strujnnog talasa, tj. 95% strrujnog talassa, u svakoj poluperiodii, mora bitii unutar ovvog talasnogg
oblikka. Posle pregovora
p
saa nekim prooizvo|a~imaa koji se niisu slagali sa ovakvim
m granicama,,
objavvqena je izm
mena ove klaasifikacije,, amandman A14,
A
koja je navedena u desnoj kolonni tabele 9..
Jednoo vreme su se
s koristilee obe klasif
fikacije, alli od januaraa 2004. godinne vaì sam
mo izmewenii
standdard (amandm
man A14). U tabelama 10 do 13 su date
d
grani~nne vrednostii strujnih haarmonika zaa
svakuu od 4 klase prijemnika.. Prime}ujem
mo da su graanice date saamo za pojeddina~ne harm
monike, a nee
navodde se vrednossti faktoraa totalnog haarmonijskog izobli~ewaa (THD). Na sslici 4 su prredstavqenee
granii~ne vrednosti za totallno strujno harmonijskoo izobli~ew
we, u funkciiji snage pootro{a~a zaa
naponn 220V.
[213]
energija
Red harmonika–n
Maksimalna dozvoqena vrednost
strujnih harmonika (A)
neparni harmonici
3
5
7
9
11
13
15≤n≤39
2.30
1.14
0.77
0.40
0.33
0.21
2.25/n
parni harmonici
2
1.08
4
0.43
6
0.30
8≤n≤40
1.84/n
Tabela 10. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika za klasu A prijemnika
Red harmonika–n
strujnih harmonika (A)
neparni harmonici
3
5
7
9
11
13
15≤n≤39
3.450
1.710
1.155
0.600
0.495
0.315
3.375/n
parni harmonici
2
1.620
4
0.645
6
0.450
8≤n≤40
2.76/n
Tabela 11. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika za klasu B prijemnika
2.5.Standard IEC 1000-3-6
Ovaj standard defini{e uslove prikqu~ewa potro{a~a na sredwenaponsku i visokonaponsku
mreù. Kako se u posledwe vreme na elektroenergetsku mreù prikqu~uje sve vi{e nelinearnih
potro{a~a, koji emituju vi{e harmonike u samu mreù, ne sme do}i do prekora~ewa dozvoqenog
nivoa harmonika u mreì. Ovaj princip je prikazan na slici 5.
[214]
energija
strujnih harmonika
(% osnovnog harmonika)
2
2
3
30% x cos ϕ
5
10
7
7
9
5
11≤n≤39
3
Tabela 12. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika za klasu C prijemnika
Red harmonika–n
Red harmonika–n
75W<P<600W
Maksimalna dozvoqena
vrednost strujnih harmonika
(mA/W)
P>600W
Maksimalna dozvoqena
vrednost strujnih harmonika
(A)
3
5
7
9
11
13
15≤n≤39
3.40
2.30
1.90
1.14
1.00
0.77
0.50
0.40
0.35
0.33
0.296
0.21
3.85/n
2.25/n
Tabela 13. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika za klasu D prijemnika
100
80
THDi(%)
60
Snaga
(W)
Grani~na
vrednost
THDi (%)
<600
1000–1500
>3500
90
60
26
40
20
0
0
1000
2000
3000
4000
Snaga (W)
Slika 4. Granice THDi u funkciciji snage potro{a~a za napon 220V (IEC 61000-3-2 & 61000-3-4)
Nivo naponskih harmonika u elektroenergetskom sistemu, kao {to je ve} re~eno, ne sme pre}i
odre|enu, definisanu vrednost. Ovaj standard propisuje te vrednosti za niskonaponsku (NN),
sredwenaponsku (SN) i visokonaponsku mreù (VN), (tabela 14).
[215]
Emi si ja har moni ka 1. kor i sni ka
*
*
*
Emi si ja har moni ka M kor i sni ka
Dozvoq ena dodat na emi si ja
har moni ka pot enci jal ni h novi h
kor i sni ka
Mi ni mal na zaht evana r ezer va
ukupna dozvoq ena
emi si ja har moni ka koja i scr pq uje
r ezer vu
ukupna emi si ja
har moni ka post oje} i h
pot r o{ a~a
Lokal na emi si ja har moni ka
dozvoq en ni vo har moni ka u el ekt r oener get skoj mr e` i
energija
Emi si ja har moni ka i z dr ugi h
si st ema
Slika 5. Uslovi prikqu~ewa potro{a~a na mreù elektroenergetskog sistema shodno standardu
IEC 1000-3-6
Ovaj standard defini{e na~ine merewa harmonika. Mere se: U nvk -efektivna vrednost n–tog
harmonika merena u veoma kratkom prozoru (3s) ili U nk -efektivna vrednost n–tog harmonika
merena na kratkom prozoru (10 minuta). Tako|e, va`ne statisti~ke vrednosti su: maksimalna
vrednost, 95%-na verovatno}a dostizawa odre|ene vrednosti i sredwa vrednost neke elektri~ne
veli~ine (npr. grani~na vrednost naponskog harmonika).
3. TEHNI^KA RE[EWA ZA RE[AVAWE PROBLEMA KVALITETA ELEKTRI^NE
ENERGIJE
U tabeli 15 je prikazana primena razli~itih mogu}ih tehni~kih re{ewa, za potpuno ili delimi~no
re{avawe problema kvaliteta elektri~ne energije, u funkciji poreme}aja koji ugroàva kvalitet
elektri~ne energije. U tabeli 16 prikazana je primena razli~itih tehni~kih re{ewa u funkciji
vrste potro{a~a, odnosno mesta na kome se vr{i uticaj na kvalitet elektri~ne energije. Mawe ili
vi{e zatamwena poqa u ovim tabelama ukazuju na to da se odre|eno tehni~ko re{ewe moè, u
odre|enoj meri, primeniti za poboq{awe kvaliteta elektri~ne energije. Prilikom izbora opreme
za otklawawe odre|ene vrste poreme}aja u kvalitetu elektri~ne energije treba voditi ra~una o:
statusu postoje}e tehnologije (da li je konvencionalna, da li je u razvoju ili postoji samo kao
[216]
energija
prototip); opsegu wene primene; prednostima i manama konkretne primene; ceni; prioritetu
ugradwe u zavisnosti od svih mogu}ih poreme}aja na posmatranom mestu.
Neparni harmonici
VN
5
7
11
13
17
19
23
25
6
5
3.5
3
2
1.5
1.5
1.5
2
2
1.5
1.5
1
1
0.7
0.7
h > 25
0.2 1.3
25
h
0.2 0.5
NN–SN
VN
3
9
15
21
h > 25
5
1.5
0.3
0.2
0.2
2
1
0.3
0.2
0.2
harmonik napona (%)
red harmonika
h
NN–SN
harmonik napona (%)
red harmonika
h
multipl broja 3
red harmonika
h
nije multipl broja 3
Parni harmonici
2
4
6
8
10
12
h > 12
harmonik napona (%)
NN–SN
VN
2
1
0.5
0.5
0.2
0.2
0.2
2
1
0.5
0.5
0.5
0.2
0.2
25
h
Tabela 14. Nivoi naponskih harmonika u elektroenergetskom sistemu shodno standardu IEC 1000-
Izvodi u
postroje-wu
Grupa
potro{a~a
50kVA-2MVA
Primeweno tehni~ko re{ewe
Individualni
potro{a~i do
50kVA
2-2
Konvencionalno tehni~ko re{ewe
Ferorezonantni transformatori
Magnetni sintisajzeri
Konvencionalne motor-generator
grupe
Sistemi za besprekidno napajawe
Pasivni filtri harmonika
Prigu{nice
Novo tehni~ko re{ewe
Motor-generatorske grupe sa
{tampanim polovima
zamajcem
Stati~ki prekida~i sa rezervnim
napajawem
Aktivni filtri
Paralelno vezani sistemi sa
akumulisanom energijom
Redni aktivni kondicioneri
Mikroprocesorski regulisani
regulacioni transformatori
Tabela 15. Primena tehni~kih re{ewa u odnosu na vrstu potro{a~a, odnosno u odnosu na mesto na
kome se vr{i uticaj na kvalitet elektri~ne energije
[217]
energija
4.ZAKQUÂK
Tranzijenti
Harmonici
Fluktuacija
napona
Propadi napona
Primeweno tehni~ko re{ewe
Trenutni prekid
Prekid rada
Problemi vezani za kvalitet elektri~ne energije su svakim danom sve vi{e izraèni, sa
perspektivom jo{ ve}eg uslo`wavawa. U ovom radu je predo~ena problematika vi{ih harmonika. O
va`nosti problematike vi{ih harmonika, generalno problematike kvaliteta elektri~ne energije,
svedo~i i sve ve}a pa`wa i aktivnosti vode}ih svetskih kompanija koje se bave proizvodwom
elektroenergetske opreme, i u ~ijim proizvodnim programima su ure|aji (izuzetno prisutni u novije
vreme) koji se primewuju za korekciju kvaliteta elektri~ne energije. Za problem kvaliteta
elektri~ne energije moè se re}i da je postojao od samog nastanka elektroenergetskih sistema. Sa
napredovawem tehnologije (poluprovodnici, prisustvo energetske elektronike, gomila
nelinearnih komponenti, …) pojavqivali su se i sve ozbiqniji poreme}aji i problemi vezani za
kvalitet elektri~ne energije, koji su postajali izvori smetwi i za druge osetqive potro{a~e
elektri~ne energije (koji su te smetwe mogli da osete). Problemima su me|utim izloène i same
komponente elektroenergetskog sistema. Ovo su svakako najva`niji razlozi zbog kojih problem
kvaliteta elektri~ne energije dolazi u ìù interesovawa kako ve}ine potro{a~a koji su na svojoj
koì iskusili posledice lo{eg kvaliteta isporu~ene im elektri~ne energije, tako i samih
isporu~ilaca elektri~ne energije (u najve}em broju slu~ajeva preduze}a koja se bave distribucijom
elektri~ne energije).
Konvencionalno tehni~ko re{ewe
Ferorezonantni
transformatori
Magnetni sintisajzeri
Klasi~ne motor-generator grupe
UPS sistemi
Pasivni filtri
Prigu{nice sa odvodima
Novo tehni~ko re{ewe
{tampanim polovima
zamajcem
Stati~ki prekida~i sa
rezervnim napajawem
Aktivni filtri
Paralelno vezani sistemi sa
akumulisanom energijom
Redni aktivni kondicioneri
Mikroprocesorski regulisani
regulacioni transformatori
Tabela 16. Primena tehni~kih re{ewa u funkciji re{avawa poreme}aja u kvalitetu elektri~ne
energije (svetlija poqa ozna~avaju delimi~nu za{titu a tamnija poqa ozna~avaju potpunu
za{titu)
5.LITERATURA
1.Math H. J. Bollen, “Understanding Power Quality Problems”, IEEE Press, New York, USA, 2000. 2.David Chapman, Ken West, David Bradley, Derek Maule, Hans De Keulenaer, “Power Quality Application Guide”, Copper Development Association, London, UK, 2001. [218]
energija
[219]
energija
JEDNA VARIJANTA ALGORITMA ZA DIGITALNU USMERENU
ZA[TITU - DEO1 – ALGORITAM USMERENOG RELEJA
G. \uki}, Elektrotehni~ki fakultet u Beogradu
@. Quboja, Elektroprivreda Republike Srpske
UDC: 621.316.9 : 001.573
UVOD
Jedna od kqu~nih sekvenci rada usmerenog releja je odre|ivawe „smera“, odnosno konstatacija da li
je kvar „ispred“ ili „iza“ releja, u odnosu na poziciju na kojoj je za{tita instalirana. Usmereni
relej na bazi kombinovawa dovedenih mu ulaznih veli~ina (a to je neka od slede}ih kombinacija:
fazna struja i me|ufazni napon; fazni napon i fazna struja; nulta komponenta napona i nulta
komponenta struje, inverzna komponente napona i struje) treba pravilno da detektuje smer ali i da
proveri odgovaraju}i prekostrujni uslov reagovawa (da li dolazi do prekora~ewa pode{ene
vrednosti struje). Tako|e, treba napomenuti, da sve nabrojane veli~ine ne moraju i direktno biti
merene-neke od wih se mogu numeri~ki izra~unavati na bazi minimalnog seta stvarno merenih
veli~ina koji zavisi od raspoloìvih merewa u postrojewu, {to je ;esta situacija kod primene
savremenih mikroprocesorskih za{tita.
Kqu~ne re~i: algoritam, digitalni releji, algoritam, usmerena za{tita.
1. ОПШТИ ПОЈМОВИ
У овом поглављу дефинисани су општи појмови везани за прекострујни и усмерени релеј:
величине које релеј мери, функција и општи принцип рада на основу улазних величина.
Замишљено је да ово буде довољно за разумјевање функције поменутих релеја и да послужи
као основа за реализацију алгоритма за нумерички усмјерени прекострујни релеј. Из тог
разлога нећемо улазити у конкретне принципе рада релеја прве двије генерације
(електромеханички и статички релеји) с тим више што се они битно разликују од принципа
рада дигиталних, мада су основне функције релеја у оба случаја исте. Обичан прекострујни
релеј спада у релеје са једном улазном величином, у овом случају струјом штићеног објекта.
Мерена величина се стално пореди са подешеном вредношћу. Релеј реагује када мерена струја
постане већа од подешене вредности струје. С обзиром на зависност времена реаговања од
вредности мерене величине тј. струје имамо:
•
прекострујни релеј са дефинисаним временом реаговања, чија је карактеристика
приказана на слици 1а) и
• прекострујни релеј са инверзном карактеристиком реаговања, чија је карактеристика
приказана на слици 1б).
У првом случају време реаговања након испуњеног услова за реаговање, тј. I>Ipod, је фиксно и
не зависи од вредности струје штићеног објекта, док у другом случају имамо да је поменуто
време зависи од вредности струје и то време реаговања је краће за веће вредности струје и
обрнуто.
t
t
зона реаговања
зона реаговања
tr
Ipod
а)
I
Ipod
б)
Слика 1. Карактеристика реаговањапрекострујног релеја са дефинисаним
временом реаговања (а) и са инверзном карактеристиком реаговања (б)
[220]
I
energija
Прекострујни релеј се користи сам или у склопу сложенијих заштита. У овом случају у
зависности од конкретне заштите релеју се доводе различите струје и то: фазне струје код свих
врста трофазних заштита и двофазних са два монофазна релеја и нулта струја у заштитама од
кварова при којима се јавља квар са земљом. Заштите базиране само на прекострујним релејима
не могу да одреде са које стране релеја је настао квар, тј. не могу да одреде смер. Ово
представља проблем кад се имају двострано напајани кварови гдје се обичним прекострујним
релејима не може постићи селективност. Због тога се ове заштите могу користити само у
једнострано напајаним радијалним мрежама, односно за заштите у којим се мери нулта струја у
мрежама са једним уземљеним звездиштем јер оно представља извор нулте компоненте струје.
Област примене прекострујних релеја се може проширити у комбинацији са усмјереним
релејом. Усмерени релеј спада у релеје са две улазне величине, које су у овом случају
адекватни напон и струја. Као и у случају прекострујног релеја и овде карактер улазних
величина није једнозначно одређен. Касније ћемо нешто више рећи о избору ових величина.
Усмерени релеј има референтни смер и за оно што се налази у правцу тог смера кажемо да је
испред релеја тј. има позитиван смијер, а оно у супротном правцу, иза тј. има негативан смер.
Конкретно у раду, референтни смер је везан за начин мерења струје (смер мерене струје).
Задатак усмереног релеја je одређивање места (смера) квара у смислу да ли се оно налази
испред или иза релеја. Један начин одређивања смера усмереног релеја, презентован у овом
раду, је одређивање смера тока активне односно реактивне енергије у мрежи у односу на
референтни смер релеја, што је практично еквивалентно одређивању знака одговарајућих снага.
Ове двије функције су уско везане јер се прва најчешће остварује преко друге. При квару у
мрежи има се доминантан утицај параметара мреже. Релевантан параметар је аргумент
импедансе петље квара тј. ϕkvara = arctg X/R (линија вода). У случају усмереног релеја нас не
интресује удаљеност квара од релеја већ само његов смер (испред или иза релеја) и зато је
довољно посматрати аргумент петље квара, а не и вредности реактансе и отпорности, односно
параметре X и R. Када се квар налази иза релеја струја има супротан смер тј. фазу па се имају
супротне вредности за X и R у односу на квар испред релеја. Ако се ситуација анализира у
комплексној равни, слика 2, може се приметити да у овом случају аргумент петље квара има
вредност већу за
у односу на случај са кваром испред релеја. Дакле, релеј на основу
доведених напона Ur и струје Ir може одредити аргумент импедансе ϕ и упоредити га са
аргументом импедансе петље квара ϕkvara. Аргумент импедансе петље квара ϕkvara приказан у
комплексној равни представља полуправу повучену из координатног почетка (плава линија на
слици 2). Потребно је за релеј дефинисати област око ове полуправе кад ће релеј реаговати, тј.
одредити овај смер као позитиван. Ово се ради тако што се дефинише његова карактеристика
усмерености (црвена линија на слици 2). Ова карактеристика је обично права линија која
пролази кроз координатни почетак, мада у неким случајевима може бити и сломљена у
координатном почетку (тако да се састоји од две полуправе) или имати облик круга који
пролази кроз координатни почетак. У сваком случају ова карактеристика дели комплексну
област на област реаговања и област блокирања.
Карактеристика усмерености релеја се бира тако да буде нормална на правац аргумента петље
квара ϕkvara. Овако се има најмања могућност грешке у одређивању смера. Треба приетити да су
активна и реактивна снага P и Q, које релеј може одредити на основу доведених напона Ur и
струје Ir, директно пропорционалне резистанси R односно реактанси X коју релеј види на
основу истих улазних величина. Одавде следи да је аргумент мерене снаге једнак аргументу
мерене импедансе. Дакле за рад релеја може се искористити аргумент снаге. Ово наводимо из
разлога што релеји у већини случајева одређују снаге јер се лакше добијају. За рад релеја са
општом карактеристиком усмјерености као на слици 2 потребно је карактеристику представити
у адекватном аналитичком облику. Један начин је преко угла ϕkar када карактеристика има
облик:
ϕ kar
[221]
const ,
ϕ kar
(−
, ).
2 2
energija
Из мерених снага P и Q функцијом arctg се одређује угао ϕ и пореди са ϕkar.. Услов реаговања за
смер као на слици 2 би био:
за
P
за
P
Q
P
Q
0 : arctg
P
0 : arctg
ϕ kar
ϕ kar
Коришћена функција arctg је релативно захтевна за нумеричко израчунавање и узимала би
доста процесорског времена. Стога се тежи радити без ње.
jX
ϕ k var a
Област реаговања
ϕ kar
Област блокирања
R
Слика 2. Карактеристика усмерености релеја
Начин да се избегне функција arctg је да се карактеристика ддобије преко tgϕkar у облику:
tgϕkar
const ,
ϕ kar
уместо :
const .
Услов реаговања релеја за смер као на слици 2 би био:
за
P
за
P
Q
P
Q
0:
P
0:
У оба претходна случаја јавља се проблем када P
tgϕ kar
tgϕ kar
Q
0 јер израз P
. Проблем се може
отклонити тако што се комбинују функције tg и ctg јер друга ради са изразом
P
.
Q
За P
Q
препоручује се рад са функцијом tg, а за P<Q рад са функцијом ctg. Ово додатно усложњава
услове реаговања релеја са општом карактеристиком усмерености. Но међутим, у пракси се
ретко користи рад са општом карактеристиком усмерености. Прво нема потребе за тим јер неке
једноставније карактеристике, које ћемо дефинисати у наставку, дају довољно добре резултате.
Друго постиже се уштеда у процесорском времену. Ове једноставније карактеристике које су
специјални случај опште свој рад темеље на алгебарском знаку P и Q. Приказаћемо два основна
и најједноставнија случаја ових карактеристика помоћу којих се могу добити неке сложеније
карактеристике.
[222]
energija
На слици 3а) дата је карактеристика усмерености базирана на знаку активне снаге. Дакле релеј
са оваквом карактеристиком одређује смер тока активне енергије, тј. реагује када је P>0 што је
еквивалентно услову R>0. Карактеристикака обухвата 1. и 4. квадрант. На слици 3б) дата је
карактеристика усмерености на бази знака реактивне снаге. Релеј одређује смер тока реактивне
енергије, тј. реагује када је Q>0 што је еквивалентно услову X>0. Карактеристика обухвата 1. и
2. квадрант.
jX
jX
Област
блокирања
Област
реаговања
Област
реаговања
R
а)
Област
блокирања
R
б)
Слика 3. Карактеристика релеја активне снаге (а) и карактеристика релеја реактивне снаге(б)
Види се да је за рад релеја са карактеристикама као на слици 3 довољно из мерених величина
одредити само знак активне односно реактивне снаге што је далеко једноставније од рада са
функцијама типа tg, arctg... У овим случајевима релеји одређују смер тока активне односно
реактивне енергије па се тако и зову. Наравно могуће је области реаговања одабрати супротно
тако што релеји реагују за P<0 односно Q<0. Карактеристике тада обухватају 2. и 3. односно 3.
и 4. квадрант респективно. Комбиновањем услова реаговања по знаковима обе снаге P и Q могу
се добити релеји чија је област реаговања било која комбинација једног, два или три квадранта
комплексне равни. Избор области реаговања, као и у случају рада са општом карактеристиком,
зависи од средње вредности аргумента импедансе коју види релеј при квару, а која зависи и од
избора улазних величина релеја о чему ће бити још речи.
1.1. Проблем мртве зоне усмереног релеја
Код кварова у близини усмереног релеја јавља се проблем јер напони падају на мале вредности.
Овај проблем је посебно био изражен код електромеханичких релеја који су користили енерију
из мерених сигнала за погон релеја. И код релеја друге (статичких) и треће (дигиталних)
генерације ово представља проблем јер при малим вредностима напона не може се поуздано
утврдити смер због јачања утицаја грешака мерења, шумова и свега осталог што је било
занемариво при већим вредностима напона. Проблем је донекле био решаван адекватним
избором напона и струје који се доводе релеју. Дигитални релеји имају велику предност у томе
што могу памтити вредности мерених сигнала. Кад напон постане исувише мали за одређивање
смера користи се претходно меморисана вредност напона. Ово има смисла из разлога што се
фазни став напона релативно мало мења при квару.
1.2. Избор улазних величина
1.2.1.Усмерени релеј у фазним прекострујним заштитама
Усмерени релеј се по правилу веже на фазну струју и међуфазни напон. Комбинација струје и
напона који се доводи релеју назива се “спрегом”. Коришћење међуфазног напона се
примјењује из разлога што се тако елеминише проблем мртве зоне у свим случајевима осим у
случају блиског трополног кратког споја. Избором спреге остварује се вештачки фазни померај
[223]
energija
струје у односу на напон. За примену у дигиталним релејима најпогоднија је спрега са
померајем струје у односу на напон од +90 из разлога што је унутрашњи угао дигиталних
релеја једнак нули. У овом случају релеју се доводе комбинације величина дефинисане у табели
1.
фаза
Ur
Ir
A
B
C
UА
UB
UC
IA
IB
IC
UA
Ir=IA
Ur=UBC
90
UC
UB
Табела 1. Улазне величине за спрегу 90
Слика 4. Улазне величине за релеј у фази А
Фазна прекострујна заштита је осетљива на све кварове са великим фазним струјама, већим од
максималне радне струје, јер подешене струје морају бити веће од ње како релеј не би реаговао
и без квара. То су најчешће случајеви међуфазних кварова без обзира на начин уземљења и
једнополних кварова кад је мрежа директно уземљена. У свим овим случајевима доминантан
утицај на струју квара имају редне реактансе елемената. Из тог разлога фазне струје су
претежно индуктивног карактера, тј. касне за фазним напоном 90 (реално увек мање). При
спрези 90 Ur и Ir су приближно у фази па се при овом избору улазних величина може користи
релеј активне снаге са карактеристиком као на слици 3а) и условом реаговања P>0. Због
могућности отклањања мртве зоне коришћењем меморисане вриједности напона прије пропада
испод минималне вредности потребне за рад, код нумеричких релеја би се могла користити и
фазна вредност напона као улазна величина. Овај начин рада има једну предност, а то је да
снаге које релеј рачуна у овом случају представљају стварне снаге у појединим фазама и могу
се користити у неке друге сврхе за разлику од прошлог случаја кад снаге нису биле стварне и
служиле су само за рад релеја.
фаза
Ur
Ir
A
UBC
IA
B
C
UCA
UAB
IB
IC
Табела 2. Међуфазни напон и фазна струја
Ur=UA
Ir=IA
UC
UB
Слика 5. Улазне величине за релеј у фази А
У овом случају се нема фазни померај због спреге па се при квару као у претходном случају
има да струја Ir касни за напоном Ur за 90 . Користи се релеј реактивне снаге са
карактеристиком као на слици 3б) и условом реаговања Q>0.
1.2.2. Усмерени релеј у нултим прекострујним заштитама
У случајевима кварова са малим фазним струјама, мањим од максималне радне струје, фазне
прекострујне заштите нису осетљиве. Тада се користи особина несиметрије и појаве нулте
компоненте струје које нема у нормалном радном режиму. Дакле, прекострујни релеји нулте
компоненте су неосетљиви на симетричне режиме и подешавају се на струје испод максималне
радне. Случајеви квара са малим фазним струјама, кад је неопходна примјена нулте усмерене
прекострујне заштите, су једнополни кварови у свим случајевима осим у мрежама са директно
[224]
energija
уземљеним звездиштем. Усмереном релеју који се користи у заштитама нулте струје доводе се
нулте компоненте напона и струје. Постоје два начина за довођење релеју нултих компоненти
напона и струје и то:
a) релеј нулте компоненте рачуна из фазних, једноставно векторским сабирањем:
3I0=IA+IB+IC
3U0=UA+UB+UC
b) релеју се доводе већ одређене нулте компоненте (из филтара нултих компоненти).
У случају усмереног релеја нулте компоненте није једноставно одредити карактеристику
усмерености као у случају усмереног релеја за фазне струје јер однос фазних ставова нултих
компоненти зависи од конфигурације мреже а првенствено од начина уземљења. Даћемо краћи
преглед односа фазних ставова U0 и I0 при кваровима у којима се јавља земљоспој, у зависности
од врсте уземљења као и предлог потребне карактеристике усмерености релеја.
За мрежу уземљену директно или уземљену преко нискоомске реактансе има се да I0 фазно
предњачи U0 теоријски 90 , а практично за (100 120) . За детекцију смера може се користити
релеј реактивне снаге, али са супротном карактеристиком од карактеристике на слици 3б) тј.
услов реаговања треба бити Q<0. Карактеристика обухвата 3 и 4 квадрант. Фазни померај I0
испред U0 је већи што је већи утицај активне отпорности. Гранични случај је мрежа уземљена
преко активне отпорности, када вреди 3R>>Xd + Xi + Xo ( гдје су претходни сабирци директна,
инверзна и нулта реактанса гледане са места квара ). У овом случају се има се да I0 предњачи U0
до 180 (реало увек је мање). Може се користити релеј активне снаге са условом реаговања P<0.
Карактеристика обухвата 2 и 3 квадрант. Претходни случајеви обухватају дакле ситуације
директног уземљења када се струје кварова не ограничавају и уземљење преко нискоомске
импедансе када су струје ограничене на 300А. Видимо да се ова два случаја могу обухватити
једном карактеристиком усмерености која садржи 3 квадрант са условом реаговања Q<0 P<0.
У изолованим мрежама има се да I0 фазно касни за U0 за 90 . У овом случају треба обратити
пажњу на то да ако са сабирница гдје је постављен усерени релеј полази само једнан вод на
месту релеја (на почетку вода) нема нулте струје. Ово се дешава јер се она затвара само кроз
оточне капацитете вода. У овом случају комплетна струје квара се затвори кроз оточне
капацитете штићеног вода па се на месту релеја има да је сума фазних струја једнака 0. У
случају два или више водова струја квара се затвара кроз оточне капацитете и осталих водова
осим штићеног па сума фазних струја није нула, те се има I0. Нулте струје у осталим водовима
имају супротан смер од нулте струје у штићеном воду па се усмереним релејом може остварити
селективност. Треба користити релеј реактивне снаге са условом реаговања Q>0.
Карактеристика садржи 1 и 2 квадрант
У компензованим мрежама, тј. мрежама уземљеним преко Петерсенове пригушнице, ситуација
је слична као у претходном случају с тим да у воду са кваром постоји и индуктивна струја
пригушнице која у односу на капацитивне струје има супротан смиер. Због њеног доминантног
утицаја у воду са кваром има се да су нулте струје у свим водовима истог смера па се не може
користити усмерени релеји реактивне снаге као у претходном случају. Користи се особина да
струја пригушнице садржи и активну компоненту па се употребљава релеј активне снаге са
условом реаговања P>0. Карактеристика садржи 1 и 4 квадрант. Видимо да је за исправан рад
усмереног релеја нулте струје потребно релеју доставити информацију о начину уземљења
чиме се бира једна од карактеристика усмерености.
2. РЕАЛИЗАЦИЈА РУТИНЕ ЗА ПРЕКОСТРУЈНИ УСМЕРЕНИ РЕЛЕЈ
Програм је конкретно написан као скрипт фајл за MATLAB. Изабрано окружење се показало
удобним за тест фазу развоја релеја, што овај рад и предстаља. Главни програм (програм којим
[225]
energija
се реализује прекострујни усмјерени релеј) носи назив Relej.m и покреће се из MATLAB
командног прозора. Уз програм иде конфигурациони фајл KonfigReleja.dat у коме се уписују
подешавања релеја и то:
подешена вредност фазне струје
дефинисано време реаговања за фазну заштиту
подешена вредност нулте струје
дефинисано вриеме реаговања за нулту заштиту
вредност фазног напона испод које се ради са меморисаним вредностима напона
подешено време сигурносне задршке.
Одбирци сигнала које главни програм чита смјештени су у фајловима naponi.dat и struje.dat у
облику три колоне, за три фазне величине (A,B,C). У фајлу Param_sim.dat налазе се следећи
подаци: број одбирака у периоди и укупно трајање сигнала (симулације), смештени наведеним
редом. Главни програм резултате записује у фајлове: Faza_a.dat, Faza_b.dat, Faza_c.dat и
Nulte_komponente.dat у 9 колона у које се уписују подаци типа нпр. у Faza_a.dat: време, Ubc2,
Iasr2, Pasr2, Qasr2, usl_reag_a, reaguje, usl_blok_a, blokira. За генерисање одбирака сигнала
користи се програм Gen_signala.m који се као и главни програм покреће из MATLAB
командног прозора. За његов рад неопходан је фајл ParametriSignala.dat у коме се кофигурише
сигнал. Овај програм одбирке смешта у поменуте фајлове и ажурира Param_sim.dat. Могу се
користити и одбирци добијени на неки други начин и тада их је потребно убацити у
одговарајуће фајлове на поменути начин и потребно је у Param_sim.dat уписати податке о
броју одбирака у периоди и време праћења сигнала.
У наставку је дат опис реализације и функционисања главног програма Relej.m. Замишљено је
да програмска рутина за прекострујни усмерени релеј обухвати трофазну и нулту прекострујну
усмерену заштиту са дефинисаним временом реаговања. Овим ће бити искоришћена боља
осетљивост нулте заштите у кваровима са земљом, а за остале кварове биће задужена трофазна
усмерена прекострујна фазна заштита. Оваква заштита је осетљива на све врсте кварова. До
сада смо говорили о прекострујном и усмереном релеју као посебним целинама у циљу бољег
упознавања функција и принципа рада. Код дигиталних релеја ове функције се интегришу у
јединствен програм који изврашава један релеј. У конкретном случају програмска рутина је
реализована као целина али се функцијски може подијелити на:
блок за мерење
блок за заштиту.
Блок за мерење одређује све потребне параметре на основу којих блок за заштиту одређује
стање штићене опреме и зависно од стања генерише одговарајуће управљачке сигнале.
2.1.Избор улазних величина и начин њиховог добијања
Узето је да релеј мери тј. да му се доводе фазне величине. За реализовање трофазне
заштите одабран је рад са линијским напонима и фазним струјама. Линијски напони се добију
рачуном из фазних. Користи се спрега 90 из већ поменутих разлога.
Нулти напон и струја, потребни за реализовање нулте заштите, рачунају из мерених
фазних величина.
Фазне величине, које релеј мери, се одабирају, тј. ради се са вриедностима из дискретних
временских тренутака. Програм је реализован тако да узима готове одбирке мерених величина
из одговарајућих фајлова. Одбирци се узимају један по један што би требало да буде
еквивалентно читању АД конвертора. Иначе већ је речено да је обезбеђење ових одбирака
задатак хардвера тако да се решењем са читањем фајла не губи на општости урађеног програма.
[226]
energija
2.2. Опис рада блока за мерење
За одређивање потребних параметара коришћена је Фуријеова рекурзивна метода. Она је
у односу на нерекурзивну знатно бржа и погодна је за примену једноставног алгоритма
двоструког усредњавања за отклањање највећег дела грешке услед одступања фреквенције.
Релеј у реалним условима ради трајно, тј. обрађује неограничен број одбирака улазних
сигнала. Да би се омогућио овакав рад било је потребно остварити принцип проточности
података. Он се базира на томе да се подаци са којима се ради памте онолико дуго колико су
потребни за алгоритам. Ово се остварује тако што се за чување података користе проенљиве
(поља) са којима се ради на принципу померачких регистара. Дужина одговарајућих
променљивих (у даљем тексту их називамо регистрима) одређен је потребама алгоритма, тј.
колико стари подаци улазе у прорачун. Нпр., за чување улазних података (одбирака напона и
струје) коришћена метода захтева регистре дужине m+1 (m-број одбирака у периоду), за
усредњавање су потребни регистри дужине m/2+1 јер се усредњава на пола периода. У сваком
циклусу памти се нови податак, остали се померају за једно место, а најстарији се потискује тј.
заборавља. Дакле програм је реализован овако иако он у принципу ради са коначним бројем
одбирака (онолико колико их има у фајлу). Тежња је била да се реализује програм који уз
минималне измене може да се имплементира на неком микроконтролеру.
У сваком циклусу очитавају се нове вредности одбирака фазних напона и струја.
Рачунају се линијски напони, као и нулте компоненте напона и струје. На основу очитаних и
добијених вредности Фуријеовом рекурзивном методом се одређују реални и имагинарни
делови фазора линијских напона и фазних струја (у даљем тексту ће се подразумевати да су
напони линијски а струје фазне). Нпр. за струју у фази А важи:
Re_Ia=Re_Ia+(Ia_AD-Ia(1))*Tab_cos(n)
Im_Ia=Im_Ia-(Ia_AD-Ia(1))*Tab_sin(n)
где је Ia_AD тренутно очитана вредност, Ia(1) је најстарија у регистру за чување одбирака.
Tab_cos(n) и Tab_sin(n) су унапред израчунати тригонометријски коефицијенти. Индексирају се
са n који иде у границама 1 m и периодично се понавља.
За потребе прекострујног релеја у предложеном алгоритму рачуна се квадрат ефективних
вриједности струја. Ради се са квадратом због сложености реализације функције корена. У
иницијализацији релеја све подешене вриједности струје се квадрирају и ради се са квадратима.
Ово се ради једном у старту а кореновање би се радило у сваком циклусу. Двоструко
усредњавање квадрата ефективних вредности струје ради се на половини основног периода. За
сваку вредност су потребна три регистра дужине m/2+1. Само рачунање средњих вредности се
ради рекурзивно тако да не узима много процесорског времена. За линијске напоне такође се
рачунају квадрати ефективних вредности. Ове вредности служе за детекцију блиског квара,
када оне постају веома мале. У случају блиског трополног квара користе се меморисане
вредности напона. Чувају се израчунати реални и имагинарни делови фазора напона. Због
кашњења Фуријеове методе у износу од једног периода када детектујемо да је напон низак већ
је прошла једна периода таквог сигнала, због тога се памте два периода напона. Користе се
регистри дужине 2m. Када се детектује близак квар за даљи рачун се користе вредности из
регистра и то старе тачно два периода да не дође до фазне грешке. Заустави се даље пуњење
овог регистра а његов садржај се ротира сваки циклус за једно место да би вредности које
узимамо стално биле на истој позицији (најнижој). И даље се узимају одбирци напона, рачунају
и прате квадрати ефективних вредности. Уколико се оне подигну изнад прага наставља се
нормалан рад.
За рад усмереног релеја потребно је одредити активну и реактивну снагу. Рачунају се из
реалних и имагинарних делова струје и напона као:
Pa(mp)=Re_Ubc*Re_Ia+Im_Ubc*Im_Ia
Qa(mp)=-Re_Ubc*Im_Ia+Im_Ubc*Re_Ia.
[227]
energija
Уколико се има близак квар рачуна се са меморисаним напоном:
Pa(mp)=Re_Ubc_mem(1)*Re_Ia+Im_Ubc_mem(1)*Im_Ia
Qa(mp)=-Re_Ubc_mem(1)*Im_Ia+Im_Ubc_mem(1)*Re_Ia
Као код квадрата ефективне вредности струје ради се двоструко усредњавање добијених снага.
Осим отклањања грешке при одступању фреквенције сигнала од номиналне, усредњавање
смањује таласност прелазних процеса и смањује вероватноћу грешке у одређивању смера.
Након овога се извршава заштитни блок који ће бити описан посебно. После заштитног
блока ради се још пар операција мерног блока. Померају се регистри одбирака и регистри за
усредњавање. Ажурирају се регистри за меморисање напона како је претходно објашњено.
Опционо, меморишу се у фајлове релевантне величине и излази релеја.
Алгоритам описаног дела програма приказан је на слици 6.
2.3. Опис рада блока за заштиту
Овај део програма на основу претходно израчунатих величина одређује стање штићене опреме
и у зависно од стања генерише одговарајуће управљачке сигнале. Стање које одреди програм и
евентуалне акције бележе се преко вредности одговарајућих промењљивих. Ове вредности су
бинарног карактера (типа: реагује-1, не реагује-0). Одговарајући хардвер на основу вредности
ових промењљивих генерише излазне сигнале релеја. Због директне повезаности поменутих
промењљивих и излазних сигнала релеја у даљем тексту ћемо говорити о сигналима. За сваку
фазу се посебно проверавају услови реаговања плус за нуле компоненте што даје укупно
четири подблока по структури идентична (нулти се разликује по подешеним вредностима и
критеријуму усмерености). Даћемо краћи опис рада ових подблокова.
Прво се испитује прекосрујни услов. Пореди се тренутно израчунати квадрат ефективне
вредности струје са квадратом подешене струје. Уколико се нема прекорачење иде се на
следећи подблок или у нови циклус. Ако се има прекорачење подешене струје иде се на
проверу услова усмерености. Пре провере услова усмерености, а након испуњеног
прекострујног услова уводи се одрђена сигурносна временска задршка. Временска задршка се
одбројава за сваки подблок независно. Задаје се у времену али га програм преречунава у цели
број радних циклуса. У конкретној реализацији рађено је са је 10ms (пола периода) уз m=12
одбирака у периоду, задршка износи 6 циклуса. Оно има двоструку улогу:
1. У сваком циклусу задршке прекострујни услов се испитује поново. Потребно је да овај
услов буде сво време задовољен, иначе се ресетује тајмер сигурносне временске
задршке и не иде се на испитивање услова усмерености. Ово је заштита од лажног
реаговања.
2. При настанку квара (промена параметара сигнала) у рачунатим параметрима се јављају
прелазни процеси (осцилације вриједности). Ово се јавља и у рачунатим снагама.
Усредњавање ублажава ове процесе али продужава процес конвергенције за око 10ms.
Поменуто временска задршка одгађа испитивање услова усмерености док се у највећој
мери не смире прелазни процеси у рачунатим P и Q. На овај начин се вероватноћа
погрешног одређивања смера своди на минимум.
Ако је прекострујни услов сво време сигурносне временске задршке био испуњен по
њеном истеку испитује се услов усмерености. У конкретној реализацији:
1. У фазним подблоковима користи се карактеристика усмерености која садржи 1 и 4
квадрант, тј. услов је P>0.
2. У нултом подблоку користи се карактеристика која садржи 3 квадрант, тј. услов
усмерености је: 3P0<0 3Q0<0. Овом карактеристиком се правилно одређује смјер у
мрежама уземљеним директно и преко нискоомске импедансе.
[228]
energija
Старт релеја
Иницијализација
Генерисање табела
Tab_sin и Tab_cos
Узимање нових одбирака
мерених величина
Рачунање реалног и имагинарног
дела фазора напона и струја,
и квадрата ефективних вредности
Двоструко усредњавање
квадрата ефективних
вриједности струја
не
Близак 3пкс
Uab,Ubc,Uca<Umin
да
Рачунање снага P и Q из
меморисаних вредности напона
Рачунање снага P и Q из
тренутних вредности напона
Двоструко усредњавање
снага
да
Релеј већ одреаговао ?
(Reaguje=1 ?)
не
Заштитни блок
Померање регистара
одбирака и регистара за
усредњавање за једно место
не
Близак 3пкс
Uab,Ubc,Uca<Umin
Меморисање напона и
померање целог регистра
Меморисање напона у виши и
ротација нижег дела регистра
Слика 6. Алгоритам рада блока за мерење
[229]
да
energija
Заштитни
подблок фазе А
да
Прекострујни услов
Ia > Ipod испуњен ?
Декремент тајмера
сигурносне задршке
Да ли је истекла ?
не
не
Ресетовање сигнала
usl_blok_a=0 , usl_reag _a=0
ако су били сетовани
да
Услов усмерености
P>0 испуњен ?
да
Сетовање услова за
блокирање
(usl_blok_a=1)
не
Услов за реаговање
постојао од пре ?
(usl_reag _a=1 ?)
Сет. услова за реаговање
(usl_reag_a=1)
да
да
Дефинисана временска
задршка истекла ?
не
Старт одбројавања
дефинисане временске задршке
Релеј реагује
(Reaguje=1)
Сљедећи подблок
Слика 7. Алгоритам рада блока за заштиту
Уколико је испуњен услов усмерености у неком од подблокова (квар испред релеја) сетује се
промењљива, тј. излазни сигнал да постоји услов реаговања у одговарајућем подблоку
(Usl_reag_a=1) и стартује се одбројавање дефинисане временске задршке. За време
одбројавања поменуте задршке стално се проверава услов реаговања и по евентуалном
нестанку (квар се искључи на неком другом мјесту) ресетује се одговарајући сигнал
(Usl_reag_a=0) као и тајмер временске задршке. Ако поменути услов усмерености није
испуњен (квар иза релеја) сетује се сигнал да постоји услов блокирања (Usl_blok_a=1). Такође,
по нестанку услова блокирања ресетује се поменути сигнал (Usl_blok_a=0). Поменути сигнали
као и тајмер за одбројавање дефинисане временске задршке постоје независно у свим
подблоковима. То омогућава распознавање типа и места (селекција фазе у квару) квара.
Може се десити да је услов за реаговање испуњен у више подблокова када одбројавање
временске задршке иде паралелно и независно. Након истека дефинисане временске задршке у
неком од подблокова (прва која истекне ако их има више) сетује се сигнал за реаговање релеја
(Reaguje=1). Овај сигнал је заједнички за све подблокове. Дакле, овим сетовањем релеј је
одреаговао. Програмска рутина наставља да ради тако што се извршава само мерни блок.
Заштитни блок се покреће тек ресетовањем сигнала за реаговање (Reaguje=0).
[230]
energija
Постоји и заједнички сигнал који говори да релеј блокира. Он се сетује (Blokira=1)
уколико је сетован један од услова блокирања, а није сетован ни један од услова реаговања.
Овај сигнал није временски затезан сетује се тренутно по стварању услова. Он је
информативног карактера и не утиче на рад програмске рутине. Ресетује се по нестанку
поменутих услова.
Алгоритам за један заштитни подблок (остали су идентични) приказан је на слици 7.
Заштитни блок се завршава подблоком за формирање сигнала блокирања релеја чији је
алгоритам приказана на слици 8.
Подблок за формирање
сигнала блокирања
Постоји бар један
услов за блокирање ?
не
да
не
Релеј блокира
( Blokira=1 )
Не постоји ни један
услов за реаговање ?
да
Релеј не блокира
( Blokira=0 )
Сљедећи подблок
Слика 8. Подблок за формирање сигнала блокирања релеја
4. ZAKQUÂK
U radu je prezentovana metodologija koja omogu}ava direktnu implementaciju karakteristike
usmerenosti digitalne za{tite na prakti~noj hardverskoj osnovi. Metodologija je bazirana na
realizaciji odre|enih uslova koje treba da zadovoqavaju aktivna i reaktivna snaga koje se
registruju na mesta ugradwe za{tite. U osnovi realizovane metodologije je rekurzivna Furijeova
metoda (i to modifikovana rekurzivna Furijeova metoda gde se modifikacija sastoji u dvostrukom
usredwavawu efektivnih, odnosno maksimalnih vrednosti struja i napona i u dvostrukom
usredwavawu vrednosti aktivnih i reaktivnih snaga) za obradu izmerenih struja i napona u okviru
digitalne za{tite kao i za odre|ivawe vrednosti aktivne i reaktivne snage na bazi izmerenih
ulaznih veli~ina, a koje kao {to je pomenuto digitalna za{tita koristi za definisawe „potrebnog
smera“. Prikazana je i jedna varijanta kompletnog blok-dijagrama algoritma za digitalnu usmerenu
za{titu. Tako|e, prezentovano je i prakti~no prevazilaèwe poznatog problema neosetqivosti
usmerene za{tite pri bliskim trofaznim kvarovima. Posebno su nagla{eni i aspekti koji
karakteri{u primenu digitalne usmerene za{tite u zavisnosti od na~ina tretmana neutralne ta~ke
energetskih transformatora (uzemqene, izolovane, kompenzovane mreè) odnosno, kako efikasno,
kroz konkretnu realizaciju mikroprocesorske za{tite, uvaìti ove posebnosti. U radu su
prikazani i konkretni rezultati testirawa predloènog algoritma za digitalnu usmerenu za{titu. 5. ЛИТЕРАТУРА
1.M.\uri}, G.\uki}, Modifikovan rekurzivni Furijeov algoritam za merewe snage
periodi~nih signala, Elektroprivreda, Broj 1, стр.32-38, 2005. 2.Matlab, User Guide
[231]
energija
[232]
energija
JEDNA VARIJANTA ALGORITMA ZA DIGITALNU USMERENU
ZA[TITU-DEO 2-SIMULACIJA RADA USMERENOG RELEJA
G. \uki}, Elektrotehni~ki fakultet u Beogradu
@. Quboja, Elektroprivreda Republike Srpske
UVOD
UDC: 621.316.9 : 001.573
Jedna od kqu~nih sekvenci rada usmerenog releja je odre|ivawe „smera“, odnosno konstatacija da li
je kvar „ispred“ ili „iza“ releja, u odnosu na poziciju na kojoj je za{tita instalirana. Usmereni
relej na bazi kombinovawa dovedenih mu ulaznih veli~ina (a to je neka od slede}ih kombinacija:
fazna struja i me|ufazni napon; fazni napon i fazna struja; nulta komponenta napona i nulta
komponenta struje, inverzna komponente napona i struje) treba pravilno da detektuje smer ali i da
proveri odgovaraju}i prekostrujni uslov reagovawa (da li dolazi do prekora~ewa pode{ene
vrednosti struje). Tako|e, treba napomenuti, da sve nabrojane veli~ine ne moraju i direktno biti
merene-neke od wih se mogu numeri~ki izra~unavati na bazi minimalnog seta stvarno merenih
veli~ina koji zavisi od raspoloìvih merewa u postrojewu, {to je ;esta situacija kod primene
savremenih mikroprocesorskih za{tita.
Kqu~ne re~i: algoritam, digitalni releji, algoritam, usmerena za{tita.
3. СИМУЛАЦИЈА РАДА УСМЕРЕНОГ РЕЛЕЈА
3.1. Тестирање функционалности релеја
Програмска рутина је базирана на Фуријеовој рекурзивној методи чији рад је анализиран у Лит.
1. где је закључено да довољно тачно одређује ефективну вредност и фазну разлику сигнала.
Ово се преноси на мерни део програмске рутине. У овом делу је реализована провера
функционалности заштитног блока. Због сличности довољно је посматрати један подблок (за
једну од фаза или за нулти компонентни систем). За фазну заштиту се користи услов
усмерености P>0, тј. карактеристика обухвата 1 и 4 квадрант, а за нулте компоненте P<0 Q<0,
тј. 3 квадрант Z равни.
За тестирање су коришћени сигнали познатих параметара генерисани посебним
програмом који ради са трофазним сигналима. Тестиран је заштитни подблок у фази А. Сходно
овом тест сигнали имају облик приказан на слици 9. Сигнали у фази А (дати плавом бојом)
мењају параметре у t=0.04s. Напон смањује ефективну вриједност на 0.2 и не мења фазу. Струја
повећава ефективну вриједност 4 пута и мења фазу. Сигнали у фазама B и C не мењају
параметре.
Провера опште функционалности релеја
Приказан је рад релеја у два случаја: прво кад реагује (детектује квар испред себе) и друго кад
блокира (детектује квар иза себе).
Реаговање: Фазне струје релеја су подешене на 100А (да реагује након промене
параметара). Сигурносна задршка је 10ms. Дефинисано време реаговања је 20ms. Изабрано је да
струја у фази А након промене параметара касни за напоном 80 , јер су струје кварова које
детектују фазне заштите, претежно индуктивног карактера. Тада би релеј требало да одреди да
је квар испред њега. Резултати су приказани на слици 10.
[233]
energija
Напони
200
U
100
0
-100
-200
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.06
0.07
0.08
0.09
t
0.1
Струје
400
I
200
0
-200
-400
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
t
0.1
Слика 9. Генерисани сигнали напона и струја за тестирање функционалности релеја
6
x 10
Ia2 eff
4
Ia 2 eff
I2
Ipod 2
4
2
0
5
0
x 10
4
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
Pa, Qa
0.06
0.07
0.08
0.09
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.07
0.08
0.09
t
0.1
Pa
Qa
P,Q
0
-5
0
0.01
Излазни сигнали релеја
t
условно реагује
реагује
условно блокира
блокира
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
t
0.1
Слика 10. Реаговање релеја
Види се да струја у фази А прелази праг. Након истека сигурносне задршке испитује се
усмереност (P>0 ?), која је задовољена тако да се има услов за реаговање (сетује се
одговарајући сигнал). Након истека дефинисаног времена релеј реагује (сетује се сигнал за
[234]
energija
реаговање). Дакле релеј је детектовао квар и правилно одредио смер. Види се да је од појаве
квара до детекције (услов за реаговање) прошло 25ms. Иначе максимално време детекције
квара је:
trmax = 20ms (конвергенција методе) + 20ms (2x усредњавање)+сигурносна задршка,
и конкретно оно зависи од односа подешене и струје квара као и од дужине сигнала задршке.
Блокирање: Подешење релеја је остало исто. Код сигнала мењамо само фазни став
струје. Узећемо да струја предњачи напону (капацитивна је) за 80 . Код кварова које виде фазне
заштите (са великим струјама) струја је увијек индуктивног карактера што значи да за овако
изабрану струју релеј треба да тумачи да је квар иза њега и треба да блокира. Резултат за овај
случај дат је на слици 11.
6
x 10
Ia2 eff
4
Ia2 eff
Ipod2
I2
4
2
0
2
0
4
x 10
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
Pa, Qa
0.06
0.07
0.08
0.09
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.08
0.09
t
0.1
P,Q
0
-2
-4
Pa
Qa
0
0.01
t
0.1
реагује
блокира
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
t
0.1
Слика 11. Блокирање релеја
Рад релеја је исти као у претходном случају све до провере услова усмерености (P>0 ?), који у
овом случају није задовољен. Релеј генерише сигнал да постоји услов за блокирање, проверава
да ли постоји услов за реаговање у некој другој фази или у нултој заштити, и пошто утврди да
не постоји, без временске задршке генерише се сигнал блокирања. Дакле и у овом случају релеј
је правилно одредио смер.
Провера карактеристике усмерености
У претходним примерима смо обрадили само два карактеристична случаја односа фазних
ставова струје и напона. У наставку је дата карактеристика реаговања релеја у зависности од
фазног става струје и напона који се доводе релеју. Мењан је фазни став струје у односу на
напон с кораком од 1 и тестирано понашање релеја. Остала подешавања су иста као у
претходним примерима. Примећено је да приликом одређивања смера, тј. испитивања услова
усмјерености, проблем долази од прелазних процеса у рачунатим снагама. Фуријеова метода
конвергира за 20ms, усредњавање на пола периода продужава конвергенцију за 10ms тако да
[235]
energija
ефективне вредности квадрата струје и снаге, које се у конкретном случају усредњавају два
пута, исконвергирају за 40ms. У зависности од односа подешене струје и струје квара, струјни
праг се може досегнути брже или спорије, у опсегу 0 40ms. У тренутку кад се досегне струјни
праг рачунате снаге нису још исконвергирале коначним вредностима и ако се провера услова
усмерености ради одмах (без сигурносне задршке) може се десити да се детектује погрешан
смер. Шансе за ово су веће што се струјни праг досегне брже. Примећено је да је ова појава
посебно изражена на рубовима карактеристике усмерености јер релеј мери мале вредности
одговарајуће снаге (у овом случају активне), док је дубље унутар области реаговања, тј.
блокирања, мање изражена јер релеји мере веће снаге које апсолутно брже конвергирају (брже
добију тачан знак). На слици 12 су приказане добијене карактеристике усмерености за три
случаја:
1. када нема сигурноснe задршкe пре провере услова усмерености,
2. када је сигурносна задршка Tsz=10ms и
3. када је сигурносна задршка Tsz=20ms.
Карактеристика усмерености без сигурносне задршке
ОБЛАСТИ МОГУЋИХ ГРЕШАКА
ОБЛАСТ
БЛОКИРАЊА
-180
ОБЛАСТ
БЛОКИРАЊА
ОБЛАСТ РЕАГОВАЊА
-90
0
90
Карактеристика усмерености са Tsz=10ms
фазна разлика 180
Ur и Ir
ОБЛАСТ МОГУЋИХ ГРЕШАКА
ОБЛАСТ
БЛОКИРАЊА
-180
-90
0
90
Карактеристика усмерености са Tsz=20ms
ОБЛАСТ
БЛОКИРАЊА
-180
ОБЛАСТ
БЛОКИРАЊА
-90
0
Ur и Ir
ОБЛАСТ
БЛОКИРАЊА
90
Ur и Ir
Слика 12. Карактеристике усмерености у зависности од Тsz
У случају без сигурносне задршке, ширина области у којој се може јавити грешка је 9 , за
случај када се има временска задршка од Тsz=10ms област у којој се може јавити грешка je 2 ,
а са временском задршком од Тsz=20ms области у којима се може јавити грешка су
елиминисане. За одређивање граница вариран је тренутак промене параметара сигнала и
примећено је да од њега зависи да ли ће смер бити погрешно детектован. Границе су узете за
најнеповољније случајеве.
На слици 13 представљен је један пример могуће погрешне детекције смера. Види се да је
након потпуне конвергенције P<0, тј. релеј треба да блокира, али у тренутку провере услова
било је P>0 и релеј је генерисао сигнал постојања услова за реаговање и стартовао одбројавање
[236]
energija
дефинисаног времена реаговања. Да је ово време било подешено на нулу релеј би одреаговао
одмах и направио грешку. У нашем случају ово време је било дуже од трајања ситуације P>0 и
како релеј, све док не одреагује стално проверава услове, при појави P<0 ресетован је
претходно сетовани сигнал и сетован сигнал за постојање услова блокирања као и сам сигнал
блокирања (нема других услова реаговања).
x 10
6
Ia2 eff
4
Ia2 eff
Ipod2
I2
4
2
0
0
x 10
4
4
0.01
0.02
0.03
tkv
0.05
Pa, Qa
0.06
0.07
0.08
0.09
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
t
Pa
Qa
P,Q
2
0
-2
0
0.01
t
0.1
реагује
блокира
0
0.01
0.02
t
0.1
Слика 13. Ситуација могућег погрешног реаговања
У реалним условима релеј ради далеко од граница карактеристике усмерености (тако се бира
карактеристика) па претходно описани проблеми нису у великој мјери изражени. Из претходно
наведених разлога препоручује се ипак коришћење неке умерене вредности сигурносне
задршке, нпр. Тsz=10ms. Максимално време реаговања у најгорем случају би тада било
trmax=50ms. С обзиром на место примене, на срадњим напонским нивоима 10, 20 и 35kV где су
захтевана времена реаговања реда 0.1s, време реаговања које произилази из презентованог
алгоритма свакако је задовољавајуће.
3.2. Тестирање релеја програмом за симулацију кварова
Претходно смо програмску рутину тестирали сигналима познатих параметара с циљем провере
функционалности (да ли ради онако како је замишљено, тј. да ли мери, рачуна и доноси одлуке
како је замишњено) и дошли до позитивних резултата. У наставку је презентована провера
понашања реализованог алгоритма у стварним условима који су реализовани програмом за
симулацију квара у временском домену. Програм симулира једнополни кратки спој на
двострано напајаном воду. Мреже су моделоване директном, инверзном, и нултом импедансом,
а вод подужним параметрима. Вредности ових параметара су дате на слици 14. Програм даје
одбирке напона и струја на крајевима вода, тј. на месту уградње релеја за заштиту вода.
[237]
energija
LB=80 km
АКТИВНА LA=20 km
МРЕЖА А
UM1 = 220 kV
RdM1 = 1
XdM1 = 16
RiM1 = 0.5
XiM1 = 8
RoM1 = 25
XoM1 = 32
АКТИВНА
МРЕЖА Б
1пкс
r = 0.01
km
l = 1.27 10-3 H km
c = 1.2 10-8 F km
km
ro = 0.16
lo = 4.14 10-3 H km
co = 5.1 10-9 F km
0
UM1 = 220 kV
RdM1 = 1
XdM1 = 16
RiM1 = 0.5
XiM1 = 8
RoM1 = 25
XoM1 = 32
-10
Слика 14. Двострано напајана мрежа
За ситуацију као на слици 14, на крају А (за смер ка воду) добијени су таласни облици напона и
струје као на слици 15. Сигнали су анализирани са 20 одбирака у периоди.
x 10
U(V )
5
Ua
5000
2
0
0
-2
-5000
0
tk v= 0.05
x 10
U(V )
5
0.1
Ub
t(s )
0.15
0
I(A )
0.05
0.1
t(s )
0.15
0.1
t(s )
0.15
0.1
t(s )
0.15
Ib
2000
2
1000
0
0
-1000
-2
0
x 10
U(V )
Ia
I(A )
0.05
5
0.1
Uc
t(s ) 0.15
-2000
0
0.05
I(A )
Ic
2000
2
1000
0
0
-1000
-2
0
0.05
0.1
t(s )
0.15
-2000
0
0.05
Слика 15. Сигнали напона и струје при једнополном кратком споју на воду са слике 14
На сликама 16 и 17 дати су снимци понашања релеја. Види се да су након квара услови за
реаговање испуњени у фази А (која је погођена кваром) и у нултом каналу. Релај у нултом
каналу детектује квар нешто брже због ниже постављеног струјног прага. Релеј коначно реагује
након задршке дефинисаног времена реаговања подешене на 20ms. Фазна струја је подешена на
2000А, а нулта на 500А. Струјни прагови су подешени на основу снимака сигнала. Коришћена
је сигурносна задршка у трајању 10ms.
[238]
energija
Прво можемо констатовати да је основни циљ рада испуњен, тј. реализован је програм за
прекострујни усмерени релеј. Окосницу програма чини Фуријеова рекурзивна метода за
одређивање параметера сигнала из одбирака. Посебно наглашавамо важност овог дела
реализованог програма јер се сав даљи рад базира на тим параметрима и од њихове тачности у
највећој мери зависи коректност рада релеја у целини. Из анализе рада поменуте методе
издвајамо запажене особине, битне за примену у реализацији релеја:
Једноставност која повлачи велику брзину извршавања (израз за рекурзивно
изрчунавање састоји се два сабирања и једног множења),
Фиксно време конвергенције које износи 20ms и независно је од фреквенције одабирања,
Довољна тачност у рачунању параметара чак и при релативно малом броју одбирака,
број одбирака је ограничен само теоремом одабирања, тј. фреквентним саставом
сигнала,
Могућност издвајања појединих хармоника без потребе за рачунањем осталих.
2
x 10
7
Ia2
1
1
x 10
Pa, Qa
9
0
0
x 10
-1
6
Ib2
4
Ib2
x 10
Pa
Qa
0
Ipod2
2
0
Pb, Qb
2
-2
6
Ic
2
Pc, Qc
2
4
0
2
0
2
x 10
-2
7
(3Io)2
1
0
0
9Po,
5
0
tkv
0.1
t(s)
0.15
-5
0
tkv
0.1
t(s)
0.15
Слика 16. Мерене струје и снаге при једнополном кратком споју на воду са
слике 14
[239]
energija
Излазни сигнали релеја у фази А
1
услов реаговања
услов блокирања
0
Излазни сигнали релеја у фази В
1
0
Излазни сигнали релеја у фази С
1
0
Излазни сигнали нултог канала
1
0
Коначни излазни сигнли релеја
1
реагује
блокира
0
0
0.02
0.04
tkv
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
Слика 17. Излазни сигнали релеја при једнополном кратком споју на
воду са слике 14
Примећено је да метода греши у случају одступања фреквенције сигнала од номиналне. У
програму је коришћен алгоритам двоструког уредњавања за отклањање ове грешке и на овај
начин се постижу задовољавајући резултати. Грешка се своди на 0.0065% при одступању
фреквенције од 2% (1Hz). Сам алгоритам усредњавања је рекурзиван и брз. Недостатак
усредњавања је што продужава конвергенцију рачунања параметара сигнала и то за тачно 20ms
(свско усредњавање по 10ms). Из свега наведеног закључујемо да овај део програма
прекострујног усмереног релеја добро обавља свој задатак. За прекострујни услов коришћен је
рад са квадратом ефективне вредности, чиме је избегнуто кореновање као захтевна операција.
Услови усмерености реализовани су једноставно на основу знака мерених снага. Овако се може
добити област реаговања сачињена од комбинације квадраната Z равни. Конкретно у фазним
каналима коришћен је услов P>0, а у нултом комбинација P<0 Q<0. У раду релеја коришћена
је сигурносна задршка између тренутка кад се детектује прелазак струјног прага (испуњен
прекострујни услов) и провере знака рачунатих снага у износу од 10ms. На овај начин
остварена су два циља:
спречава се лажно реаговање јер прекострујни услов мора у току тих 10ms бити стално
испуњен,
повећава се стабилност рада на границама области реаговања и блокирања; зона у којој
релеј може погрешно одредити смер своди се на (2 3) око ове границе (гледано из
координатног почетка).
Показало се да овако формирани услови у потпуности испуњавају своје задатке. Релеј је у
посматраним случајевима коректно детектовао прелазак струјног прага и правилно одређивао
смер. Поред коректног рада, који смо установили, за релеје је релевантан податак и брзина. Без
обзира што је неки алгоритам добар, ако није довољно брз не може бити примењен у релејима
јер кварови су стања која се морају детектовати и елеминисати брзо иначе изазивају велике
штете. Захтевана брзина зависи од важности штићене опреме, и углавном расте са повећањем
[240]
energija
[241]
energija
Ivan Jankovi}, Mijat Milo{evi}
Direkcija za trgovinu električnom energijom, JP EPS, Beograd
UDC: 621.315 : 339.1 (497.11)
Trgovina električnom
energijom u JP
Elektroprivreda Srbije
1. Uvod
Rezime
Restrukturisanje elektroenergetskog
sektora u Srbiji započeto je donošenjem
Zakona o energetici Republike Srbije
[1] 24. jula 2004. godine. Zakonom
je u velikoj meri regulativa u Srbiji
prilagođena modernom konceptu
sagledavanja elektroenergetskog sektora
u Evropi, u skladu sa direktivama EU:
- 96/92/EC [2] (uvođenje
slobodnog tržišta i konkurencije,
nediskriminativnog pristupa mreži,
formiranje TSO i DSO, razdvajanje
računa za različite delatnosti u okviru
elektroprivrede, postepeno otvaranje
tržišta),
- 2003/54 [3] (ravnopravnost učesnika
na tržištu, sprečavanje monopolskog
ponašanja, nediskriminativan
i transparentan pristup mreži,
nediskriminativne tarife prenosa
i distribucije, izdvajanje TSO i
DSO iz vertikalno integrisanog
elektroprivrednog preduzeća,
transparentnost rada i slobodan
pristup informacijama, formiranje
regulatornog tela, slobodan izbor
snabdevača električnom energijom,
zaštita okoline),
- 1228/2003 [4] (nediskriminativan i
transparentan pristup prekograničnim
prenosnim kapacitetima,
uspostavljanje principa tarifiranja i
dodele prekograničnih kapaciteta,
upravljanje zagušenjima, unapređenje
trgovine električnom energijom).
U skladu sa Zakonom, formirana je
Agencija za energetiku Republike
Srbije (16.07.2005. godine).
Republika Srbija potpisala je Ugovor
o zajedničkom tržištu jugoistočne
Evrope (potpisan u oktobru 2005.
godine, ratifikovan 14.07.2006. godine).
U radu je dat pogled na tržište električne energije u Srbiji u ovom trenutku. Takođe,
predstavljena je organizacija i uloga Direkcije za trgovinu električnom energijom
(DTEE), JP Elektroprivreda Srbije (JP EPS) i predočene su dve licence za trgovinu
električnom energijom koje ima JP EPS.
Opisani su pravila poslovanja, procedure za trgovinu električnom energijom i
metodologije uvedene u DTEE.
Prikazani su ostvareni rezultati u trgovini električnom energijom u prethodnom
periodu.
Navedeni su pojedini problemi sa kojima se suočava DTEE u svom radu.
Umesto zaključka, predočeni su vizija i cilj razvoja trgovine električnom energijom
u JP EPS.
Ključne reči: trgovina električnom energijom – tržište – licenca – razvoj tržišta portfelj
Abstract
This paper gives a brief overview of the Serbian electricity market at present. The
Electricity Trade Department in PE Electric Power Industry of Serbia layout and
role are also displayed in it, as well as two electricity trade licenses in hold of EPS
(PE Electric Power Industry of Serbia).
There’s a description of electricity trading rules, procedures and methodologies
established with in the Department.
Electricity trade results in the previous period are also overviewed.
Certain operational issues that the Electricity Trade Department is facing are
addressed.
The paper is concluded with the display of the electricity trade vision and
development targets in PE Electric Power Industry of Serbia.
Key words: electricity trade – market – license – market development – portfolio
U oblasti elektroenergetike Zakon
definiše sledeće delatnosti:
- proizvodnju električne energije,
- prenos električne energije,
- delatnosti operatora prenosnog
sistema,
- delatnosti tržišta električne energije,
- distribuciju električne energije,
- delatnosti operatora distributivnog
sistema,
- trgovinu električnom energijom.
Treba naglasiti da se u ovom trenutku
tržište električne energije u Srbiji
[242]
sastoji od nekoliko segmenata. Jedan
segment predstavlja organizovano
tržište i obuhvata aktivnosti koje se
odvijaju pod okriljem JP EMS na
poslovima alokacije prekograničnih
kapaciteta. Postoji, takođe, i deo tržišta
koji možemo nazvati regulisanim:
ovaj segment obuhvata aktivnosti JP
EPS na snabdevanju tarifnih kupaca
(kvalifikovanih kupaca još uvek u Srbiji
nema) po regulisanim cenama električne
energije, koje su među najnižim u
Evropi. Treći segment tržišta može
se nazvati „neorganizovanim“: to je
energija
deo tržišta koji obuhvata energetske
transakcije između JP EPS i kompanija
koje trguju električnom energijom, kao
i transakcije između samih trgovačkih
kompanija na tržištu u Srbiji. U
cilju uspostavljanja funkcionalnog
organizovanog tržišta potrebno je u
najskorije vreme doneti Pravila o radu
tržišta („Market Code“) i uspostaviti
likvidnu berzu električne energije.
Zakonom su takođe definisani principi
tržišta električne energije, uspostavljanje
sistema licenciranja za učesnike na
tržištu, definisana je organizacija tržišta
električne energije i ustanovljeni uslovi
za sticanje statusa kvalifikovanog kupca.
Treba istaći da je u Republici Srbiji
ustanovljena jedna licenca za trgovinu
na tržištu električne energije, čime nije
napravljena razlika između učesnika
na tržištu i kompanija koje samo vrše
tranzit električne energije preko mreže
Republike Srbije, što je značajan
nedostatak našeg sistema licenciranja.
U skladu sa Zakonom, Agencija za
energetiku Republike Srbije ima
sledeće zadatke:
- implementacija procesa koji vode ka
razvoju tržišta električne energije u
skladu sa principima nediskriminacije
i efikasne konkurencije,
- odobravanje pravila i regulative u
energetskom sektoru,
- praćenje primene pravila i regulative u
energetskom sektoru,
- koordinacija aktivnosti u energetskom
sektoru koje vode ka nesmetanom
snabdevanju kupaca električnom
energijom i uslugama,
- zaštita i jednaka pozicija kupaca i svih
učesnika na tržištu,
- praćenje korišćenja prekograničnih
prenosnih kapaciteta.
U skladu sa Zakonom, 1. jula 2005.
godine, došlo je do restrukturisanja
JP EPS, koji je podeljen na dve nove
kompanije: JP EPS i JP EMS.
2. Osnivanje i organizacija
Direkcije za trgovinu
elektri~nom energijom u
JP EPS
U trenutku razdvajanja JP EPS i JP
EMS, od Direkcije za distribuciju
električne energije i delova
pređašnje Direkcije za upravljanje
elektroenergetskim sistemom, u
okviru JP EPS formirana je Direkcija
za trgovinu i distribuciju električne
energije, sa dva sektora koja se bave
trgovinom električnom energijom:
- Sektor za energetsko planiranje i
upravljanje,
- Sektor za promet električne energije.
Od 1. aprila 2006. godine trgovina
električnom energijom se izdvaja u
zasebnu direkciju u okviru JP EPS
Direkciju za trgovinu električnom
energijom (DTEE), čiji osnovni zadaci
obuhvataju:
- operativno planiranje proizvodnje
električne energije,
- zadovoljenje potreba tarifnih kupaca,
- procenu viškova i manjkova električne
energije,
- trgovinu električnom energijom,
- ugovaranje i naplatu potraživanja:
- unutar JP EPS (sa drugim
direkcijama),
- samostalno na slobodnom tržištu.
3. Delatnost i uloga Direkcije za
trgovinu elektri~nom energijom
DTEE vrši planiranje i upravljanje
proizvodnjom električne energije
korišćenjem optimizacionih metode sa
osnovnim ciljem da budu zadovoljene
potrebe tarifnih kupaca, a takođe da
bi se omogućila procena potencijalnih
viškova i manjkova električne energije
koji su predmet trgovine, kao i plasman
ili kupovina električne energije pod
tržišnim uslovima. JP EPS (DTEE) je
16. juna 2006. godine dobilo dve licence
za trgovinu električnom energijom:
- licencu za snabdevanje tarifnih
kupaca,
- licencu za trgovinu električnom
energijom na tržištu električne
energije.
Prvu od ove dve licence u Srbiji ima
samo JP EPS.
Uloga DTEE je:
- sigurno i neprekidno snadbevanje
tarifnih kupaca električnom energijom,
- upravljanje viškovima, manjkovima
i rizicima kod elektroenergetskog
planiranja korišćenjem trgovine
(optimizacija elektroenergetskog
portfelja),
- postavljanje trgovine na nivo koji
odgovara proizvodnim kapacitetima i
poslovnim ciljevima kompanije,
- direktan doprinos povećanju
efikasnosti rada proizvodnog sistema i
povećanju prihoda kompanije.
4. Razvoj poslovanja DTEE
U okviru DTEE, veliki napredak
postignut je uvođenjem sistema
kvaliteta ISO 9001 u JP EPS u julu
2008. godine. Na delatnost trgovine
električnom energijom odnosi
se PROCES C: TRGOVINA
ELEKTRIČNOM ENERGIJOM, u
okviru koga su definisane procedure i
način obavljanja aktivnosti, koji će u
narednom izlaganju biti ukratko opisani.
[243]
4.1. Planiranje trgovine
elektri~nom energijom
U skladu sa propisanim procedurama,
poslovodstvo JP EPS donosi odluku
o izradi Godišnjeg plana poslovanja
JP EPS. Generalni direktor prosleđuje
odluku i plan aktivnosti za izradu
godišnjeg plana poslovanja nadležnim
direkcijama.
U delu koji se odnosi na trgovinu
električnom energijom, aktivnosti
u okviru izrade godišnjeg plana
poslovanja su: predlog energetskog
bilansa (sa uvaženim planom gubitaka
JP EMS), prognoza proizvodnje,
nabavke i potrošnje električne energije
za tarifne kupce (po privrednim
društvima, kategorijama potrošnje
i tarifnim elementima), program
remonata elektroenergetskih i rudarskih
kapaciteta (ova aktivnost obavlja
se u koordinaciji sa Direkcijom za
proizvodnju električne energije).
Potrebni ulazni podaci za ove aktivnosti
su bilans proizvodnje i dovoza uglja,
plan proizvodnje toplotne energije i
tehnološke pare, podaci koji se odnose
na distribuciju električne energije i plan
gubitaka JP EMS.
4.2. Izrada elektroenergetskog
bilansa
Elektroenergetski bilans (EEB) izrađuje
se na osnovu elektroenergetske situacije
u predbilansnoj godini i očekivanih
promena, planova proizvodnje
i potrošnje, osnovnih tehničkoenergetskih karakteristika proizvodnih
kapaciteta (na kojima se zasniva plan
proizvodnje električne energije i uglja) i
predviđenjih mera za realizaciju bilansa.
EEB sadrži plan proizvodnje električne
energije za HE i TE, plan potreba za
električnom energijom na pragu prenosa
(potrebe distribucija za snabdevanje
tarifnih kupaca i pokrivanje gubitaka,
potrebe u pumpnim i reverzibilnim
postrojenjima, potrebe TE, HE i
rudnika koje su u funkciji proizvodnje
električne energije i uglja, plan
pokrivanja gubitaka u prenosnoj
mreži prema zahtevu JP EMS),
plan ugovorenih isporuka i nabavki
električne energije, plan raspoložive
snage, plan obezbeđivanja sistemskih
usluga, plan korišćenja akumulacija,
plan potreba za gorivom, plan i raspored
remonata proizvodnih kapaciteta, plan
proizvodnje i potrošnje uglja.
4.3. Prodaja elektri~ne energije
po pozivu JP EPS na mese~nom
nivou
Direktor DTEE predlaže prodaju
električne energije u cilju ostvarivanja
profita uzimajući u obzir EEB,
energija
kretanje na tržištu, stanje proizvodnih
kapaciteta JP EPS i kretanje potrošnje,
a vodeći računa o prioritetnoj potrebi
obezbeđivanja sigurnog snabdevanja
tarifnih kupaca.
Predlog sadrži količinu električne
energije, dinamiku prodaje, dijagram
snage i redosled prioriteta prodaje
eneregetskih produkata i procenu
minimalnih cena za prodaju električne
energije.
Proizvodno-tehnički kolegijum JP EPS
(PTK) utvrđuje količine koje se mogu
prodati na mesečnom nivou.
po pozivu JP EPS na sedmi~nom,
dnevnom i unutardnevnom nivou
Ova vrsta prodaje vrši se u skladu sa
odlukom PTK donetom za mesečni
nivo.
Direktor DTEE, na osnovu
sagledavanja kretanja na tržištu, analize
proizvodnje i konzuma, uz uvažavanje
hidrometeoroloških uslova i prognoze,
donosi odluku o prodaji na sedmičnom
nivou. Definiše se dijagram snage i
redosled prioriteta produkata.
Ugovori za dan unapred moraju
biti potpisani i razmenjeni do 15 h
prethodnog dana.
kvalifikovanim kupcima
Generalni direktor formira tim za
pregovore koji, uvažavajući prioritetnu
potrebu snabdevanja tarifnih kupaca,
proizvodne mogućnosti i ekonomsku
opravdanost, uz uvažavanje već
zaključenih ugovora, procenjuje
mogućnost za zaključenje ugovora sa
kvalifikovanim kupcima.
Generalni direktor, na osnovu predloga
PTK, donosi odluku o prodaji električne
energije.
4.6. Prodaja elektri~ne energije po
pozivu drugih u~esnika na trì{tu
elektri~ne energije
Direktor DTEE, polazeći od trenutnih
energetskih mogućnosti i zahteva
iz javnih poziva, daje predlog za
podnošenje ponude u cilju ostvarivanja
profita.
4.7. Kupovina elektri~ne
energije
U slučaju pojave bilasnih manjkova u
EEB, na osnovu hidrometeoroloških
uslova, raspoloživih količina energenata
i sprovedene analize, priprema se
predlog za nabavku električne energije,
koji sadrži i procenu cene. DTEE
obaveštava generalnog direktora i PTK.
Na predlog PTK, generalni direktor
donosi odluku o pokretanju postupka
kupovine i formira komisiju, koja
sprovodi postupak u skladu sa Zakonom
o javnim nabavkama (ZJN) [5].
U slučaju havarijskih stanja u sistemu ili
ekstremnih hidrometeoroloških uslova,
po starom ZJN primenjivao se član
112. ZJN (hitne nabavke). Po novom
ZJN, koji važi od 06.01.2009. godine,
u ovakvim situacijama primenjivaće se
postupak u skladu sa članom 87.
4.8. Praènje i analiza trgovine
elektri~nom energijom
DTEE izrađuje jutarnje i dnevne
izveštaje, sedmične planove i ostvarenja,
mesečne izveštaje, komercijalne
mesečne izveštaje, godišnji izveštaj,
evidencije zastoja, promene pogonskih
stanja elektrana, obračune proizvedene i
isporučene električne energije.
Izrađuju se takođe analize stanja
sistema, predlozi za unapređenje
funkcionisanja sistema u cilju
sigurnog snabdevanja tarifnih kupaca,
izvršenja EEB, plasmana raspoloživih
viškova električne energije, nabavki
nedostajućih količina i optimalnog
korišćenja raspoloživih proizvodnih i
rudarskih kapaciteta.
Praćenje rada sistema vrši se na
osnovu podataka koji se prikupljaju
preko SCADA sistema i na osnovu
podataka koje privredna društva i druge
direkcije dostavljaju DTEE (Izveštaji o
pogonskim događajima, o mogućnosti
proizvodnje uglja i električne energije,
o podacima o utrošku goriva za
proizvodnju električne i toplotne
energije, o podacima o izvršenju plana
isporuke uglja termoelektranama i
stanju deponija).
DTEE izrađuje i mesečni obračun
proizvedene i isporučene električne
energije na osnovu merenih podataka.
5. Novi ugovori
Potrebno je istaći da je DTEE u 2008.
godini sklopila sledeće ugovore sa JP
EMS:
1. Ugovor o pružanju sistemskih
usluga, koji reguliše obezbeđenje
primarne, sekundarne i tercijarne
rezerve aktivne snage za potrebe
vršenja regulacije, obezbeđenje
kapaciteta za proizvodnju i
apsorpciju reaktivne snage na
generatorskim jedinicama u cilju
regulacije napona i obezbeđivanje
pogonske spremnosti generatorskih
jedinica za pokretanje sistema iz
beznaponskog stanja i za ostrvski
rad,
2. Ugovor o pristupu i korišćenju
sistema za prenos električne
energije, koji definiše obračunski
[244]
period, merenje električne energije,
očitavanje i akviziciju podataka
sa brojila i registratora, obračun
pristupa i korišćenja prenosnog
sistema, ispostavljanje računa
i naplatu pristupa i korišćenja
prenosnog sistema,
3. Ugovor o isporuci i preuzimanju
električne energije za potrebe
kompenzacije gubitaka na
interkonektivnim dalekovodima, koji
definiše količine električne energije
koje JP EPS treba da isporuči ili
preuzme od JP EMS, vremenske
okvire i način prijave planova
razmene električne energije, način
obračuna, cene i plaćanje električne
energije,
4. Ugovor o međusobnoj isporuci
električne energije za potrebe
ostrvskog napajanja, koji određuje
vremenske okvire i način prijave
potrebnih planova razmene, kao
i cenu, način obračuna i plaćanje
isporučenih i primljenih količina
električne energije,
5. Ugovor o dodeli unapred
rezervisanih prekograničnih
prenosnih kapaciteta na
interkonektivnim vezama Republike
Srbije, koji definiše način dodele i
korišćenja ovih kapaciteta.
U 2009. godini trebalo bi sa JP EMS
sklopiti ugovor o kupovini gubitaka u
prenosnoj mreži.
DTEE je od 2008. godine počela sa
svim PD za proizvodnju električne
energije u okviru JP EPS da potpisuje
godišnje ugovore o međusobnim
odnosima u proizvodnji i isporuci
električne energije, a sa svim PD za
distribuciju električne energije u okviru
JP EPS godišnje ugovore o međusobnim
odnosima u prodaji i distribuciji
6. Nove metodologije u DTEE
U okviru DTEE definisane su dve
značajne metodologije:
- Metodologija za određivanje
dijagrama snage i rasporeda
prioriteta energetskih produkata u
trgovini električnom energijom iz
proizvodnih kapaciteta JP EPS
Metodologija se primenjuje za period
planiranja od jednog dana do godinu
dana unapred.
Ona omogućava obezbeđenje sigurnosti
snabdevanja kupaca, maksimizaciju
profita od prodaje planiranih količina
električne energije i minimizaciju
troškova kod planiranog uvoza
- Metodologija za formiranje cene
električne energije za prodaju iz
proizvodnih kapaciteta JP EPS na
tržištu električne energije
energija
Metodologija se primenjuje za
određivanje cena električne energije
na unutrašnjem i regionalnom tržištu,
proizvodne cene JP EPS, tržišne cene
električne energije za zemlje u regionu,
minimalne prodajne cene električne
energije JP EPS, relativnih odnosa cena
energetskih produkata i za određivanje
sistemske cene i procenu profita
prilikom prodaje električne energije.
7. Na~in poslovanja DTEE
Prodaja električne energije u JP EPS u
prethodnom periodu vršila se na osnovu
javnih poziva za prodaju električne
energije na mesečnom, nedeljnom,
dnevnom (“day-ahead”) nivou, a u
2008. godini objavljen je i javni poziv
za prodaju električne energije na
unutardnevnom (“intraday”) nivou. S
obzirom da za trgovinu električnom
energijom unutar dana trgovačke
kompanije moraju imati potpisan
odgovarajući ugovor sa JP EMS, u
2008. godini su ovakvu trgovinu mogle
da vrše samo četiri kompanije. Zato
ovaj javni poziv nije naišao na odziv
partnera. Svi javni pozivi objavljuju se
na sajtu JP EPS.
Nabavka manjkova električne energije
za snadbevanje tarifnih kupaca u JP
EPS vršila se u skladu sa Zakonom o
javnim nabavkama, prema restriktivnom
postupku. U okviru prve faze postupka
vršena je kvalifikacija partnera na period
od 3 godine. U drugoj fazi pristupalo
se tenderskoj proceduri sa ravnopravim
učešćem svih kvalifikovanih partnera.
U skladu sa novim Zakonom o
javnim nabavkama, koji je stupio na
snagu 06.01.2009. godine, obavljanje
delatnosti trgovine električnom
energijom u JP EPS ne bi trebalo
da se suštinski izmeni. Sigurno će
doći do unutrašnjeg prilagođavanja
procedura u skladu sa novim zakonom,
a kvalifikacija partnera u narednom
periodu vršiće se na četiri godine.
Na tržištu električne energije u Srbiji
ima 35 licenciranih kompanija, a 29
domaćih i stranih partnera kvalifikovano
je kod JP EPS, što im daje mogućnost
da učestvuju na tenderima i da prodaju
električnu energiju JP EPS.
Zadatak DTEE je da izrađuje i sklapa
ugovore sa partnerima, vrši alokaciju
prekograničnih kapaciteta, realizaciju
ugovora (operativna realizacija i
isporuka električne energije), energetski
i finansijski obračun transakcija
sa partnerima i sa PD (energetski i
finansijski obračun, konfirmacije i
fakture), obavlja carinske postupke,
a zadužena je i za obnavljanje i
sprovođenje dugoročnih ugovora sa
EPCG, ERS i EMS.
Sve ove delatnosti DTEE obavljaju se u
cilju tehničko-ekonomske optimizacije
energetskog portfelja JP EPS.
8. Rezultati DTEE
Dosadašnji rezultati DTEE su u
značajnoj meri ugrađeni u dobro
poslovanje JP EPS u prethodnom
periodu. Formiran je tim obučenih
i veštih eksperata, sposobnih za
obavljanje svih zadataka u novom
tržišnom okruženju, izvršena je
kvalifikacija partnera, standardizacija
ugovora za trgovinu električnom
energijom, kao i definisanje procedura i
pravila poslovanja.
U narednoj tabeli dat je pregled količina
kupljene i prodate električne energije
u cilju podmirivanja potreba tarifnih
kupaca, kao i bilansno nedostajućih
količina za godine 2006-2008. Kao što
se iz tabele može zaključiti, globalna
tehničko-ekonomska optimizacija
energetskog portfelja JP EPS koja se
vrši u DTEE omogućila je kupovinu
manjih količina električne energije nego
što je bilo predviđeno Bilansom, i na taj
način je ostvarena ušteda sredstava JP
EPS. Takvom optimizacijom postignuto
je da JP EPS u zimskim mesecima
početkom 2009. godine nije kupovao
električnu energiju, uprkos Bilansom
predviđenih manjkova električne
energije i gasne krize.
Kao značajan rezultat koji je ostvarila
DTEE treba istaći i to da je, na primer
u 2008. godini, prosečna cena kupljene
električne energije bila 65,21 EUR/
MWh, dok je prosečna cena prodate
električne energije bila 87,34 EUR/
MWh. Time je DTEE značajno
doprinela uspešnijem poslovanju JP
EPS.
9. Problemi sa kojima se
suo~ava DTEE, mogu}nosti za
unapre|enje poslovanja
I pored dobrog poslovanja, DTEE se
suočava sa značajnim problemima.
Postojeća zakonska i podzakonska
akta zahtevaju da planiranje
elektroenergetskog portfelja bude
dovedeno do perfekcije, što u realnom
sistemu sa postojećim ograničenjima i
nepredviđenim događajima nije uvek
moguće ostvariti.
JP EPS bi u narednom periodu trebalo
da izvrši aktiviranje druge licence,
licence za slobodnu trgovinu na tržištu
električne energije. Takva aktivnost
zavisi od likvidnosti kompanije (cene
električne energije u Srbiji) i odluke
poslovodstva, a pretpostavlja i rešavanje
problema upravljanja rizikom.
U poslovanju DTEE postoji i problem
nemogućnosti kupovine električne
energije na tuđim tenderima i berzama
električne energije, što bi omogućilo
trgovinu električnom energijom bez
posrednika. Takođe, postavlja se i
pitanje praktične realizacije kupovine
električne energije u cilju preprodaje
u skladu sa postojećim zakonskim
okvirom i ograničenjima JP EPS
kao javnog preduzeća. U vezi sa tim
je i obezbeđivanje prekograničnih
kapaciteta u okviru regiona, kao i
mogućnost formiranja kompanija u
inostranstvu.
JP EPS, takođe, kao javno preduzeće
obavezno je da se i u oblasti trgovine
električnom energijom na slobodnom
tržištu ponaša u skladu sa Zakonom
o javnim nabavkama, što otežava
potpisivanje EFET ugovora (EFET
– “European Federation of Energy
Traders”, evropsko udruženje trgovaca
električnom energijom, koje ima
uspostavljena pravila poslovanja i
definisan zajednički model ugovora
koji se primenjuje prilikom energetskih
transakcija širom Evrope), a time i
uspostavljanje potrebnih standarda i
smanjenje rizika poslovanja.
JP EPS se, u sadašnjoj konstalaciji,
nalazi u neravnopravnoj poziciji na
tržištu, usled niske cene električne
energije za tarifne kupce, nemogućnosti
otvaranja firme u inostranstvu i
jednakosti licence u Srbiji za trgovce
električnom energijom i za tranzitere.
Tabela I Bilansno nedostajuće količine električne energije i ostvarena
kupovina i prodaja za period 2006-2008. godine
[245]
energija
Slika 1 Grafik razvoja tržišta električne energije
Takođe, smatra se da JP EPS-u veliki
problem predstavlja i nepostojanje
kvalifikovanih kupaca u Srbiji.
Mogućnost unapređenja poslovanja
DTEE sagledava se kroz optimizaciju
upravljanja proizvodnim kapacitetima
korišćenjem permanentne trgovine
(objedinjavanjem elektroenergetskog
portfelja), aktiviranje druge licence
(što bi omogućilo finansijsku trgovinu
i trgovinu terminskim ugovorima),
potpisivanje EFET ugovora, razvoj
ekonomskog modela određivanja
proizvodne cene električne energije na
satnoj osnovi i softvera za trgovinu,
kooperaciju i partnerski odnos sa
domaćim i evropskim kompanijama
(razmena tehnologija, znanja), obuku
kadrova, učešće na najvažnijim
berzama električne energije, saradnju
sa brokerima i osnivanje firmi
u inostranstvu. Za ostvarivanje
ovih ciljeva potrebno je pronaći
odgovarajuća rešenja u okviru postojeće
zakonske regulative uz adekvatne
odluke poslovodstva JP EPS.
10. Skica razvoja tržišta. Gde
se mi nalazimo?
Na narednom grafiku prikazan je razvoj
tržišta električne energije u tri faze.
Prva faza (I) je period nastanka tržišta.
Za ovu fazu karakteristični su ugovori
o fizičkoj isporuci električne energije,
i to dugoročni ugovori i kratkoročni
bilateralni ugovori.
Druga faza (II) predstavlja period brzog
rasta tržišta. Kratkoročni ugovori vezani
su za „spot market” i berzu električne
energije. Dolazi i do značajnog porasta
broja kvalifikovanih kupaca i promene
snabdevača električnom energijom.
Cena električne energije na tržištu
postaje transparentnija. Karakteristično
je da u ovoj fazi da dolazi do pojave
osnovnih finansijskih ugovora i
naglog rasta njihovog broja. Oni po
obimu i vrednosti počinju višestruko
da prevazilaze ugovore o fizičkim
isporukama električne energije.
U trećoj fazi (III), koja predstavlja
razvijeno tržište, javljaju se dugoročni
berzanski ugovori, dugoročna
projekcija cene električne energije na
tržištu, potpuna transparentnost cena,
kompleksni finansijski ugovori i složeno
upravljanje rizikom.
Srpsko tržište električne energije nalazi
se trenutno u prvoj fazi. Očekuje se,
prelaskom u drugu fazu, njegov brži
razvoj i napredak, što bi omogućilo
većem broju učesnika na tržištu da se
aktivnije uključi i nađe svoje mesto
na tržištu u Srbiji, a krajnjim kupcima
električne energije izbor snabdevača.
11. Ciljevi
Ciljevi DTEE sagledavaju se u okviru
pristupa i licenciranja na evropskim
berzama električne energije, kao
i korišćenja brokerskih usluga u
cilju poboljšanja rezultata trgovine i
bolje optimizacije portfelja. U cilju
dobrog poslovanja JP EPS, uporedo
sa planiranom izgradnjom novih
proizvodnih kapaciteta, potrebno je
[246]
u najskorijem periodu organizovati
panevropske trgovačke aktivnosti.
Ovakav scenario omogućio bi da
JP EPS, oslanjajući se na sopstvene
snage, uz unapređenje zakonskog
okvira poslovanja javnih preduzeća,
poveća proizvodnju električne
energije, poboljša i proširi plasman
svojih proizvoda na regionalnom i
panevropskom tržištu i da na taj način
postane vodeća kompanija u regionu na
tržištu električne energije i kompetitivan
igrač na evropskom tržištu. Ovakav
scenario omogućio bi i napredak srpske
industrije koja bi pratila razvoj JP
EPS, a sigurno bi doprineo i smanjenju
negativnih efekata svetske ekonomske
krize u Srbiji.
Kada, i da li bi se ovo moglo dogoditi,
zavisi u ovom trenutku isključivo
od toga da li je država spremna da
podrži razvoj i ekspanziju JP EPS
i od naše spremnosti da hrabro
krenemo u promene u kojima se ostale
elektroenergetske kompanije u Evropi
odavno već nalaze i da počnemo da
koristimo šanse koje nam se ukazuju.
Literatura
1. Zakon o energetici Republike Srbije,
Službeni glasnik RS 84/04
2. Direktiva EU 96/92/EC, Official
Journal of the EU, L 027, 30/01/1997
p. 0020 - 0029
3. Direktiva EU 2003/54, Official
Journal of the EU, L 176, 15/07/2003
p. 0037 - 0055
4. Direktiva EU 1228/2003, Official
Journal L 176 , 15/07/2003 P. 0001 0010
5. Zakon o javnim nabavkama
Republike Srbije, Službeni glasnik
RS 39/02, 43/03, 55/04, 101/05,
116/08
energija
N. [ijakovi}
EMS, Beograd
I. [kokljev, I. Trkulja
UDC: 621.311.15 : 339.13.001.573/.009
Poređenje različitih metoda
za proračun i dodelu
prekograničnih prenosnih
kapaciteta korišćenih u
Evropi u okviru procedure
upravljanja zagušenjima
1. Uvod
Rezime
Razvoj računara i računarskih aplikacija
omogućio je da sistemska energetika,
naročito segment koji se bavi
operativnim planiranjem i upravljanjem
elektroenergetskim sistemima, dobije
novu moćnu alatku u vidu raznovrsnih
softvera i procedura razvijenih u cilju
modelovanja, proračuna tokova snaga
i naponskih prilika i cikličnih provera
sigurnosti i naponske stabilnosti u
velikim sistemima. Sve te procedure
mogu se svesti pod pojam “Upravljanja
zagušenjima“ („Congestion
Management“). Upravljanje
zagušenjima predstavlja jednu od tri
tehničke teme koje su kamen temeljac u
procesu deregulacije elektroenergetskih
sistema u Evropi i stvaranja Evropskog
liberalizovanog unutrašnjeg tržišta
električne energije (‘’IEM – Internal
Electricity Market’’). Druge bitna tema
je “Tarifikacija prekograničnog pristupa
prenosnoj mreži” (ranije nazivana
CBT – “Cross Border Tarification”
mehanizam, a danas ITC – “Inter TSO
Compensation” mehanizam), a treća
“Upravljanje balansnom energijom”
(“Balance Management”).
Rad u uslovima ponovne interkonekcije,
od oktobra 2004. godine, doveo je do
sigurnijeg i stabilnijeg funkcionisanja
našeg elektroenergetskog sistema u
celini. Pored toga u novonastalom
deregulisanom okruženju, gde je
proizvodnja i distribucija odvojena od
funkcije prenosa električne energije,
Operator prenosnog sistema dobio
je posebnu ulogu čuvara sigurnosti
rada nacionalnog prenosnog sistema
u uslovima sve većih međunarodnih
tranzita podstaknutih liberalizacijom
tržišta električne energije, kako u čitavoj
Evropi, tako i kod nas. Specifičan
geografski položaj našeg prenosnog
U radu je izvršena kvalitativna i kvantitativna analiza svih do sada korišćenih
metodologija za proračun i dodelu prekograničnih prenosnih kapaciteta, kao
i njihovo međusobno poređenje iz ugla tehničkih pokazatelja i mogućnosti
primene. Takođe je radom obuhvaćena i nova metodologija za proračun i dodelu
prekograničnih prenosnih kapaciteta koja se bazira na koordinisanoj aukciji
orjentisanoj na tokove snaga po svim elementima u mreži sa ograničenjima u vidu
maksimalnih dozvoljenih tokova snaga sa aspekta termičkih granica, pod radnim
nazivom “MF – Maximum Flow” metodologija.
Ključne reči: upravljanje zagušenjima, prekogranični prenosni kapaciteti,
transakcije, sigurnost rada EES.
Abstract
This work presents summary of all methodologies used till now for calculation
and allocation of cross border transmission capacities in Europe. Also we have
analyzed quality and quantity of all methodologies and we have compare them
in the light of technical indexes and possible application in practice. Paper
also describes new methodology for calculation and allocation of cross border
transmission capacities named MF “Maximum Flow” approach, which is based
on coordinated explicit auction and oriented on phisical flows on all grid elements
with limits based on thermal currents of an each grid element.
Keywords: congestion management, cross border transmission capacity,
transaction, contingency analysis.
sistema, kao i ogromni viškovi jeftine
električne energije u sistemima naših
istočnih suseda (Bugarska i Rumunija
+ deo Ukrajine) i isto toliko veliki
manjkovi električne energije (naročito
jeftine električne energije) u zapadnoj
Evropi (prvenstveno Italija) i nama
južnim i jugozapadnim susednim
sistemima (Albanija, Crna Gora,
Makedonija i Grčka), dovela je do
pojave velikih tokova snaga na datim
pravcima. Kako bi se sačuvala sigurnost
sistema ali u isto vreme omogućila
nesmetana međunarodna trgovina
električnom energijom, od januara
2005. godine svakodnevno se i u
našem prenosnom sistemu, primenjuju
metode za upravljanje zagušenjima
preporučene od strane UCTE. Prvi
[247]
korak u upravljanju zagušenjima
predstavlja pravilan proračun
prekograničnih prenosnih kapaciteta
na interkonektivnim dalekovodima sa
aspekta sigurnosti (kod nas se radi kao
i u okolnim sistemima na mesečnom
nivou). Drugi korak je vezan za DACF
(Day ahead congestion forecast)
proceduru kojom se dan unapred
proverava sigurnost rada sistema. Treći
korak predstavljaju dispečerske akcije
neophodne pri eventualnoj pojavi
zagušenja u realnom vremenu [2].
2. Procedura upravljanja
zagušenjima
2.1 Istorija
Upravljanje zagušenjima kao jedna
potpuno nova disciplina kojom
energija
se sve više bave stručnjaci na
evropskom kontinentu do skora
nije uopšte postojala. Liberalizacija
tržišta električne energije, odnosno
otvaranje nekada čisto nacionalnih
elektroenergetskih sistema privatnom
i inostranom kapitalu, donelo je,
sa tehničkog stanovišta, niz novih
problema sa aspekta sigurnosti rada
elektroenergetskih sistema. U takvim
uslovima neophodno je bilo hitno razviti
metode za upravljanje zagušenjima,
koja su postala čest problem u veoma
kompleksnoj evropskoj interkonekciji
UCTE. Nakon rekonekcije I i II
sinhrone zone krajem 2004. godine i naš
sistem je, pored svih dobrih strana rada
u interkonekciji, morao biti pogođen,
pre svega zbog svog specifičnog
geografskog položaja, veoma velikim
međunarodnim tranzitima električne
energije. Operator prenosnog sistema
dobio je posebnu ulogu čuvara
sigurnosti rada nacionalnog prenosnog
sistema u uslovima sve većih
međunarodnih tranzita podstaknutih
liberalizacijom tržišta električne
energije, kako u čitavoj Evropi, tako
i kod nas. U tom svetlu kod nas je
počela primena metoda za upravljanje
zagušenjima zasnovana na proračunu
neto prenosnih kapaciteta (NTC) na
interkonektivnim dalekovodima. U
pitanju je bilateralni mehanizam dodele
prekograničnih prenosnih kapaciteta.
U toku 2005. godine pod okriljem
SETSO TF odnosno NACMPF SG
pripreman je pilot projekat primene
koordinisane aukcije u jugoistočnoj
Evropi, koji je dobio podršku
Atinskog foruma. Početkom 2006.
naša zemlja je uključena u “dry-run”
period primene koordinisane aukcije
u jugoistočnoj Evropi. Svaki od
Operatora prenosnih sistema je vršio
funkciju CAO (Coordinated Auction
Office) koordinatora po mesec dana.
To je svakom od Operatora prenosnih
sistema dalo šansu da se bolje upozna
sa procedurom koordinisane aukcije
i proceni mogućnosti njene dalje
implementacije [2].
2.2 Uop{teno o proceduri
upravljanja zagu{enjima
Osnovni cilj procedure upravljanja
zagušenjima, sa čisto tehničkog
stanovišta, jeste prepoznati i
preduprediti pojavu neželjenih stanja u
elektroenergetskom sistemu procesom
operativnog planiranja i kasnije merama
operativnog upravljanja u realnom
vremenu. Procedura upravljanja
zagušenjima se može podeliti u tri
vremenski odvojena koraka:
Prvi korak baziran je na proračunu
na interkonektivnim dalekovodima.
Kao osnovni kriterijum pri datom
proračunu primenjuje se “n-1”
kriterijum sigurnosti. Prenosni
kapaciteti interkonektivnih
dalekovoda se računaju na
mesečnom nivou i to dva meseca
unapred. Razlikujemo proračune
koji se baziraju na programima
razmena (finansijskim tokovima
snaga), gde se kao rezultat po
svakoj granici, smeru i periodu
dobija tzv. neto prenosni kapacitet
(“NTC – Net Transfer Capacity”,
odnosno “ATC – Available Transfer
Capacity”) koji se kasnije alocira
trgovcima nekom od alokacionih
metoda i koji se trenutno primenjuje
kod nas, i proračune koji se baziraju
na realnim fizičkim tokovima
gde se kao rezultat po svakoj
granici, smeru i periodu dobija
tzv. neto prekogranični kapacitet
(“NBC – Net Border Capacity”,
odnosno “ABC – Available
Border Capacity”) koji se pomoću
PTDF matrice odgovarajućom
metodologijom takođe alocira
trgovcima u okviru procedure
Koordinisane Aukcije (nakon pune
dve godine trajanja probnog, dryrun perioda, na prostoru jugoistočne
Evrope, ovaj metod je napušten,
odnosno potpuno modifikovan, o
čemu će biti više reču u drugom
delu rada) [1].
Drugi korak je vezan za DACF
(Day Ahead Congestion Forecast
– prognoza zagušenja dan
unapred) proceduru kojom se
dan unapred proverava “n-1”
kriterijum sigurnosti na spojenom
matematičkom modelu mreže
jugoistočne Evrope. Svaki dan
se izrađuju modeli prenosnog
sistema Srbije za sutrašnja četiri
karakteristična sata: 03:30, 10:30,
12:30 i 19:30, dati modeli se u
UCTE formatu (specijalnom txt
formatu sa unapred definisanom
dužinom podataka) razmenjuju sa
svim partnerima u interkonekciji
nakon čega se vrše navedene
provere sigurnosti. Drugim rečima
na ovaj način se neposredno pre
samog ostvarenja planiranih voznih
redova i remonata u sistemu, vrši još
jedna provera sigurnosti i naponske
stabilnosti u sistemu [1].
Treći korak vezan je za dispečerske
akcije u realnom vremenu [1].
3. Razli~ite metode za prora~un
i dodelu prekograni~nih
prenosnih kapaciteta
Podela mehanizama se može izvršiti na
dva načina:
[248]
1. Prema načinu proračuna
2. Prema načinu dodele, odnosno
alokacije, prethodno proračunatih
3.1 Podela prema na~inu
prora~una prekograni~nih
Proračun koji je baziran na
programima razmena (finansijskim
tokovima snaga )
Kod ovog tipa proračuna se kao
rezultat po svakoj granici, smeru
i periodu dobija tzv. neto prenosni
kapacitet (“NTC – Net Transfer
Capacity”, odnosno “ATC –
Available Transfer Capacity”)
Dati prenosni kapacitet se kasnije
alocira trgovcima nekom od
alokacionih metoda.
Ovaj tip proračuna se trenutno
primenjuje u kako jugoistočnoj
Evropi tako i u većem delu ostatka
Evrope [2].
Proračun koji je baziran na tokovima
snaga orjentisan ka granicama
Pri ovom tipu proračuna kao rezultat
mrežnih ograničenja dobijaju
se dozvoljeni tokovi snaga po
interkonektivnim dalekovodima.
Po svakoj granici, smeru i periodu
dobija se tzv. neto prekogranični
kapacitet (“NBC – Net Border
Capacity”, odnosno “ABC –
Available Border Capacity”).
Pomoću PTDF matrice
odgovarajućom metodologijom
dati prekogranični kapaciteti se
dodeljuju trgovcima u okviru
procedure Koordinisane Aukcije
Nakon pune dve godine trajanja
probnog, dry-run perioda, na
prostoru jugoistočne Evrope, ovaj
metod je napušten, odnosno potpuno
modifikovan,
Proračun baziran na tokovima snaga
orjentisan ka svim elemetnima u
mreži
Trenutno je u fazi razvoja.
Kao ograničenje uzima maksimalan
dozvoljen tok snage po svakom
elementu mreže.
Za svaki par kritičan element kritičan ispad računa se posebna
PTDF matrica.
Do sada metoda koja je najbliža
realnom režimu rada.
3.2 Podela prema na~inu dodele,
odnosno alokacije, prethodno
prora~unatih prekograni~nih
Postoje dva tipa mehanizama za
dodelu, odnosno alokaciju, prethodno
proračunatih prekograničnih prenosnih
energija
kapaciteta. Jedan predstavlja mehanizam
bilateralne dodele prekograničnih
prenosnih kapaciteta, koji se već koristi
kako u Evropi tako i kod nas, a drugi
je koordinisana dodela prekograničnih
prenosnih kapaciteta koja bi bar
teoretski trebala da predstavlja napredak
u odnosu na bilateralni mehanizam
Bilateralna dodela prekograničnih
prenosnih kapaciteta zasniva se
na proračunu NTC-a, njegovom
usaglašavanju, objavljivanju i
na kraju dodeljivanju slobodnog
kapaciteta i sve to kao rezultat
bilateralnog procesa između dve
zemlje koje se graniče.
Koordinisana dodela prekograničnih
prenosnih kapaciteta, podrazumeva
proceduru praćenja fizičkog uticaja
svake od transakcija na svaku
granicu, i zajedničke koordinisane
dodele prenosnih kapaciteta na svim
granicama od strane svih partnera.
Nova metodologija koordinisane
dodele prekograničnih prenosnih
kapaciteta, koja sa probnim
periodom startovala januara 2008.
godine, bazira se na maksimalnim
tokovima snaga, listi kritičnih ispada
i stanja mreže i PTDF matricama za
svako od tih kritičnih stanja.
Mehanizam bilateralne dodele
Prvi pristup odnosno bilateralna
dodela prenosnih kapaciteta na osnovu
proračuna NTC-a je dobro poznata
u centralnoj Evropi i koristi se u
mnogim evropskim zemljama. NTC se
bilateralno dodeljuje na duže periode
ili srednje periode a primenjuje se više
metoda dodela:
1. Princip prve ponude – first come first
serve (netržišni pristup)
2. Princip proporcionalnog
smanjivanja – pro rata (netržišni
pristup)
3. Implicitne aukcije (tržišni pristup,
nije korišćen kod nas, u isto vreme
trguje se i energijom i prenosnim
kapacitetom)
4. Eksplicitne aukcije (tržišni pristup)
To je veoma prosta metoda za
korišćenje iz ugla učesnika na tržištu
električne energije. To što se već koristi
u mnogim zemljama jugoistočne
Evrope predstavlja dodatan plus pošto
je zakonodavstvo u tim zemljama
već orijentisano u tom pravcu. Loša
osobina ove metode je to što ugovoreni
putevi energije (programi razmena) ne
odgovaraju stvarnim fizičkim tokovima
snaga, naročito u gusto povezanim
mrežama, tako da može doći do pojave
zagušenja u mreži koja potiču od
velikih kružnih tokova snaga (tokovi
koji potiču od ugovorenih razmena na
drugim granicama), a ovaj metod u
svojoj izvornoj varijanti ne poseduje
mehanizme za otklanjanje ovih
zagušenja [2].
Koordinisana dodela prekograničnih
Drugi metod ili koordinisana dodela
prenosnih kapaciteta je baziran na
sumiranju uticaja svih transakcija
po granicama preko takozvanih
distribucionih faktora. Neophodno
je ovu metodu primenjivati na čitav
region pošto ona podrazumeva
međuzavisnost svih povezanih
sistema i uticaj svake transakcije na
sve granice. Ovaj metod je uspešan u
prikazivanju međuzavisnosti u okviru
interkonekcije. Glavna mana ovog
metoda je u njenoj kompleksnosti i u
neophodnosti postojanja visokog nivoa
saradnje između svih Oparatora sistema
kao i kompatabilnost u zakonima
svih zemalja na koje se odnosi data
prekogranična trgovina [3].
Može biti bazirana na sva tri do sada
opisana tipa ograničenih prenosnih
kapaciteta:
1. bazirana na NTC vrednostima.
2. bazirana na tokovima snaga,
orjentisana ka fizičkim tokovima po
granicama.
3. bazirana na tokovima snaga,
orjentisana ka maksimalnim fizičkim
tokovima snaga po svim elementima
u mreži.
4. Pore|enje razli~itih
metoda za prora~un i dodelu
prekograni~nih prenosnih kapaciteta
4.1 Mehanizam bilateralnog
prora~una i dodele
prekograni~nih prenosnih
kapaciteta zasnovan na
programima razmena - NTC
Dobre osobine:
1. bilateralna dodela prekograničnih
prenosnih kapaciteta na osnovu
proračuna NTC-a je dobro poznata
u centralnoj Evropi i koristi se u
mnogim evropskim zemljama
2. prekogranični prenosni kapaciteti
se bilateralno dodeljuju na duže ili
srednje periode a primenjuje se više
metoda dodela
3. veoma prosta metoda za korišćenje
iz ugla učesnika na tržištu električne
energije
Loše osobine:
1. Pri proračunu se polazi od
pretpostavljenih vrednosti razmena
između sistema u baznom modelu.
2. ugovoreni putevi energije (programi
razmena) ne odgovaraju stvarnim
fizičkim tokovima snaga:
- mehanizam ne uzima u obzir kružne
[249]
tokove snaga
- međusobni uticaj granica nije uzet
u obzir
3. obodna proizvodnja u sistemima
ima ogroman uticaj na rezultate
proračuna
4.2 Mehanizam koordinisanog
prora~una i dodele
prekograni~nih prenosnih
kapaciteta zasnovan na
programima razmena - NTC
Koordinisana eksplicitna aukcija bi
trebalo da predstavlja napredak u
odnosu na bilateralnu metodu proračuna
i dodela prekograničnih prenosnih
kapaciteta.
Mane bilateralnog pristupa koje su
rešene primenom koordinisanih aukcija
[3]:
1. Razmena između dva susedna
sistema može izazvati značajne
prekogranične tokove snaga i na
drugim granicama. Koordinisana
aukcija bazirana na tokovima snaga
to rešava korišćenjem PTDF matrice
i istovremenim posmatranjem svih
mrežnih ograničenja.
2. Kružni tokovi snaga su uzeti u obzir
u koordinisanim aukcijama baziranim
na tokovima snaga.
3. Obodne elektrane više nemaju onoliki
uticaj na prekogranične prenosne
kapacitete kao što je to bio slučaj kod
bilateralnog pristupa.
4. Kod bilateralnih dodela kapaciteta,
ukoliko trgovac želi da ostvari
transakciju uzmeđu dva nesusedna
sistema, mora konkurisati i dobiti
kapacitete na svim granicama
koje dele data dva sistema. Kod
koordinisane aukcije to nije slučaj.
Naime, ukoliko se transakcija nalazi
unutar regiona na kome se primenjuju
koordinisane aukcije, trgovac jednom
ponudom zakupljuje sav kapacitet
neophodan za datu transakciju.
Koordinisana eksplicitna aukcija
bazirana na NTC vrednostima
Prelaz između bilateralnog i
koordinisanog pristupa. Ovaj tip dodele
je napredak u odnosu na bilateralni tip
dodele u smislu uvažavanja međusobne
zavisnosti između tokova snaga po
granicama u posmatranom regionu.
Postupak sprovođenja ovakvih aukcija
se od bilateralnog pristupa razlikuje
samo u načinu uvažavanja mrežnih
ograničenja. Za razliku od bilateralnog
pristupa ovde se mrežna ograničenja
posmatraju istovremeno.
Pored bilateralnih vrednosti NTC-a
uvode se i nova ograničenja u
vidu kompozitnih vrednosti NTC-a
energija
(izračunata vrednost NTC-a za
više granica odjednom, na primer
A+V → S). I dalje se sam proračun
zasniva na programima razmena a ne na
realnim fizičkim tokovima.
bazirana na tokovima snaga
orjentisana ka granicama
Osobine [3]:
1. Zasnovana je na fizičkim tokovima
snaga po granicama (ograničavajući
faktor predstavlja prenosna moć
interkonektivnih dalekovoda).
2. Koristi se PTDF matrica za
transformaciju programa razmena u
fizičke tokove snaga (PTDF matrica
pokazuje koji deo aktivne snage
koji potiče od neke međunarodne
razmene električne energije teče po
definisanim dalekovodima).
3. Dodela kapaciteta uz uvažavanje
ograničavajućih faktora se vrši
centralizovano od strane nezavisnog
tela koje se naziva aukcijska kuća
(CAO – Coordinated Auction Office).
bazirana na tokovima snaga
orjentisana ka elementima u mreži
Od januara prošle godine počeo je sa
test primenom novi metod koordinisanih
eksplicitnih aukcija baziran na fizičkim
tokovima snaga orjentisan ne više samo
ka granicama već ka svim elementima u
mreži. Naziv nove metodologije je MF
– Maximum Flow metodologija, pošto
su ograničenja definisana maksimalnim
mogućim tokovima snaga u mreži [5].
Poređenje BC i MF pristupa
Iskustvo dobijeno tokom probnog
perioda pokazalo je niz problema
u primeni BC pristupa (pristupa
orjentisanog ka granicama), kao što su
[5]:
1. Niske, a ponekad čak i negativne
vrednosti BC-a na pojedinim
granicama.
2. Proračunate vrednosti prekograničnih
kapaciteta dosta zavise od
pretpostavljenih vrednosti razmena
u baznom modelu (BCE – Base Case
Exchanges), bez kojih je nemoguće
kreirati bazni model mreže.
3. Iskorišćenost mreže je veoma niska
nakon simulacije nominacija prava na
korišćenje prenosnih kapaciteta.
4. Transparentnost je veoma
ograničena.
Kako bi se prevazišli navedeni problemi
BC pristupa, predložen je novi pristup
orjentisan ka prenosnim kapacitetima
dalekovoda u mreži a ne ka granicama,
koje opisuju vrednosti maksimalnih
tokova snaga (MF). Treba napomenuti
da nova procedura sadrži dosta poznatih
elemenata iz VS procedure prethodno
korišćene tokom “dry-run” perioda.
Glavne karakteristike MF pristupa su:
1. Koncept baziran na posebnom
ograničenju po svakom elementu
mreže.
2. MF pristup uzima u obzir
maksimalan dozvoljeni tok snage na
svakom pojedinom elementu mreže,
koji predstavlja jedno ograničenje
u mreži koje se nesme premašiti
tokom procedure alokacije prenosnih
kapaciteta.
3. Koncept omogućava da se bilo koji
element prenosne mreže (dalekovod
ili transformator) označi kao
potencijalno kritična grana u mreži
(critical branch). Oparator prenosnog
sistema može uzeti u obzir kako
svoje interne elemente mreže, tako
i interkonektivne elemente mreže
(interkonektivne dalekovode),
dovoljno je da su dati elementi
modelovani u regionalnom modelu
mreža.
4. Kao dodatak, svakom definisanom
kritičnom elementu mreže pridodaje
se proizvoljan skup kritičnih ispada
(critical outages), koji su povezani
sa datim kritičnim elementom
mreže. Jedan kritičan ispad može
podrazumevati ispad jednog ili više
elemenata mreže istovremeno.
5. Svaka pojedinačna vrednost MF-a
kritičnih elemenata zajedno sa
spiskom ispada predstavlja jedno
ograničenje u mreži koje mora
biti ispoštovano tokom alokacione
procedure.
6. Objektivna i direktna primena
mrežnih ograničenja zahvaljujući
uzimanju u obzir ograničenja
po svakom mrežnom elementu
ponaosob.
7. Praktično pristup koji je nazavistan
od pretpostavljenih vrednosti
programa razmena u baznom
modelu (BCE – Base Case
Exchanges), korišćenog za proračune
tokova snaga,
- ovaj pristup omogućava
pretpostavku da najkritičniji ispad
vezan za neki kritični element zavisi
od odgovarajućeg scenarija razmena.
Ovo je postignuto uzimanjem u
obzir svih potencijalno kritičnih
ispada po svakom kritičnom
elementu mreže kao ulaza u
alokaciju prenosnih kapaciteta.
- Prema tome, stvarni “najkritičniji“
ispad dobija se kao rezultat
alokacione procedure.
- Nasuprot ovom pristupu, kod VS
pristupa se svaka VS vrednost
bazira na jednom kritičnom ispadu.
U slučaju da se rezultat alokacije
[250]
kapaciteta dosta razlikuje od
pretpostavljenih razmena u baznom
modelu, može se desiti da se kritični
ispad za situaciju nakon alokacije
kapaciteta razlikuje od kritičnog
ispada koji je prvobitno korišćen
kao ograničavajući faktor pri
proračunu VS-a. Ova promena se
ne može uzeti u ubzir VS pristupom.
Kao posledica, mogu biti izračunate
nerealno velike ili nerealno male
vrednosti prekograničnih prenosnih
kapaciteta.
8. Rezultati alokacije kapaciteta
transparentno ukazuju na mrežna
ograničenja ograničavajući količinu
alociranih prenosnih kapaciteta (kritične
grane i odgovarajući kritični ispadi).
9. Usled uzimanja u obzir svake
kombinacije kritična grana – kritični
ispadi (svaka kombinacija je
predstavljena jednom vrstom u PTDF/
MF modelu), rezultujući PTDF/MF
model je veoma opširan sa visokim
rizikom da se previde neke vrednosti
od interesa kao i kompleksnost same
procedure koja se ogleda u vremenu
neophodnom da se sama procedura
sprovede.
10. MF pristup je uspeo da prevaziđe
veliki broj problema koji su se javili
tokom probne mrimene VS pristupa,
posebno vezano za zavisnost proračuna
od pretpostavki i aproksimacija koje
se odnose na bazni model kao i veoma
grub prikaz mrežnih ograničenja
predstavljenih sumarno kroz jednu
veličinu po granici određenu u VS
proceduri.
5. Zaklju~ak
Povećanje potrošnje električne
energije usled rasta broja stanovnika
i industrijskog razvoja u regionu,
kao i povezivanje dela ruskog
elektroenergetskog sistema u okvire
UCTE interkonekcije neminovno će
u bližoj budućnosti dovesti do pojave
još većih tranzita preko prenosnog
sistema Srbije. Na nama je da se za
to pripremimo kako ulaganjem u
izgradnju novih prenosnih kapaciteta
kako bi pojačali sadašnje, ali isto tako
i aktivnim učestvovanjem u izradi
novih preciznijih metoda za upravljanje
zagušenjima.
U novom okruženju deregulisanih
elektroenergetskih sistema i stvaranja
otvorenog tržišta električne energije
na tlu Evrope, čiji smo mi sastavni
deo sa našim elektroenergetskim
sistemom, stvorili su se potpuno
novi izazovi u domenu operativnog
planiranja i upravljanja prenosnim
sistemom. Neophodno je ispratiti
razvoj i tendenciju koje pomenuti novi
energija
trendovi u ovoj oblasti nameću, ali
u isto vreme neophodno je sačuvati
tehničku stranu čitave priče u granicama
koje su ustanovljene kao standardi od
samih začetaka sistemske energetike
pre više od sto godina. Kako bi se
predupredili eventualni problemi u
regionu jugoistočne Evrope u bližoj ili
daljoj budućnosti neophodno je u sve
nove procese vezane za oblast sistemske
energetike ulaziti veoma obazrivo sa
naše, tehničke strane, posmatrano.
6. Literatura
[1] “Proračun tokova snaga i
naponskih prilika na spojenom
modelu jugoistočne Evrope
korišćenjem programskog paketa
PSA - (analiza sigurnosti u trealnom
vremenu)”, Nenad Šijaković, EMS,
Beograd, mart 2006.
[2] “Proračun prekograničnih
prenosnih kapaciteta na
interkonektivnim dalekovodima EES
Srbije ”, A. Kurćubić, B. Šumonja,
N. Šijaković, J. Petrović, JUKO
CIGRE Tara, 2006.
[3] “Mogućnost primene koordinisane
aukcije na EES Srbije i uticaj
HE Đerdap 1 na proračun PTDF
matrice i graničnih kapaciteta“, B.
Šumonja, A. Kurćubić, N. Šijaković,
J. Petrović, JUKO CIGRE Tara,
2006.
[4] “Kritični ispadi elemenata prenosne
mreže Srbije i susednih sistema
sa aspekta sigurnosti i naponske
stabilnosti”, Nenad Šijaković,
Julijana Vićovac, Mirjam Stančević,
Aleksandar Kurćubić JUKO CIGRE
Vrnjačka Banja 2007.
[5] “Determination of transmission
capacities with line-wise Maximum
Flow approach ”, Consentec, 5
December 2007.
Ivana ôj~i}, dipl.el.ing.
Tomislav Milanov, dipl. el. ing.
Mr. Du{an Vukoti}, dipl. el. ing.
PD „Elektrodistribucija Beograd“
UDC: 621.316.17.004/.006
Neke specifičnosti u
napajanju električnom
energijom objekata opšte
kulture na konzumu EDB
Rezime
Radom se iznose neke specifičnosti u napajanju elektrodistributivnim
srednjenaponskim i niskonaponskim mrežama na konzumu EDB opšte kulture
(bioskopi, pozorišta, estradne dvorane,…). Prikazuje se način napajanja, vršna
snaga i potrošnja aktivne i reaktivne električne energije u periodu od 1970. do
2007. godine.
Danas prisutan porast potrošnje električne energije i vršne snage u ovim objektima
ima veoma izglednu perspektivu daljeg rasta, te EDB preduzima sve mere da se
isporuka kvalitetne električne energije učini još kvalitetnijom (kako sa aspekta
napona tako i sa aspekta kontinuirane isporuke električne energije).Zbog toga EDB
preduzima sve mere da se izgrade svi planom zacrtani objekti u svim nastupajućim
srednjoročnim planskim periodima.
Rad može da bude koristan mladim planerima, energetičarima i projektantima koji
određuju način napajanja i definišu tehničke uslove za napajanje ovih objekata.
Ključne reči: Potrošnja električne energije i snage, objekti opšte kulture, načini
napajanja elektrodistributivnom mrežom, rezervni izvori električne energije.
Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of
Culture Buildings on Consumer Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of culture buildings
(cinema, theatre, concert hall,.....) on consumer area EDB with electrical energy
from MV and LV distribution networks.
It shows way of supply, peak load as well as the consumption of active and reactive
electrical energy in the period from 1970. to 2007.
Today we are facing with the increase consumption of electrical energy and power
in these buildings with probable prospective of further growth, according to that
EDB is taking all the measures in order to bring the quality of electrical energy
on a higher level (either from the aspect of voltage as from the aspect of supply
continuity). Because of that EDB is taking all the measures in order to build all the
objects that are required by the plan during all the future periods that are planned.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers
dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the
power supply of these buildings.
Kay words: consumption of electrical energy and power, culture buildings, way of
power supply via power distribution network.
1. Uvod
Na području beogradske opštine nalaze
se najznačajniji objekti opšte kulture u
regionu u kojima radi više od 50.000
zaposlenih. Sve objekte opšte kulture
na području Beograda EDB napaja
[251]
električnom energijom iz oko 100 TS
X/10 kV i cca 5000 TS 10/0,42 kV.
Ukupno zaposlenog kadra u EDB je oko
1700.
Objekti opšte kulture u Beogradu su
značajni potrošači i aktivne i reaktivne
energija
Tabela 1 Rangiranje potrošača u klasi „opšta kultura“ prema ostvarenim vršnim snagama
električne energije i snage. U priloženoj
tabeli I su rangirani najznačajniji objekti
prema vršnoj nejednovremenoj snazi.
Ukupna vršna snaga objekata je oko 10
MW – što je itekako značajno učešće
(u odnosu na vršnu snagu npr. fabrike
FOB na Novom Beogradu reda 15 MW
i najviše zaposlenih oko 5000 u periodu
od 1980. do 1990. godine).
2. Struktura potroša~kih
ure|aja i karakteristike spoljne
elektrodistributivne mreže
Najveći potrošački uređaji u gore
navedenim objektima opšte kulture
u Beogradu su svetlosni izvori i
klima-uređaji. Sa vremenom se stalno
povećava broj objekata sa sve snažnijim
klima-uređajima, sa motorima malih
snaga i malih brzina obrtanja, tako da
ovi potrošači sa svakim danom postaju
sve veći potrošači i reaktivne električne
energije. Pri tome treba napomenuti
da sve veći broj postojećih objekata
rekonstruiše svoje instalacije u objektu
– upravo radio uvođenja savremene
centralne ili lokalne klimatizacije.
Na priloženim slikama je prikazana
spoljna električna mreža 0,42 kV za
napajanje nekoliko objekata opšte
kulture. Kablovi 1 kV su tipskih
preseka, na područjima sa starom
mrežom preseka 95 mm2 Cu, a na
područjima sa „novom mrežom“
preseka 150 mm2 Al (oba tipa propusne
snage oko 170 KW). Srednjenaponske
mreže 10 kV su izvedene kablovima
IPO 13-150 mm2 Al..
3. Kvalitet elektri~ne energije
Potrošački uređaji u objektima opšte
kulture su veoma osetljivi na kvalitet
električne energije, te EDB preduzima
sve mere da se svima isporučuje visok
kvalitet električne energije kako u
pogledu kvaliteta napona (koji se
kreće u 5-10 puta užem opsegu nego
što propisi regulišu) tako i u pogledu
pouzdanosti u napjanju.
Mnogi objekti opšte kulture imaju i
Slika 1 Elektrodistributivna mreža 10 kV oko Narodnog
Pozorišta na Trgu Republike
[252]
rezervne izvore električne energije,dizel
agregate, koji se vrlo brzo uključuju
u rad u slučaju nastanka prekida u
napajanju električnom energijom.
S obzirom na sve negativne efekte koje
sve veća potrošnja reaktivne električne
energije sobom donosi – EDB ugrađuje
u pripadajuće TS 10/0,42 kV savremene
kompenzacione uređaje u rasponu
kapacitivnih snaga od 40 kVAr do 100
kVAr.
4. Zaklju~ak
Radom su prikazane neke specifičnosti
nekoliko objekata opšte kulture sa
aspekta ostvarenih vršnih snaga u
periodu od 1970. do 2008. godine.
Potrošnja aktivne električne energije
u odnosu na vršno opterećenje svakog
objekta pojedinačno govori da je
godišnje trajanje vršne snage značajno
manje nego u drugim delatnostima.
Međutim, podaci EDB govore da sa
godinama ovi potrošači preuzimaju sve
veće „količine električne energije“, te
Slika 2 Elektrodistributivna mreža 0,42 kV oko
Narodnog Pozorišta na Trgu Republike
energija
da imaju veoma izglednu perspektivu
daljeg rasta. Ovi objekti sa svakim
danom postaju sve veći potrošači i
reaktivne električne energije.
Zato EDB preduzima sve mere da se
nastupi i sa daljom izgradnjom nove
elektrodistributivne mreže na konzumu
EDB – što može da omogući jedino
nivo prosečne godišnje cene od 10-15
eurocenta/KWh.
5. Literatura
Interna dokumentacija EDB o
virmanskim potrošačima i mrežama na
konzumu
Ivana ôj~i},dipl.el.ing.
UDC: 621.316.1 : (661+669+69)
energijom objekata
metalske, hemijske i
građevinske industrije na
konzumu EDB
Rezime
Radom se iznose neke specifičnosti u napajanju elektrodistributivnom mrežom na
konzumu EDB objekata metalske, hemijske i građevinske industrije. Prikazuje se
način napajanja, vršna snaga i potrošnja aktivne i reaktivne električne energije u
Danas gotovo u potpunosti obnovljena proizvodnja u ovim objektima će biti još
intenzivnija – što povlači potrebne posebne mere u domenu napajanja električnom
energijom; to će se svakako reflektovati i na povećanje potrošnje električne energije
u mnogo manjim preduzećima, maloj privredi, a naravno i u klasi ostale potrošnje
na niskom naponu (domaćinstva, široka potrošnja).Zato se početkom novog
investicionog ciklusa u EDB ne treba odugovlačiti, te treba preduzeti sve mere da se
sada to realizuje dugoročnim i srednjoročnim planovima zacrtanih objekata.
Ključne reči: Potrošnja električne energije, veliki potrošači, visokonaponska i
srednjenaponska elektrodistributivna mreža.
Metallurgy, Chemical and Construction Industry on Consumer
Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of metallurgy, chemical
and construction industry on consumer area EDB with electrical energy from MV
and LV distribution networks.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers
dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the
power supply of these buildings.
Kay words: consumption of electrical energy and power, metallurgy, chemical and
construction industry, way of power supply via power distribution network
1. Uvod
Brojni proizvodni objekti metalske,
hemijske i građevinske industrije
na području beogradskih opština su
značajni potrošači aktivne i reaktivne
električne energije i snage. Maksimalna
[253]
proizvodnja, zaposlenost i potrošnja
električne energije u njima odvijala se u
periodu od 1985-1990. godine, kada je
bilo zaposlenih preko 240.000 (tabela I),
a vršna snaga i potrošnja električne energije prevazilazi 150 MW i 2.000.000
MWh. Posle nestabilne političke
energija
Tabela I Ukupno zaposlenih u objektima bazne privrede u Beogradu
situacije, embarga prema SRJ i rata – u
periodu od 1991. do 2000. godine, kao i
posle veoma „nezgodnog po proizvodnju“ procesa privatizacije, sada se polako
zahuktava sveukupna proizvodnja i
potrošnja električne energije postaje sve
intenzivnija.
Za sada ne raspolažemo sa veoma
bitnim pokazateljima o procentualnom
učešću ukupnog broja zaposlenih u
baznoj privredi koji su bili direktni
nosioci izvoza beogradske privrede u
inostrane zemlje – te stvarali najbitnije
finansijske efekte za društvo u celini.
2. Pregled potro{nje aktivne i
reaktivne elektri~ne energije i
snage i raspoloìvi energetski
kapaciteti u objektima bazne
privrede
Ovde su u priloženim tabelama II, III i
IV dati osnovni energetski pokazatelji o
Tabela II Način napajanja električnom energijom objekata metalske industrije, vršna snaga, potrošnja aktivne i
reaktivne električne energije i učešće potrošnje u osmočasovnoj tarifi u periodu od 1970-2008.
Instalisa
na snaga
TS
10/0,4
kV
Više od
10 MVA
5-10
MVA
2-5
MVA
0,1-2
MVA
Naþin napajanja
Vršna snaga
kW
Meseþna potrošnja
aktivne elektriþne
energije
MWh
TS 35/10 kV
TS 35/10 kV
TS 110/10 kV
TS 35/10 kV
3000-15000
1000-10000
1000-10000
2000-7000
500-3000
1000-5000
1000-15000
500-3000
100-1000
300-1000
500-3000
500-1000
Uþešüe potrošnje
elektriþne energije u
osmoþasovnoj noünoj
tarifi
[%]
10%-40%
30%-50%
10%-50%
10%-40%
TS 110/10 kV
TS 35/10 kV
TS 10/0,4 kV
500-4000
1000-6000
500-3000
100-5000
1000-10000
300-2000
100-3000
3000-8000
50-200
30%-50%
20%-40%
40%-70%
TS 10/0,4 KV
500-3000
100-2000
50-500
20%-40%
TS 10/0,4 kV
Mreža 10 kV
Mreža 10 kV
Mreža 10 kV
TS 10/0,4 kV
TS 35/10 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
500-1500
500-3000
500-4000
100-3500
100-300
800-2000
50-200
400-1500
1001000
5003000
10-300
10-500
10-300
50-300
50-500
100500
50-500
50-400
50-300
50-500
50-1000
10-2000
10-500
200-1000
20-100
20-200
50-500
5-100
5-200
5-500
10-1000
5-20
50-500
10-50
20-100
20-100
20%-50%
20%-50%
10%-50%
10%-20%
10%-40%
20%-60%
20%-40%
10%-50%
10%-30%
Livnica Ralja
ILR Železnik
IKL Knez
Danilova
Industrija precizne
mehanike
Teleoptik
Moma Stanojloviü
Zmaj – Zemun
Ikarus
Nikola Tesla
IKL Barajevo
BMG Železnik
Inos Železnik
Jugostroj
3-10
0,1-0,2
10%-20%
Kosovoprojekt
10-100
10-100
10-100
10-100
10-200
20-300
1-50
10-30
5-20
1-5
1-10
5-30
10%-30%
10%-30%
10%-50%
10%-30%
10%-50%
10%-60%
Grmeþ
Livnica Pobeda
IMK francuska
David Pajiü
Utenzilija
Metal V. Iliüa
10-300
20-100
10-50
10-50
10%-30%
10%-30%
20-200
10-50
10%-60%
Minel Radniþka
Institut za
ispitivanje
materijala
Impa Zemun
20-200
20-200
20-100
5-100
10%-20%
10%-40%
Insa Zemun
Ikarbus
20-150
10-200
10-50
10-40
5-80
5-50
2-10
1-10
10%-40%
10%-20%
10%-20%
20%-70%
Intersilver
Brodoremont
Rotor
Rad Vojvode
Mišiüa
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
501500
50-700
100500
50-700
10-200
50-300
50-200
[254]
Meseþna potrošnja
reaktivne
elektriþne energije
MVArh
Naziv
IMR Rakovica
11.maj
FOB
IMT
energija
Tabela II (nastavak)
TS 10/0,4 kV
10-300
5-20
1-8
10%-30%
TS 10/0,4 kV
2001000
10-700
50-600
50-200
50-300
10-500
10-200
50-300
5-20
10%-20%
5-200
5-100
5-50
5-50
0,1-10
1-50
5-50
2-20
1-5
2-20
0,1-0,2
1-5
10%-20%
10%-80%
10%-20%
10%-30%
10%-20%
10%-20%
50-200
50-200
10%-20%
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
100700
1-50
1-50
1-20
1-20
0,1-0,2
0,1-0,3
30%-70%
10%-20%
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
10-200
5-50
10-200
5-50
5-200
5-40
1-10
5-30
5-20
1-10
1-5
0,5-2
0,5-10
1-10
0,1-0,5
10%-20%
10%-30%
10%-40%
10%-20%
10%-20%
TS 10/0,4 kV
10-600
5-50
0,1-0,5
10%-70%
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
10-100
50-300
10-100
10-50
10-100
5-20
50-300
5-20
5-50
5-50
1-20
1-10
1-5
5-50
0,1-2
1-50
1-10
1-5
1-5
0,1-0,2
5-15
10%-20%
10%-50%
10%-20%
10%-20%
10%-20%
10%-40%
10%-20%
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
50-150
5-100
5-100
5-100
100-500
5-40
5-20
5-20
5-20
20-100
5-20
1-10
1-5
1-10
5-40
10%-40%
do 10%
do 40%
do 40%
do 20%
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
TS 10/0,4 kV
Zavod za
zavarivanje
Kron
Minel Zemun ….
Ineks Zemun
Ktitor
Lola Fluidomatik
Birostroj
David Pajiü
kontrukcije
Minel Uralska
Projektomontaža
Union-invest Treüi
bulevar Novi
Beograd
Neon - Zemun
Niro - DMD
Radulaška
BS inženjering
Beogradsko
mašinsko grafiþko
preduzeüe
Montaža Kružni
put
Energoprojekt
Beograd montaža
Kontaktor
Palilula Višnjiþka
Sartid Deligradska
Minel - Baþvanska
…. Fabrika
signalnih ureÿaja
Mašinoprojekt
Minel Brankova
Srbijaprojekt
Minel Šreder
Aeroinženjering
Tabela III Način napajanja električnom energijom objekata hemijske industrije, vršna snaga, potrošnja aktivne i
Instalisana
snaga
TS 10/0,4
kV
Naþin
napajanja
Vršna snaga
kW
28,300 MW
Meseþna potrošnja
aktivne elektriþne
energije
MWh
Meseþna potrošnja
reaktivne
elektriþne energije
MVArh
5-10 MVA
TS 110/10 kV
500-6000
1000-5000
500-3000
osmoþasovnoj noünoj
tarifi
[%]
10%-40%
2-5 MVA
TS 10/0,4 kV
500-3000
500-1000
20-100
10%-30%
0,1-2 MVA
Naziv
Prva Iskra Bariþ
Grmeþ
TS 35/10 kV
1000-5000
500-3000
100-500
10%-50%
Galenika
TS 10/0,4 kV
1000-4000
100-1000
500-1000
20%-50%
Fabrika hartije Višnjiþka
Mreža 10 kV
500-1500
100-700
100-500
10%-50%
Avala Ada Huja
TS 10/0,4 kV
500-3000
500-1000
50-200
10%-40%
TS 10/0,4 kV
200-1000
500-3000
10-50
10%-40%
Rekord – fabrika gumenih
proizvoda
Duga – industrija boja
TS 10/0,4 kV
100-500
10-100
5-20
10%-20%
Avala guma – Ruska 1
TS 10/0,4 kV
100-700
10-500
2-5
10%-30%
Grmeþ – Kumodraška 261
TS 10/0,4 kV
50-200
5-40
5-20
10%-50%
Grmeþ – Bulevar JNA 401
TS 10/0,4 kV
50-300
5-50
2-10
10%-20%
Dinara
TS 10/0,4 kV
50-400
10-70
2-20
10%-20%
Polimark
TS 10/0,4 kV
50-500
10-80
5-40
10%-50%
Vatrosprem Kumodraška 240
TS 10/0,4 kV
10-50
5-20
2-10
10%-50%
Beohemija Kumodraška 290
TS 10/0,4 kV
2-20
1-5
0,1-1
10%-20%
Župa – Danijelova 12
TS 10/0,4 kV
50-300
5-50
5-40
10%-40%
Prolek –fabrika lekova
TS 10/0,4 kV
50-300
5-50
5-30
10%-70%
Galenika - Beogradska
TS 10/0,4 kV
100-1500
10-300
10-50
10%-40%
Galenika - plastika
[255]
energija
Tabela IV Način napajanja električnom energijom objekata građevinske industrije, vršna snaga, potrošnja aktivne i
Instalisana
snaga
TS 10/0,4 kV
Naþin napajanja
Vršna snaga kW
12,3 MW
Meseþna potrošnja
aktivne elektriþne
energije
MWh
Meseþna potrošnja
reaktivne elektriþne
energije
MVArh
osmoþasovnoj noünoj tarifi
[%]
Gradilišta
TS 10/0,4 kV
do 100 kV
do 500
do 20
do 20%
100-200 kVA
TS 10/0,4 kV
1000-2000
100-1000
50-500
10%-50%
TS 10/0,4 kV
100-700
100-300
5-100
10%-20%
TS 10/0,4 kV
100-300
10-50
5-50
do 40%
TS 10/0,4 kV
50-300
10-100
5-30
do 50%
Trudbenik – Slanaþki
put
Mostogradnja
Matrozova
Ratko Mitroviü
Savski nasip
Rad - Savski nasip
TS 10/0,4 kV
50-500
10-200
5-50
do 40%
Rad – Savski nasip
TS 10/0,4 kV
50-700
10-100
5-20
do 50%
TS 10/0,4 kV
50-300
5-100
2-10
do 70%
Rad – mehanizacija
Batajniþki drum
Komgrap - Kijevo
TS 10/0,4 kV
5-20
5-200
1-5
do 50%
TS 10/0,4 kV
50-200
5-100
1-10
do 40%
TS 10/0,4 kV
50-500
5-50
1-20
do 50%
TS 10/0,4 kV
10-200
5-20
1-5
do 30%
TS 10/0,4 kV
10-300
10-100
5-20
do 20%
TS 10/0,4 kV
5-70
1-10
0,1-2
do 70%
TS 10/0,4 kV
50-300
5-40
5-40
do 40%
TS 10/0,4 kV
10-100
1-20
1-6
do 20%
TS 10/0,4 kV
50-200
5-20
1-40
do 20%
TS 10/0,4 kV
50-400
50-200
1-10
do 40%
TS 10/0,4 kV
50-150
5-100
1-10
do 30%
TS 10/0,4 kV
50-300
5-100
1-50
do 70%
TS 10/0,4 kV
100-1200
5-50
1-10
do 80%
TS 10/0,4 kV
500-3000
500-2000
5-200
do 40%
TS 10/0,4 kV
100-300
10-100
5-20
do 20%
objektima bazne privrede u Beogradu, i
to kako ukupni kapaciteti i pokazatelji o
načinu napajanja električnom energijom
– tako i mesečne potrošnje aktivne i
reaktivne električne energije i snage u
periodu od 1970-2008. godine.
3. Struktura potroša~kih
ure|aja u objektima bazne
privred
Bezmalo svi potrošački uređaji u
objektima bazne privrede u Beogradu
električnu energiju preuzimaju iz
pripadajuće mreže 0,42 kV, a ova se
opet napaja iz pripadajućih „industrijskih“ TS 10/0,4 kV; značajan broj
objekata bazne privrede ima i svoju
autonomnu mrežu 10 kV, a više od 10
objekata i svoje TS 35/10 kV i 110/10
kV (ili njihov deo).
Potrošački uređaji u objektima bazne
privrede u Beogradu su u najširem
dijapazonu karakteristika s obzirom
na snagu i potrošnju aktivne i
reaktivne električne energije. Termički
potrošači su peći: elektrootporne
i elektroindukcione (uglavnom
niskofrekventne ali i srednjefrekventne),
zatim motorni pogoni u širokom
dijapazonu koncentracije po jedinici
površine objekata (sa svim postojećim
načinima regulacije brzine motora,
a sve češće i regulacijom brzine
motora promenom frekvencije putem
modula energetske elektronike), kao
i sve snažniji svetlosni izvori koji
omogućavaju rad i u noćnim satima.
Elektrootporne peći odlikuju vrlo
visoke vrednosti sačinilaca snage, tj.
neznatne potrošnje reaktivne električne
energije. Otporni elementi su raznih
konstrukcija (žice od legura gvožđa
ili drugih metala, ili šipke od grafita,
molibdena, volframa, karborunduma,
[256]
Naziv
Lokalne lokacije
Dinara – Fabriþki put
Zemun
Energoprojekt
Batajniþki drum
Ratko Mitroviü
mehanizacija Kružni
put
Planum asfaltna baza
Savski nasip
Ivan Milutinoviü –
Braüe Krsmanoviü
Fabrika betona
Požeška 6
Partizanski put
Drobilica na Savi
Hidroprojekt Vele
Nigrinove 16
Kamenolom - Kijevo
Vijadukt –
Rakovaþki put
Izolacija Kumodraška
Bagersko brodarsko
preduzeüe Viline
vode
Deponija šljunka
Batajniþki drum
Energoprojekt generalservis
Asfaltna baza –
Viline vode
ponekad i rastopljeno staklo), a u
specijalnim vakuum pećima moguća
je obrada i čelika (do 3000ºC). I
pored neznatne potrošnje reaktivne
električne energije, elektrootporne
peći mogu da budu veoma neugodan
potrošač – obzirom na uticaj na kvalitet
električne energije koja se isporučuje
i drugim potrošačima (zbog relativno
velike snage stvaraju značajne padove
napona u neadekvatno dimenzionisanim
sistemima napajanja električnom
energijom).
Elektroindukcione peći su, međutim,
izuzetno veliki potrošači reaktivne
električne energije (cos φ i ispod
0,3). Ove peći se isključivo koriste
za topljenje metala. Ukoliko nemaju
gvozdeno jezgro ove peći se nazivaju
frekventne indukcione peći koje se
sastoje iz namotajnog kalema u čijoj je
sredini smešten lonac; kalem se napaja
energija
naizmeničnom strujom a u loncu sa
metalom se indukuju vrtložne struje
koje dovode do topljenja materijala
putem zagrevanja. Za topljenje i
obradu čelika upotrebljavaju se
visokofrekventne indukcione peći
(sa frekvencijom od 500-1500 Hz), a
za topljenje metala niskofrekventne
indukcione peći. Na sličan način rade
i dielektrične peći (mikrotalasne)
za topljenje materijala koji ne
provode električnu energiju (rade na
frekvencijama od 5-10 miliona Hz
koju proizvode specijalni uređaji).
Viskokofrekventne indukcione peći
imaju često tiristorsko napajanje koje
značajno pogoršava kvalitet električne
energije drugim potrošačima.
Električni motori su takođe veoma
specifični uređaji u objektima bazne
privrede, te se i projektovanje načina
napajanja mrežom 0,42 kV i regulacija
svih parametara električne energije koja
se njima isporučuje u fazi eksploatacije
– poklanja sa inženjerskog aspekta
najveća moguća pažnja. Pri tome veliki
motori (motori velike snage) i velikih
brzina obrtanja imaju visoke vrednosti
sačinilaca snage, a mali motori sa malim
brzinama obrtanja – niske vrednosti
sačinilaca snage (oni su itekako veliki
potrošači reaktivne električne energije).
U proizvodnim halama i svetlosni
izvori mogu biti, zbog velike
koncentracije, itekako značajni
potrošači električne energije, a regulaciji
kvaliteta električne energije koja se i
njima isporučuje poklanja se itekako
velika pažnja – s obzirom na činjenicu
da i jačina svetlosnog fluksa i njihov
vek života zavise od naponskog režima
u mrežama.
4. Eksploatacioni zahtevi koji
se postavljaju elektrodistributivnim objektima
Elektrodistributivnim TS 110/10
kV i 110/35 kV sa regulacionim
energetskim transformatorima se radi
toga poklanja najveća moguća pažnja
i sa aspekta regulacije napona a i sa
aspekta održavanja u punoj pogonskoj
spremnosti. Oko 1700 zaposlenih u
Privrednom društvu „Elektrodistribucija
Beograd“ (EDB) ulaže svakodnevno
velike napore da svim objektima
bazne privrede isporučuje visok
kvalitet električne energije sa visokim
svim parametrima pouzdanosti. Ovi
potrošači oduvek su na području imali u
proseku značajno pouzdanije napajanje
električnom energijom u normalnim
okolnostima, nego široka potrošnja
i domaćinstva a za potrebe remonta
čak i „ugovorima“ definiše se i obim i
trajanje neizbežnih prekida u napajanju
električnom energijom. Zaposleni u
EDB itekako znaju šta znači kad se desi
prekid u isporuci električne energije
ovim objektima i kad do dežurnog
dispečera dođe vest: „stala proizvodnja“
u fabrici toj i toj...Tada se jednovremeno
angažuje i nekoliko dispečerskih ekipa
na „terenskom poslu“.
Zato su svi zaposleni u EDB veoma
opterećeni činjenicom da danas ovako
brojne i snažne kapacitete bazne
privrede u Beogradu napajaju izuzetno
stare elektrodistributivne mreže (dva
najmlađa giganta, fabriku metalske
industrije FOB na Novom Beogradu i
fabriku hemijske industrije u Bariču,
napajaju TS 110/10 kV stare i preko
30 godina); zato se sa sve većim
nestrpljenjem posle dvadesetogodišnjeg
zastoja očekuje početak novog
investicionog ciklusa za izgradnju svih
novih elektrodistributivnih mreža na
konzumu EDB.
5. Zaklju~ak
Objekti bazne privrede na području
Beograda su itekako brojni, zapošljavaju
preko 240.000 radnika i povlače iz
mreže EDB nejednovremenu snagu i
veću od 150 MW.
Značajni broj TS X/10 kV na konzumu
EDB napaja električnom energijom
samo ove objekte, premda se značajan
broj ovih potrošača napaja i posebnom
elektrodistributivnom mrežom 10 kV iz
elektrodistributivnih TS X/10 kV.
Regulaciji svih parametara kvaliteta
električne energije koja se isporučuje
objektima bazne privrede u EDB
se poklanja izuzetno velika pažnja.
Pouzdanost napajanja je za red veličine
na višem nivou nego kod potrošača u
klasi domaćinstva i široka potrošnja.Za
to “brine” oko 1700 zaposlenih u EDB.
Starost mreže na konzumu EDB
nameće potrebu da što pre otpočne
(već dvadeset godina iščekivan)
nov investicioni ciklus za izgradnju
elektrodistributivne mreže na konzumu
EDB.
6. Literatura
Interna dokumentacija EDB
P.S.: I, na kraju, posle svega, da stavim
u ovaj tekst i svima poznate reči: to je
moj svet, to je moj dom, sve što imam u
gradu je tom...
[257]
energija
UDC: 621.316.1 : (661+669+69)
energijom objekata
poljoprivrede i prehrambene
industrije na konzumu EDB
Uvod
Rezime
U poljoprivrednoj delatnosti, zajedno sa
prehrambenom industrijom, na području
Beograda danas „radi“ preko 300.000
zaposlenih (tabela I) te poljoprivrednika. Njihovo procentualno učešće u
ukupnom broju stanovnika u Beogradu
je oko 25%. U Srbiji, Vojvodini i na
Kosovu (tabela II) u svim periodima od
1970. do 2005. godine bilo je značajno
veće (verovatno i preko 40%). Prema
zvaničnim podacima u Beogradu se
poljoprivrednom delatnošću danas bavi
samo oko 7500 zaposlenih (tabela III).
Potrošnja električne energije u poljoprivredi je na značajno nižem nivou
nego u drugim privrednim granama,.
iako su na području Beograda izgrađeni
značajni objekti za melioraciju (sa
prepumpnim i prelivnim vodostanicama
uglavnom na banatskom i sremskom
delu vangradskog konzuma EDB, a na
šumadijskom, najvećem delu, samo u
blizini reke Save). Potrošnja električne
energije za „primarne“ potrebe je
zanemarljiva; međutim, za potrebe
skladištenja i čuvanja u funkciji su
mnogi silosi i hladnjače u kojima je
potrošnja električne energije, “sekundarna” potrošnja, značajnija. Svakako da se
procentualno najveća količina električne
energije „troši“ u objektima prehrambene industrije, u “tercijarno” delatnosti,
o čemu će u ovom stručnom radu biti i
najviše govora.
Potrošnja električne energije u objektima poljoprivrede, stočarstva,
živinarstva, ribarstva i prehrambene
industrije na području Beograda
Radom se iznose neke specifičnosti u napajanju elektrodistributivnim srednjenaponskim i niskonaponskim mrežama na konzumu EDB objekata poljoprivrede i prehrambene industrije. Prikazuje se način napajanja, vršna snaga i potrošnja aktivne i
reaktivne električne energije u periodu od 1970. do 2007. godine.
Danas prisutan porast potrošnje električne energije i vršne snage u ovim objektima ima veoma izglednu perspektivu daljeg rasta, te EDB preduzima sve mere da
se isporuka kvalitetne električne energije učini još kvalitetnijom (kako sa aspekta
preuzima sve mere da se izgrade svi planom zacrtani objekti u svim nastupajućim
Ključne reči: Potrošnja električne energije i snage u objektima poljoprivrede i
prehrambene industrije, načini napajanja elektrodistributivnom mrežom, rezervni
izvori električne energije.
Ovde su u priloženoj tabeli IV prikazani
načini napajanja objekata poljoprivrede,
stočarstva, živinarstva, ribarstva i prehrambene industrije na području Beograda,
njihova nejednovremena vršna snaga,
Agricultural Objects and Food Industry on Consumer Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of agricultural objects
and food industry on consumer area EDB with electrical energy from MV and LV
distribution networks.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the power
supply of these buildings.
Kay words: consumption of electrical energy and power, agricultural objects and
food industry, way of power supply via power distribution network.
prosečna mesečna potrošnja aktivne i reaktivne električne energije, te procentualno
učešće noćne potrošnje električne energije
u ukupnoj potrošnji električne energije.
Očigledno je, kako kazuje tabela IV, da su
na konzumu EDB objekti ove delatnosti
[258]
brojni, da je potrošnja električne energije
veoma ravnomerna u toku dana i noći, da
je zbog značajnog učešća motornog pogona
i potrošnja reaktivne električne energije
u svim objektima značajna, da ekstremno
veliku potrošnju reaktivne električne en-
energija
Tabela I Ukupno stanovnika u Beogradu, posebno na gradskom a posebno na vangradskom delu i ukupno zaposlenih
u poljoprivredi
Ukupno stanovnika na
Ukupno
Ukupno zaposlenih
Ukupno
Ukupno
konzumu EDB
zaposlenih
u poljoprivredi u
Godina
stanovnika
zaposlenih u
gradski deo
vangradski
poljoprivredi –
Beogradu
u Beogradu
Beogradu
deo
Tab.III
-procena1970.
1.209.361
851.100
321.600
405.114
11.410
150.000
1975.
479.605
12.628
-
1980.
1985.
1990.
1995.
2000.
2005.
1.455.096
1.554.104
1.707.008
-
992.120
1.065.500
1.187.000
-
427.080
477.820
520.000
-
581.506
616.891
607.131
521.587
484.108
613.744
8.095
9.083
8.757
7.772
6.573
7.530
200.000
250.000
300.000
-
Tabela II Ukupno zaposlenih u Srbiji i ukupno zaposlenih u poljoprivredi u Srbiji u periodu od 1975. do 2005.
Godine
Srbija
Ukupno zaposlenih
Vojvodina
1975.
1.206.509
491.778
140.947
1980.
1.514.399
580.177
190.629
1985.
1.651.100
623.454
218.324
1990.
1.682.644
622.708
193.059
1995.
1.530.964
565.242
140.758
2000.
1.394.051
513.482
-
2005.
1.524.198
544.766
-
Kosovo
Tabela III Ukupno zaposlenih u poljoprivredi u Beogradu
Godina
Poljoprivreda i
Poljoprivreda i
šumarstvo
ribarstvo
1970.
1975.
1980.
1985.
1990.
1995.
2000.
2005.
11.410
-
ergije imaju objekti sa snažnim rashladnim
sistemima (npr. fabrika smrznute hrane
Frikom, hladnjača za voće Boleč…itd.)
sa faktorom snage reda 0,7 kao i da zbir
nejednovremenih vršnih snaga svih objekta
na području Beograda iznosi preko 50 MW
– što je nekako značajan nivo. Zgodno je
napomenuti da je vršna snaga dela metalske
12.440
7.743
7.950
7.694
6.748
5.641
-
Srbija
6.959 Šum
50.142
7.153 Šum
3.411 Vod.
29.869
3.639 V.
7.642 Š.
36.301
2.945 V
8.425 Š
36.146
2.156 V
6.749 Š
33.244
2.118 V
5.384 Š
24.346
302 Ribarstvo
25.520
Šumarstvo
Vodoprivreda
188
352
360
306
605
498
-
773
757
419
434
-
industrije u Beogradu, proizvodnja kombajna, traktora i svih priključnih mašina – oko
40 MW, al sa značajno većom potrošnjom
aktivne i reaktivne električne energije i
neuporedivo manjim brojem zaposlenih.
Najveći broj objekata nalazi se na prigradskom i vangradskom delu konzuma EDB.
[259]
Poljoprivreda
Vojvodina
2.849 Šum
77.007
2203 Šum
1.865 Vod.
60.367
2.651 V.
2.165 Š.
66.497
2.401 V
2.112 Š
64.088
1.936. V
1.811. Š
56.584
1935 V
1786 Š
44.106
869 Ribarstvo
38.367
Kosovo
1.923 Šum
8.365
1626. Šumarstvo
447 Vodoprivreda
7.732
516 Vodoprivreda
1.782 Šumarstvo
8.456
511. V
1.444 Š
9.409
260. V
927. Š
4.475
-
Poljoprivreda,
šumarstvo i
vodoprivreda
7.530
Karakteristike elektrodistributivnih
mreža i struktura potrošača
Najveći broj objekata poljoprivrede na
prigradskom i nagradskom konzumu
EDB napajanju nadzemne mreže 35 kV
i 10 kV, te pripadajuće TS 35/10 kV i
10/0,4 kV.
energija
Tabela IV Način napajanja, vršno opterećenje, potrošnja električne energije i učešće potrošnje električne energije u
osmočasovnoj tarifi u objektima poljoprivrede i prehrambene industrije u Beogradu
[260]
energija
Tabela IV (nastavak)
[261]
energija
Tabela IV (nastavak)
Hladnjače za voće i smrznutu hranu napajaju TS 35/10 kV snaga 2x8 MVA, a
fabrike šećera sa energanama TS 35/10
kV snage 2x4 MVA.
Manje objekte napajaju stubne TS
10/0,4 kV snage uglavnom 250 kVA, a
izuzetno i 400 kVA te 630 kVA.
Na gradskom delu konzuma EDB,
međutim, objekte prehrambene industrije napajaju mahom TS 10/0,4 kV
snage 2x630kva i 2x1000 kVA; Veće
fabrike imaju nešto veći broj TS 10/0,4
kV napajanih posebnom autonomnom
mrežom 10 kV iz izvornih TS 35/10 kV
i 110/10 kV.
[262]
4. Zaklju~ak
Na području Beograda (sa cca 1.700.000
stanovnika) nalaze se u pogonu značajan
broj objekata poljoprivrede, stočarstva,
živinarstva i ribarstva koji su locirani na
vangradskom području. Na gradskom
području se nalazi, međutim, itekako
energija
značajan broj objekata prehrambene
industrije.
Ukupna nejednovremena vršna snaga
svih ovih objekata prevazilazi 50 MW,
sa veoma izglednim perspektivom
daljeg rasta.
Radi napajanja kvalitetnom električnom
energijom svih potrošača predviđeno
je za izgradnju još oko 20 TS 35/10
kV u seoskim naseljima sa 3000-5000
stanovnika na vangradskom konzumu
EDB do 2020. godine.
5. Literatura
1. Interna dokumentacija EDB
2. Republički zavod za statistiku i informatiku – saopštenja ZP 20 o strukturi
zaposlenosti na nivou opština (izlazi
iz štampe 3 puta godišnje) u periodu
od 1970. do 2008. godine.
Mr. Du{an Vukoti}, dipl. el. ing.
UDC: 621.316.17.004
Neke specifičnosti u napajanju električnom energijom
objekata trgovine na konzumu EDB
Rezime
Radom se iznose neke specifičnosti u napajanju elektrodistributivnim srednjenaposnkim i niskonaponskim mrežama na konzumu EDB objekata trgovine. Prikazuje se
način napajanja, vršna snaga i potrošnja aktivne i reaktivne električne energije u
Danas prisutan porast potrošnje električne energije i vršne snage u ovim objektima ima veoma izglednu perspektivu daljeg rasta, te EDB preduzima sve mere da
se isporuka kvalitetne električne energije učini još kvalitetnijom (kako sa aspekta
Ključne reči: Potrošnja električne energije i snage u objektima trgovine, načini
napajanja elektrodistributivnom mrežom, rezervni izvori energije.
Trade Buildings on Consumer Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of trade buildings on
consumer area EDB with electrical energy from MV and LV distribution networks.
Kay words: consumption of electrical energy and power, trade buildings, way of
1. Uvod
U svim objektima trgovine na području
Beograda danas radi preko 80.000
zaposlenih. (tabela I) Velike tržne
centre i uobičajene samousluge EDB
napaja električnom energijom putem
TS 10/0,42 kV, a prodavnice i radnje
niskonaponskom mrežom 0,42 kV, sa
pripadajućim i drugim potrošačima u
[263]
klasi široke potrošnje. Za visok kvalitet
energije koja se svim ovim potrošačima
svakodnevno isporučuje brine oko
1700 zaposlenih u Privrednom društvu
„Elektrodistribucija Beograd“. Najčešći
potrošački uređaji u njima su svetlosni
izvori, rashladni uređaji za „čuvanje“
namirnica, elementi grejanja i sve češće
i moćni klima-uređaji.
energija
Tabela I Zaposlenost u trgovini u Beogradu u periodu od 1970. do 2005.
Tabela II Rangiranje objekata klase „trgovina“ prema vršnoj snazi u periodu od 1970. do 2000. godine
2. Rangiranje potroša~a u klasi
trgovina prema vršnoj snazi
Ovde je u priloženoj tabeli II prikazan pregled najznačajnijih objekata
trgovine u Beogradu – rangiranih
prema vršnoj snazi.
Najveći potrošači električne energije u
klasi „trgovina“ na području Beograda
u periodu od 1970. do 2000. godine
su robne kuće Ineks, Beograđanka,
Terazije, Jugodrvo, 22. decembar i
Beogradski sajam. Njihova vršna snaga
prevazilazi 1000 KW.
3. Specifi~nosti u potrošnji
elektri~ne energije
Ovde su u priloženoj tabeli III prikazani karakteristični podaci za ukupne
potrošačke uređaje u nekoliko objekata
trgovine na području Beograda, a čija
se potrošnja električne energije i snage
sistematski prati već više od 25 godina.
Dalje su u tabeli IV prikazani i
specifični parametri o potrošnji
električne energije i snage u ovim objektima u 1986., 1996. i 2006. godini.
Očigledno je da se specifični parametri
o potrošnji električne energije i snage u
ovim objektima kreću u veoma širokom
opsegu, ali da se ipak mogu izvući i neki
generalni zaključci o nivou potrošnje
električne energije i snage; Ove podatke
EDB koristi kod brzih procena vršne
snage i potrošnje električne energije za
sve nove potrošače koji svakodnevno
traže tehničke uslove za priključenje na
mrežu EDB, i to pre svega projektanti
instalacija i spoljne mreže niskog napona sa pripadajućim TS 10/0,42 kV.
[264]
4. Potrošnja reaktivne
elektri~ne energije u objektima
trgovine
U EDB se sistematski prati, preko svim
planerima mreže dostupnim energetskim
karticama o potrošnji električne energije
i snage; potrošnja i aktivne i reaktivne
električne energije u svim objektima
trgovine na konzumu EDB. Sve brojniji
i sve veći novi objekti trgovine koji
se svakodnevno izgrađuju u Beogradu
i priključuju na mrežu EDB na principu interpolacije između postojećih
priključaka i TS 10/0,42 kV – su i sve
veći potrošači reaktivne električne
energije.
U ove objekte se sve više uvode
savremene kondenzatorske baterije
snaga i preko 100 kVAr, te su sa novim
energija
Tabela III – Karakteristični podaci za potrošače iz grupe „trgovina“
Tabela IV Specifični parametri u periodu od 1986. do 2006.
Slika 1 Elektrodistributivna mreža 10 kV trgovačkog
kompleksa oko Beograđanke
objektima uglavnom sva reaktivna
opterećenja klima-uređaja kompenzovana. Međutim, značajan broj postojećih
objekata trgovine takođe uvodi sve
snažnije klima-uređaje sa značajnom
Slika 2 Elektrodistributivna mreža 0,42 kV trgovačkog
kompleksa oko Beograđanke
potrošnjom reaktivne električne energije, te EDB preduzima sve mere da i
u pripadajuće TS 10/0,42 kV ugradi iz
svojih skromnih finansijskih sredstava
nove baterije kondenzatora u elektrodis-
[265]
tributivne TS 10/0,42 kV snage najčešće
u rasponu od 40 kVAr do 70 kVAr.
Na taj način EDB pokušava da itekako
značajnu reaktivnu snagu novih i
postojećih objekata trgovine kompenzu-
energija
je, te da eliminiše jako neugodne tokove
reaktivnih jalovih snaga kroz elektrodistributivne i proizvodno-prenosne mreže.
Međutim, starost elektrodistributivne
mreže ne može da se „produžava“ samo
ovakvim merama – već su za regulisanje
nivoa prosečne starosti mreže na svim
mikroregionima neophodni novi objekti
(nove transformatorske stanice 110/10
kV i vodovi 110 kV i 10 kV). Deluje
zapanjujuće, ali prilika je da se kaže,
da moćnije trgovinske centre u blokovima 45, 70, 61, 62, 63 i 64 na Novom
Beogradu napaja industrijska TS 110/10
kV FOB – stara preko 30 godina, a
da EDB nema „raspoloživu finansijsku masu“ da izgradi TS 110/10 kV
„Galovica“ u naselju „Dr. Ivan Ribar“
radi „pomoći“ već davno ekonomski
amortizovanoj TS 110/10 kV FOB.
5. Zaklju~ak
Radom su prikazane neke specifičnosti
u napajanju električnom energijom objekata trgovine na području Beograda;
svi potrošači si rangirani prema vršnoj
snazi, a za nekoliko objekata iznešeni su
i neki specifični parametri.
Sve dinamičnija izgradnja grada sa
pretežno trgovinskim objektima EDB
priključuje na mrežu na principu
interpolacija između postojećih objekata, čime se na svim mikroregionima
konzuma stalno povećava površinska
gustina potrošača i opterećenja. Zato
EDB preduzima sve moguće mere da
se i u ovim uslovima svim potrošačima
isporučuje električna energija sa apsolutno najvišim nivoima svih parametara
kvaliteta.
Međutim, porasti potrošnje električne
energije kod postojećih i novih
potrošača moraju da dovedu i do izgradnje i nove elektrodistributivne mreže. To
je moguće postići jedino sa prosečnom
godišnjom cenom električne energije u
rasponu od 10-15 eurocenta/kWh ili čak
i višom cenom – s obzirom na paritet
sa cenom drugih energenata koji su
dostupni beogradskom tržištu.
6. Literatura
Interna dokumentacija EDB
- M. Jeličić, M. Kirović – neki
specifični potrošači i domaćinstva
bez daljinskog grejanja na konzumu
EDB, JUKO CIGRE, 1989., BLED,
R. 39-01.
Radi{a Radisavljevi}, dipl. el. ing.
Aleksandar Stankovi}, dipl. el. ing.
UDC: 621.316.17.004
energijom objekata javne
rasvete na konzumu EDB
Rezime
Radom se iznose neke specifičnosti u napajanju elektrodistributivnim niskonaponskim mrežama na konzumu EDB objekata javne rasvete, te dekorativnog osvetljenja
trgova, mostova, spomenika i zgrada. Prikazuje se način napajanja, vršna snaga
i potrošnja aktivne i reaktivne električne energije u periodu od 1970. do 2007.
godine.
Danas prisutan porast potrošnje električne energije i vršne snage u ovim mrežama
ima veoma izglednu perspektivu daljeg rasta, te EDB preduzima sve mere da se
isporuka kvalitetne električne energije učini još kvalitetnijom (kako sa aspekta
Ključne reči: Potrošnja električne energije i snage, javna rasveta, načini napajanja
elektrodistributivnom mrežom.
Public Lighting on Consumer Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of public lighting on
consumer area EDB with electrical energy from LV distribution networks, and
decorative illumination of squares, bridges, monuments and buildings, too.
Kay words: consumption of electrical energy and power, public lighting, way of
1. Uvod
Napajanje električnom energijom svetlosnih izvora koji služe za osnovno osvetljenje ulica, dekorativnog osvetljneja
parkova, trgova, mostova, spoemnika
i javnih zgrada, vrši se posebnom
niskonaponskom mrežom 0,42 kV čija
[266]
je ukupna dužina na konzumu EDB
itekako značajna, kako u kablovskoj
mreži na gradskom konzumu tako i u
nadzemnoj mreži na prigradskom i vangradskom konzumu. To je posledica i
činjenice da se upravljanje uključenjem
i isključenjem sijalica vrši još i poseb-
energija
nim komandnim provodnicima na koje
su u dosadašnjem periodu delovale najpre foto ćelije, a počev od 1970. godine
Sistem mrežne tonfrekventne komande
– MTK (sa emisionim postrojenjima u
TS 110/10 kV i 110/35 kV te prijemnim
ukopnim časovnicima u TS 10/0,4).
Ukupna dužina mreže 0,42 kV za
napajanje električnom energijom
javne rasvete na područjima grada sa
zgradama tipa solitera višestruko je
duža nego mreža 0,42 za napajanje
električnom energijom domaćinstava
i široke potrošnje, dok u delovima
grada sa stambenim zgradama do 5-6
sprata niskonaponska mreža 0,42 kV za
napajanje javne rasvete ima dužinu istog
reda veličine kao i mreža 0,42 za napajanje domaćinstava i široke potrošnje.
Na seoskim područjima, jako deficitarnim sa svetlosnim izvorima, počev
od 2000. godine javna rasveta se napaja
električnom energijom samonosećim
kablovskim provodnicima koji napajaju
široku potrošnju.
Izvorni objekti EDB za napajanje javne
rasvete su TS 10/0,42 kV, sa brojilima
za obračun preuzete električne energije
koja se očitavaju mesečno ili sezonski –
u zavisnosti od toga kakav je ugovor sk-
lopljen sa Skupštinom grada. Međutim,
u dosadešnjme periodu, naplata
preuzete električne energije je vršena
i „paušalno“, množeći ukupnu snagu
svih svetlosnih izvora sa trajanjem rada
javne rasvete u toku noći. Od skora su
i radnici EDB koji održavaju objekte
javne rasvete posebno preduzeće pod
ingerencijom Skupštine grada, sa
adekvatnim ukupnim troškovima koji se
finansiraju iz budžeta Grada .
Ukupna snaga svih sijalica (sa balastom) iz godine u godinu se stalno
povećava, sa, u nekim fazama razvoja
grada, godišnjim trendovima i preko
Tabela I Osnovni pokazatelji za inkadescentne svetlosne izvore
Tabela II Osnovni pokazatelji za fluorescentne svetlosne izvore
Tabela III Osnovni pokazatelji za živine i natrijumove svetlosne izvore
Tabela IV Procentualni joule-ovi gubici u mreži 0,4 kV izvedenoj kablom IPO 13 150 mm2 A
[267]
energija
Slika 1
5%. Međutim, odmah treba napomenuti
da svi objekti javne rasvete na konzumu EDB učestvuju u opterećenjima
konzuma EDB ispod 2%, a u ukupnoj
godišnjoj potrošnji električne energije
ispod 1%.
Ovde su na priloženim slikama radi
ilustracije prikazani nivoi osvetljenosti
nekoliko ulica, trgova, spomenika,
mostova i javnih zgrada na području
Beograda.
Dalje će biti prikazani neki elementi
koji su bitni kada se uopšte govori o
javnoj rasveti i diskutuje o nivou osvetljenosti Grada.
2. Jednopolne šeme TS 10/0,42
kV sa ybirnim obra~unskim i
kontrolnim brojilima
Na kraju rada su prikazane jednopolne
šeme tipskih TS 10/0,42 kV na gradskom i vangradskom konzumu EDB
snage 630 kVA (na gradskom), te 400
kVA i 250 kVA (na vangradskom delu
konzuma EDB).
Očigledno je da su u sklopu svih TS
10/0,42 kV na konzumu EDB i kontrolna brojila „na transformatoru 10/0,4
kV“ kao i posebna obračunska brojila
za obračun preuzete električne energije
javne rasvete.
3. Osetljivost svetlosnih izvora
na kvalitet elektri~ne energije
Ovde su priloženoj tabeli I prikazane
promene osnovnih karakteristika inkadescentnih sijalica pri snažnom i povišenom
naponu, a u tabeli II i III i za fluorescentne,
natrijumove i živine sijalice
4. Potrošnja aktivne i reaktivne
elektri~ne energije
Inkadescentni svetlosni izvori (sijalice
sa užarenim vlaknom) su potrošači
Slika 2
[268]
samo aktivne električne energije, te je
faktor snage praktično 1 (ne stvaraju
fazne razlike između napona i struje).
Fluorescentni svetlosni izvori u svom
sastavu imaju prigušnice (indukovan spoj), kondenzatore (kapacitivan
spoj), te prigušnice sa kondenzatorima
(kompenzovan spoj). U induktivnom
spoju sa prigušnicama faktor snage ovih
uređaja se kreće od 0,3 do 0,5, u kapacitivnom spoju sa kondenzatorima faktor
snage je negativna i kreće se od 0,5 do
0,87,. dok je u kompenzovanom spoju
(sa prigušnicama i paralelno vezanim
kondenzatorima) faktor snage u rasponu
od 0,95-0,99. Domaći proizvođači fluorescentne rasvete izrađuju ove svetlosne
izvore u rasponu snaga 20 W do 65 W.
Za živine sijalice visokog pritiska
i uopšte metal-halogene sijalice je
karakteristično da se u indukovanom
spoju prigušnice postiže faktor snage
reda 0,5-0,65, a u kompenzovanom
spoju prigušnice sa odgovarajućim
kondenzatorima postiže se faktor snage
reda 0,9 do 0,95. Ove svetlosne izvore
domaći porizvođači izrađuju u rasponu
snaga od 80 W do 2000 W.
Za natrijumove sijalice niskog i visokog
pritiska karakteristično je da se kod
indukovanog spoja rasipnog transformatora i prigušnica ostvaruje faktor snage
u rasponu 0,25 do 0,45, a u kompenzovanom spoju sa paralelno vezanim
odgovarajućim kondenzatorima faktor
snage je reda 0,9-0,95. Natrijumove
sijalice niskog pritiska izrađuju se u
rasponu snaga od 35 W do 180 W, a
visokog pritiska u rasponu snaga od 250
W do 400 W (Tesla, Philips, Osram).
5. Obra~un preuzete elektri~ne
energije
EDB raspolaže obimnom i preciznom
tehničkom dokumentacijom o svim
električnim mrežama na konzumu EDB,
kao i još uvek savremenim sistemima
daljinskog upravljanja rasklopnim
uređajima u svim viskonaponskim TS te
brojilima kod potrošača (putem sistema
MTK).
Na ovaj način su očigledno poznati
reoni koji neovlašćeno koriste električnu
energiju – kradu (zašto da se ne kaže
tako kada za to u srpskom jeziku
postoji itekako precizna reč). U delovima grada sa stanovima u zgradama
(višespratnicama) u dosadašnjem periodu gotovo da nije pronađen niti jedan
potrošač koji krade električnu energiju.
Međutim, zbog poskupljenja cene
električne energije u periodu od samog
kraja prošlog veka pa do danas (iako
je prosečna godišnja cena električne
energije oko 5 eurocenta/KWh, a trebala
bi da bude u rasponu od 10-15 euro-
energija
kući – tipa P+1, P+2, P+3, …). EDB ne
uspeva da reši ovaj gorući problem već
više od 20 godina s obzirom da su kazne
Sudova smešne. Na taj način su gubici
u mrežama u proseku i veći od 10% (u
pojedinim godinama i veći i od 15%).
S druge strane mreža EDB je jako
racionalna – kao uostalom i u svim
svetskim metropolama; Ukupna „izgubljena“ električna energija usled Jouleovog efekta u svim niskonaponskim
mrežama na gradskom, prigradskom i
vangradskom konzumu je reda 2-3%.
Srednjoročnim i godišnjim planskim
programima predviđen je za izgradnju impozantan broj TS 10/0,42 kV
– upravo radi eliminacije mikroreona
sa visokim Joule-ovim gubicima i
neadekvatnim naponskim prilikama.
Ovde su, radi ilustracije Joule-ovuh
gubitaka u niskonaposnkim elektrodistributivnim mrežama sa kablovima
IPO 13-150 mm2 A, prikazani u tabeli
IV procentualni gubici pri skoncentrisanom ukupnom opterećenju na kraju
kabla te pri ravnomerno raspodeljenom
opterećenju na „n“ kućnih priključaka
sa kablovskim deonicama istih dužina,
a u tabeli V i za niskonaponsku mrežu
izvedenu samonosećim kablovskim snopom preseka 70 mm2 A. Očigledno je da
su u naseljima tipa solitera , sa kablovima dužine do 50m, Joule-ovi gubici
maksimalno do 0,5%, na područjima
grada sa zgradama do 5-6 spratova i
kablovima 1 kV dužine do 200 m reda
1,8 % (najčešće opterećivanih do 100
KW), a u seoskim mrežama izgrađenim
samonosećim kablovskim snopom
dužine do 300 m reda 3% (najčešće
opterećenih do 50 KW).
Slika 3
Slika 4
Tabela V Procentualni joule-ovi gubici u mreži 0,4 kV izvedenoj samonosećim kablovskim snopom 70 mm2 A
centa/KWh) potrošači u porodičnim
kućama na gradskom, a naročito
prigradskom, te vangradskom konzumu,
„kradu“ električnu energiju, pre svega
za zagrevanje u zimskim mesecima
(pri tome grejući snažnim električnim
bojlerima ili enormnim brojem termoakumulacionih peći apsolutno sve sobe u
[269]
Takođe, treba napomenuti opet da je
ukupna godišnja potrošnja električne
energije javne rasvete ispod 1% od ukupne potrošnje električne energije svih
energija
Slika 6
potrošača na konzumu EDB.
Zato autori ovog rada predlažu da se
u sve TS 10/0,4 kV na konzumu EDB
„aktiviraju“ obračunska brojila za
preuzetu električnu energiju, i da se
razlika između troškova za preuzetu
električnu energiju u TS 10/0,42 kV
i potrošnje električne energije svih
pripadajućih potrošača i naplaćuje
linearno svakom potrošaču, npr. pod
nazivom „zajednička potrošnja“.
Na taj način bi EDB odmah mogla da
dođe do značajnih finansijskih sredstava. Potrošačima koji ne kradu električnu
energiju na bezbrojnim mikroregionima
(na konzumu oko 3000 TS 10/0,42
kV) računi za električnu energiju bi
bili uvećani za cca 1-3% (50 do 150
dinara), ali bi zato na konzumu cca 500
TS 10/0,42 kV računi za „zajedničku
potrošnju“ bili višestruko veći u odnosu
na „pojedinačnu“ ali bi na ovaj način
bili i naplaćivani.
6. Zaklju~ak
Radom su prikazane neke specifičnosti u
napajanju električnom energijom javne
rasvete na konzumu EDB. Napominje se
da su mreže 1 kV javne rasvete ukupne
dužine istog reda veličine kao i mreže 1
kV za napajanje svih drugih potrošača
na konzumu EDB; da su svetlosni izvori
veoma osetljivi na kvalitet napona; da
se zbog eliminacije značajne potrošnje
reaktivne električne energije balasta
uvode kompenzovani uređaji sa kondenzatorima.
Predlaže se da se u oko 3500 elektrodistributivne TS 10/0,42 kV na konzumu EDB uvede očitavanje brojila za
ukupnu preuzetu električnu energiju TS
10/0,42 kV, te razlika u energiji koja
se očitava sa svih pripadajućih brojila
kod potrošača – naplaćuje; računi za
prodatu električnu energiju kod cca
90% potrošača na konzumu EDB bi
na taj način uvećani za cca 1-3% (50
do 150 dinara), ali bi zato troškovi za
„zajedničku potrošnju i javnu rasvetu“
na mikroregionima konzuma EDB, na
konzumu cca 500 TS 10/0,42 kV, bili
odmah višestruko veći od „pojedinačne
potrošnje“, te bi time svi potrošači koji
neovlašćeno koriste električnu energiju
vrlo brzo „normalizovali potrošnju
električne energije“. Finansiranje javne
rasvete iz sredstava budžeta Grada bi
se izbeglo – jer bi tada apsolutno svi
potrošači plaćali troškove javne rasvete, naravno srazmerno nivou spoljne
osvetljenosti kompletnog prostora oko
njih. Takođe, garantovano kvalitetne
mreže na niskom naponu na gradskom
konzumu kao i u racionalno građenim
naseljima imali bi zanemarljive troškove
za Joule-ove gubitke u niskonaponskim
mrežama i javnu rasvetu, ali bi enormno
raštrkani objekti plaćali tek nešto veće
doprinose sa ovog aspekta.
7. Literatura
1. Interna dokumentacija EDB
2. Ivo Eterović– „New Belgrade“-An
intimate view, knjiga, Beograd 1995.,
i „Belgrade Today“, knjiga, Beograd
2000.
[270]
energija
R.Milankov
Elektrovojvodina, Srbija
UDC: 621.316.1 : 621.317.002/.004
Reklamacije kupaca na
kvalitet električne energije i
merenja
Uvod
Rezime
U procesu distribucije električne
energije kvalitetu električne energije
se ne posvećuje dužna pažnja, naročito
ukoliko se posmatra okruženje i drugi
elektrodistributivni sistemi i zakonski
propisi koji u njima vladaju. Tehnološke
celine i procesi, kao i uređaji koji se pojavljuju u njihovim elementima, takođe
su postali sve zahtevniji u pogledu
pojedinih aspekata kvaliteta električne
energije. U radu je dat kratak pregled
problema i pojedina iskustva u merenju
kvaliteta električne energije.
U današnje vreme transformacija na tržištu električne energije, polarizacije u
organizacionom smislu svih učesnika u procesu proizvodnje, prenosa, distribucije i
prodaje električne energije, uočavaju se problemi u vezi primene pojedinih standarda koji se tiču kvaliteta električne energije (na pr. EN 50160), kao i načini
merenja u svakom segmentu deregulisanog tržišta.
Pošto je distributivni operater u tesnoj vezi sa kupcem, mora se povesti računa o
kvalitetu isporučene električne energije, urediti glavne parametre kvaliteta, kako bi
se moglo reagovati na probleme koji se javljaju, naravno u zakonskim okvirima.
U radu se govori o nekim nastojanjima da se izdvoje glavni parametri kvaliteta,
analiziraju glavni uzroci reklamacija kupaca u distributivnoj praksi, kao i primeri
merenja propada, pikova, smetnji i drugih parametara kvaliteta električne energije.
Prikazani su postupci na reklamacije kupaca u PD Elektrovojvodina koji su uređeni
kroz procedure i uputstva standarda ISO 9000, načini merenja i analiza obavljenih
karakterističnih merenja.
Ključne reči: kvalitet električne energije, standardi, merenja
Kvalitet elektri~ne energije
i distribucija – zakonske
obaveze
U procesu isporuke električne energije
kupcima javlja se potreba i za merenjem
kvaliteta električne energije. Električna
energija je roba koja se isporučuje na
više mesta, predaje kupcima i mora
zadovoljavati određene kriterijume
raspoloživosti i kvaliteta.
Raspoloživost spada u domen komfora
kupaca i predmet je analiza drugih kategorija prezentovanja i poređenja kako
kupaca tako i isporučilaca električne
energjie (ukupan broj potrošača
bez napona po ispadu u odnosu na
ukupan broj priključenih potrošača
- SAIFI, prosečno trajanje prekida
po priključenom potrošaču – SAIDI,
prosečno trajanje prekida po ispadu
– CAIDI, itd...). Kvalitet električne
energije na višim naponskim nivoima
takođe zahteva specifične analize. Osvrt
je dat na ocenu kvaliteta električne
energije kada je u pitanju distributivni
sistem za isporuku električne energije
kupcima prevashodno na 0.4 kV naponskom nivou.
Quality of Electric Energy – Customer’s Reclamations and Measuring
In now days, due to transitions, owner’s transformations and changes in relationships between all partakers in many process of producing and delivering electric
energy, it is usually to be a part of the international relationship, speaking of some
common standards (ex.:EN 50160), which are occasionally in use all around in our
neighborhood. Especially, it can increase customer’s requests, when talking about
agreements and planning in facts of the deregulation.
When it must be in closely interactions, distribution operator and customer, we
must take care about quality of the electrical energy, and we can to arrange main
elements of quality, and so can react to resolve problems, in law outline.
In these papers can find some experience attentions to definitions of quality, some
types of customer’s reclamations, and a few examples of measuring dips, sags,
swells, slopes and other parametars of quality.
Key words: quality of electric energy, standards, measuring
Kada se posmatra snabdevanje kupaca,
može se govoriti o nekoliko osnovnih
uzroka prekida u isporuci:
- planirani radovi
- kvarovi u elektrodistributivnom
sistemu sa dužim ili kraćim prekidima
- kvarovi u EES viših naponskih nivoa
Planirani radovi se mogu podeliti na
kratkotrajne i one koji traju duže od
[271]
jednog sata. Planirani radovi koji traju
kraće od jednog sata se obavljaju bez
obaveštavanja potrošača, dok se duži
radovi obavljaju tek posle obaveštavanja
kupaca da će doći do prekida u isporuci.
Pod kvarovima u elektrodistributivnom
sistemu se podrazumevaju svi prekidi
nastali usled prorade zaštitnih uređaja i
rada lokalne automatike u EDO. Ovde
se predviđa i lokalizacija kvara za čije
energija
vreme dolazi do prekida. Kvarovi mogu
biti prolaznog ili trajnog karaktera.
Prolazni su oni kod kojih do uspostavljanja ponovnog naponskog stanja dolazi
delovanjem lokalne automatike u objektima isporučioca električne energije,
dok prekidi trajnog karaktera zahtevaju
delovanje manipulanata ili izvođenje naknadnih radova na otklanjanju posledica
kvara.
Kvarovi u EES viših naponskih nivoa
(kvarovi izazvani događajima na DV
110 kV i svim drugim objektima, DV i
TS naponskih nivoa iznad 110 kV).
Sve pojave u smislu prekida u isporuci
električne energije se mogu podeliti na
prolazne i trajne. Prekid u isporuci koji
nije prolaznog karaktera jeste kvar i
prilikom njegovog nastanka i aktivnostima na njegovom otklanjanju štetu trpi
kupac ali i distributer jer nije plasirao
robu.
Kupac električne energije je pored
problema sa kvarovima i prekidima
u napajanju suočen i sa problemom
kvaliteta električne energije i kad je
ona raspoloživa. Dakle kupac očekuje
da prevashodno ima a zatim i da ima
električnu energiju određenog kvaliteta.
Međusobni odnosi kupca i distributera
se uređuju sporazumno ili zakonskim
propisima.
U dosadašnjoj praksi (od 2003.god.)
kupac je očekivao da ima električnu
energiju (napon) u granicama +/- 10 %
u odnosnu na nominalnu vrednost i to je
bio dovoljan uslov za zadovoljavajući
komfor. Sa porastom broja pojedinih
osetljivih potrošača, kako po individualnim domaćinstvima, a naročito kod
drugih kategorija kupaca, zahtev kupaca
je počeo da se menja i zahtevani kriterijumi za kalitetom električne energije
su počeli da se zaoštravaju. Više nije
dovoljno samo saznanje da se efektivna
vrednost napona kreće u granicama od
+/- 10 % nego su počela da se postavljaju i pitanja u kom vremenskom
intervalu je ovo iskazano, koji je nivo
uzorkovanja, koliko je to dozvoljeno
trajanje prekida, itd...
Tako se počelo sa primenom novih
pojmova o kvalitetu električne energjie
i novih uređaja i instumenata koji su
spremni da pruže dijagnostičku podršku
u obavljanju merenja i utvrđivanja
kvaliteta električne energije. Kvalitet
električne energije je počeo da se tretira
drugačije ne samo kod kupaca nego i u
distributivnim kućama koje su počele
da uočavaju i kupce kao faktore koji
utiču na kvalitet električne energije i da
ih markiraju kao uzročnike koji utiču
degregaciju kvaliteta električne energije.
U elektrodistributivnoj delatnosti su
razvijene procedure u sistemu kvliteta
ISO 9001 koje opisuju procese prijemnog kontrolisanja kvaliteta električne
energjie, kao i kontrolu kvaliteta u
procesu distribucije električne energjie, kao i procedure koje obrađuju
proces reklamacije kupaca na kvalitet
isporučene električne energije. Prilikom
kontrole procesa i upravljanja procesima, propisano je korektivno delovanje
na kvalitet kako bi se zadovoljio kupac.
Reklamacije na kvalitet električne
energije na višim naponskim nivoima
se obično odnose na raspoloživost, i tu
se odgovori svode na informisanje o
mogućim uzrocima u prekidu isporuke
i na davanje prognoze o ponovnom
uspostavljanju naponskog stanja. Retki
su slučajevi drugih oblika reklamacija i
pritužbi.
Mada, ako se govori o uticaju pojedinih,
naročito nelinearnih potrošača mogu se
izdvojiti pojedini kupci kao uzročnici
velikog prljanja distributivne mreže.
Kupac električne energije ima pravo
(Zakon o energetici - čl.60 stav 1 i 2,
Službeni glasnik Republike Srbije br.
84/2004) da zahteva u slučaju tehničkih
ili drugih smetnji u isporuci energije,
čiji uzrok nije na objektu kupca, da se
te smetnje otklone u primerenom roku.
Tako da se kupcima pruža adekvatna
usluga kroz propisane procedure
reklamacija, gde kupac popunjava
obrazac Prijave reklamacije, zatim sledi
Zahtev službe koja je primila i obradila
reklamaciju, sagledala aspekte napajanja potrošača na datoj lokaciji koji se
upućuje Službi merenja koja obavlja
kontrolu kvaliteta električne energjie u
traženom domenu i sačinjava Izveštaj
o merenju kvaliteta električne energije
kod kupca na propisanom obrascu.
Nadležna služba preduzima adekvatne
korake na otklanjanje primedbi, ukoliko
su opravdane i ukoliko su ispunjeni
tehnički uslovi, i potom obaveštava
kupca o preduzetim merama.
Žalbe kupaca na kvalitet
Sve žalbe kupaca se svode na žalbe na
0.4 kV naponskom nivou. Uglavnom se
pritužbe kupaca mogu podeliti u nekoliko kategorija:
- na sniženu efektivnu vrednost faznog
napona u dužem vremenskom periodu
- na sniženu efektivnu vrednost faznog
napona u kratkom vremenskom intervalu
- na asimetrično napajanje
- na vrlo česte prekide u isporuci
- na pojave treperenja sijalica u retkim
slučajevima
Pritužbe se mogu podeliti i po mestu
prijema u elektrodistribuciji:
- reklamacija upućena telefonom i
to službi upravljanja distributivnim
[272]
sistemom – dispečerskom centru.
Centar upravljanja može dati on-line
podatke o trenutnom uklopnom stanju,
planiranim radovima ili drugim razlozima u prekidu u isporuci električne
energije, naslanjujući svoje procene
i prognoze na podatke i izveštajne
funkcije SCADA sistema, dakle u
stanju je da ponudi odgovore koji će u
malom broju samo delimično zadovoljiti kupce koji imaju primedbe na
kvalitet električne energije
- reklamacija upućena telefon preko
telefonske centrale gde radnik na
centrali upućuje kupca po nahođenju.
Ovakav vid reklamacije obično ne
završi na pravoj adresi kupac ne dobije
pravu informaciju
- reklamacija upućena u pisanoj formi
koja ima propisanu formu Prijave
rekalmacije. Ovo je jedini pravi put za
rešavanje reklamacije, na ovaj način
se obezbeđuje potrebna zagarantovana
povratna informacija do kupca koji je
pokrenuo reklamaciju.
Ako se pogleda postojeća regulativa
koja isporučioca električne energije
obavezuje u smislu kvaliteta električne
energije i mnogi međunarodni standardi
koji će svakako biti podloga prilikom
donošenja domaćih standarda u ovom
pogledu može se dati jedna konstruktivna primedba i opažanja koja bi se mogla
odnositi na zahteve kako kupaca tako
i distributera šta se može očekivati od
nacionlnih propisa i praktične njihove
primene kada je u pitanju prevashodno
tarifni kupac električne energije i distributer električne energije:
- propisati, definisati koje su obaveze
distributera kao krajnjeg isporučioca
električne energije do tarifnog kupca.
Ovde je potrebno razgraničiti elemente
kvaliteta električne energije koji se
tiču distributera od elemenata kvaliteta
električne energije koji su uslovljeni
prenosnim sistemom, i gde uzročnik
degregacije kvaliteta nikako ne može
biti u distributivnom sistemu. Ovo je
jako važno, jer je tarifni kupac upućen
prilikom reklamacije, na distributera
i ako dobije informaciju da je uzrok
negde u višim naponskim nivoima, to
obično nije zadovoljavajući odgovor,
naročito ukoliko ostaje nerazjašnjeno
šta je čija obaveza, počev od procesa
proizvodnje, prenosa i distribucije
- Ovakav vid razgraničenja je još
potrebniji ukoliko se ima na umu
deregulacija tržišta električne energjie, kada se na pojam distributer
električne energije više ne gleda samo
kao na jednog pravnog subjekta.
Rukovanje javnom distributivnom
mrežom, merenje električne energije i
procesi prodaje električne energjie se
energija
Slika 1 Prikaz položaja napojnih priključaka
neopravdano, za naknadu koju je on prihvatio, potrebno je definisati područije
primene obaveze. Kontrola kvaliteta
električne energije u smislu primene
nacionalnih standarda se mora strogo
definisati na mesto primene. Na slici 1
je dat primer gde se vidi da je kontrola
obavezna samo na specifičnim mestima
kada je u pitanju DNO. Mora se strogo
podvući da je standard usko vezan samo
za tačku koja je definisana kao tačka
napojnih priključaka.
Polazeći od napred iznetog i
upoređujući dobijene rezultate merenjem sa iskustvima i standardnima
koji važe u evropskom okruženju (EN
50160), IEC 61000-4-30, i prateći
nastojanja pojavljivanja nacionalnog
standarda SRPS EN 50160:2006 izneću
neka iskustva u merenju.
Slika 2 Viši harmonici napona i struje invertor u ED
Merenje kvaliteta elektri~ne
energjie
Slika 3 Trofazni talasni oblik napona i struje
moraju u dogledno vreme realizovati
kroz više odvojenih pravnih subjekata.
Operater distributivne mreže (DNO),
Operater brojila i Prodavac energije
moraju biti organizovani kroz 2 ili 3
pravna subjekta i moraju svaki u svom
domenu garantovati i odgovarati za
tačno definisane elemente kvaliteta
Pošto se žalbe kupaca odnose generalno
na svaku vrstu tehničko-obligacione
primedbe koja se tiču kupca i njegovog
komfora koju on očekuje, opravdano ili
[273]
Uzimajući dosadašnju praksu kao
primer može se reći da ni zakonske
obaveze, ni zahtevi kupaca nisu bili
na zavidnom nivou kada je u pitanju
merenje kvaliteta električne energije.
Tako da je i oprema kojom su raspolagali distributeri bila ispod očekivanog
nivoa i korišćenjem takve opreme nije
se mogao dobiti adekvatan rezultat
merenja a naročito se nije mogao dokumentovati rezultat merenja.
Pojavom novih uređaja koji imaju
karakteristike takve da mogu generisati gotove izveštaje bazirane upravo
na ovim standardima, i padom cena
ovakvih uređaja mogu se odgovoriti
zahtevima preciznije dijagnostike kada
je u pitanju stanje kvaliteta električne
energije. Ovakvi uređaji mogu dati
odgovore kada su u pitanju npr. harmonijska analiza, flikeri i poremećaji u
mreži. Upotrebna vrednost ovih mrežnih
analizatora se sastoji i u mogućnosti prikupljanja drugih informacija o merenju
električne energije, aktivne, reaktivne
snage, faktora snage, frekvencije i
drugih parametara koji mogu poslužiti
za enegretsku analizu, kontrolu merenja,
itd... Jedan od uobičajenih problema
je i ponašanje sistema besprekidnog
napajanja: ispravljača i invertora
Dispečerskog Centra, gde je na slici 2
dat pregled harmonika struje i napona:
Gde se vidi da je udeo viših harmonika,
naročito 5. i 7. izrazito visok kada je u
pitanju struja. Dat je i trofazni talasni
oblik napona i struje na slici 3.
Kada je harmonijska anailza u pitanju, može se reći da su ovakvi uređaji
obično deklarisani za analizu do 50-tog
harmonika mada se prema standardima
zahtevaju analize do 25 harmonika.
Na slici 4 dat je primer %U THD i %I
THD i na slici 5. talasni oblik napona i
energija
Slika 4 THD U(%) i I(%)
Slika 5 Talasni oblik U i I (po fazama)
struje trofazno jednog postrojenja vodovoda naseljenog mesta gde je regulacija
brzine motora pumpe urađena vektorskim regulatorom.
Kada se govori o uticaju viših harmonika mora se spomenuti da se koriste
pokazatelji:
totalna harmonijska distorzija THD
napona i struje
THDU(%) = (%)
THDI(%) = (%)
faktor distorzije napona
struje
(%).
(%) ili
Flikeri i treperenja sijalica se definišu
kao efektivna vrednost flikera:
,
kao trenutni prag opažanja = (RMS_
FLICKER)2 i oštrine, intenziteta
treperenja, gde se praktično izražava
treperenje koje je opaženo u postocima
vremena opažanja od 10 min, gde se
usrednjavanje vrši na bazi 3 vrednosti
Ovaj parametar se koristi u iskazivanju
parametra za opažanje flikera u dužem
vremenskom intervalu od 10 min:
,
gde je N broj posmatranih intervala od
10 min.
Ovakvim uređajem se mogu identifikovati, snimiti i dokumentovati i
prekidi. Bilo da je u pitanju trofazna ili
monofazna pojava, kao što je u pitanju
primer na slici 6, gde se vidi prekid
usled delovanja zaštite na 20 kV izvodu,
ponovnog uklopa zbog rada lokalne
automatike i ponovnog prekida usled
ponovnog delovanja zaštite. Na slici 7
se vidi prekid u jednoj fazi.
Merenja su obavljena na 0.4 kV strani
dok su se događaji prorade zaštitnih
uređaja dešavali na višim naponskim
nivoima: 20 kV i 110 kV.
domenu nominalnih vrednosti parametara. Ovaj faktor kvaliteta se iskazuje
preko nekoliko parametara. Radi se o
postavljanju nominalnog napona (Un),
donjeg praga osetljivosti uređaja – minimalnog napona - Umin (koji se iskazuje u
% od U), prati se nominalna frekvencija
fn (Hz) i proradni prag osetljivosti – trigger level. Da bi se ovaj termin razumeo
potrebno je osvrnuti se na sinusni oblik
napona – nepravilnost sinusne funkcije
određuje prag okidanja registracije
događaja. Efektivna vrednost napona je
samo jedna vrednost na koju je potrebno
reagovati, potrebno je razmotriti i nagib
sinusoide (slope) – slika 8.
Strmina je definisana razlikom između
dve tačke uzorkovanja merne veličine.
Ako uređaj uzorkuje 40 odbiraka po
periodi onda se maksimalna promena
napona u pojedinim tačkama definiše
okidnim nivoom koji ovde može biti
u intervalu od 1.2 do 5. Ukoliko se
odabere 1.2 tada će se dobiti vrlo velika
osetljivost i mogu se snimiti i pojave
kao na silci 9.
Poreme}aji u mreži
Jedan od najčešćih načina reagovanja na
žalbe kupaca je registracija poremećaja
u mreži (disturbances). Velika fleksibilnost ovog načina snimanja se ogleda
u načinu podešenja mernih sistema
napona i struja. Poremećaj se definiše u
Slika 6 Tropolni prekid
Tako da se za Un=230 V, i okidnim
nivoom od 1.5 dobija snimljena svaka
promena veća od 76 V. Program koji je
Slika 7 Jednopolni prekid
[274]
energija
Slika 8 Strmina – propad
zadužen za obradu podataka omogućava
vrlo brz pregled jer se mogu posebno,
dodatno, markirati željene granice,
bilo u smislu izmerenih maksimalnih
vrednosti (Ulow(%)) ili u smislu praga
osetljivosti (trigger). Ako se, na primer,
markiraju sve vrednosti napona koje su
ispod 90% od 230 V i one oboje braon
bojom i ako strmina sinusoide bude
prešla 1.2, koliki je trigger level, tj.
oko 61 V, i ove se promene oboje roze
bojom (kao što je dat primer na slici )
Slika 9 Visoka osetljivost
malnog praga reagovanja, tako da je pojava obojena u braon. Vidi se sa snimka
da je pojava bila prolaznog karaktera i
da je došlo do propada napona i do uspostavljanja normalnog stanja posle oko
500 ms. Uzrok ovom propadu napona je
verovatno pojava zemljospoja.
Posebnu pažnju u praćenju parametara kvaliteta električne energije
jeste asimetričnost napajanja trofaznih
kupaca. U standardima se obično
asimetrričnost napajanja u višefaznom
sistemu definiše kao stanje u kojem
efektivne vrednosti linijskih napona
(osnovna komponenta) ili fazni uglovi
između uzastopnih linijskih napona nisu
jednaki. Stepen nejednakosti se obično
izražava putem odnosa negativne i nulte
komponente prema pozitivnoj komponenti.
Na slici 12 dat je primer merenja napona
gde se vidi određena asimetrija koja u
pojedinim momentima iznosi i do 40 V
među fazama i pitanje je da li je ovo u
granicama dozvoljenih asimetrija.
Slika 12 asimetrija napajanja
tada se mogu dobiti snimci kao na slici
10 gde je prikazan propad napona u dve
faze. Uređaj radi tako da počne snimanje kad merna veličina dosegne zadatu
vrednost, snime se dve periode pre,
n perioda dok se ne izmere 2 periode
bez poremećaja i te dve periode posle
poremećaja. Na slici 10 dat je primer
snimljenog propada napona u dve faze.
Uređaj je bio podešen na Umin=90%,
Un=230 V i markirana je vrednost miniSlika 10 Propad napona u dve faze
Slika 11 Propad napona u jednoj fazi
[275]
energija
Ovakva asimetrija je najčešće posledica
izgradnje NN mreže i nesimetrično
raspoređivanje monofaznih potrošača.
Reklamacije kupaca u PDPD
„Elektrovojvodina“
U PD „Elektrovojvodina“ segment tehnološkog praćenja kvaliteta
električne energije je transparentan od
110 kV do 0.4 kV, od mesta preuzimanja
do mesta predaje, do kupca električne
energije. Kontrola kvaliteta, od prijemnog kontrolisanja, preko kontrole
kvaliteta u procesu distribucije pokrivena je dokumentima standarda kvalita
ISO 9001.
Dokumenti standarda ISO 9001 koji
obuhvataju reklamacije kupaca na
kvalitet električne energije su opisani
i nastaju od momenta kada kupac
saopštava i formuliše svoju reklamaciju,
bilo telefonom, preko dispečerske
službe, bilo u pisanoj formi preko prijemne kancelarije ili službe energetike,
koja izdaje nalog za kontrrolu kvaliteta
nadležnoj službi za merenje. Služba
merenja obavlja adekvatna merenja i
sastavlja pisani izveštaj o obavljenom
merenju i vraća ga nadležnoj funkciji
energetike, koja rešava uočeni problem bilo preko službe za održavanje
tehničkog sistema ili investiranjem u
određenom pravcu.
Zaklju~ak
Kvalitet električne energije je bitan
aspekt koji je nepravdeno zanemaren
i nedovoljno tretiran u međusobnim
odnosima kako između isporučioca
električne energije i distributera, tako
i između distributera i tarifnih kupaca električne energije. Potrebno je
pokrenuti procedure koje će urediti na
zakonskom nivou međusobne odnose,
obaveze i prava i to na način koji će
zadovoljiti i jednu i drugu stranu. Na što
jednostavniji način definisati potrebne
najminimalnije parametre kvaliteta
električne energije sa što većom primenljivom upotrebnom vrednošću kako
bi se sagledala i mogućnost primene
dijagnostičke opreme koja bi se koristila
u procesima kontrole i merenja kvaliteta
električne energije. U procesu deregulacije tržišta, vlasničke transformacije
delova sistema koji je do sada obavljao
sve funkcije u procesu snabdevanja
električne energije, formiranjem Agencije, Operatera i drugih još ne formiranih
regulatornih tela, naročita briga se mora
posvetiti kvalitetu električne energije,
bilo da je u pitanju kvalifikovani ili
tarifni kupac. Po sadržaju i definicijama
kvaliteta električne energije u standardu
EN60150 može se uočiti da su postavljeni nivoi kvaliteta možda previsoki,
ukoliko se ima u vidu dosadašnja praksa
i trenutno stanje u međusobnim odnosima. Potrebno je obezbediti i zakonsku
podlogu koja bi podržala standard i
obezbediti odgovarajuću mernu opremu
koja bila propisana i obavezna.
Literatura
1. Prof. dr Vladimir Katić, 2001, „Viši
harmonici u distributivnoj mreži“,
FTN Novi Sad
2. Prof. dr Vladimir Katić, i dr.
2002, „Stanje parametara kvaliteta
električne energije u EES-u Srbije“
3. Predlog standarda u pripremi SRPS
EN 50160:2006, 2008, SZS Zavod za
standardizaciju
4. Standard, 2000, BSi BS EN
50160:2000 Karakteristike napona
isporučene električne energije od
strane javnih distributivnih sistema,
British Standards
5. Međunarodni standard, 2003, IEC
61000-4-30, Elektromagnetska kompatibilnost (EMC) Deo 4-30: Tehnike
ispitivanja i merenja – Metode merenja kvaliteta električne energije
6. Uputstva i procedure sistema kvaliteta ISO 9001: PD Elektrovojvodina
Novi Sad
7. Internet
[276]
energija
Dragan Ristivojevi}, Sne~ana Vukovi},
Slobodan Damnjanovi}
UDC: 621.311.1.004.64
Analiza specifičnih kvarova
u srednjenaponskoj i
niskonaponskoj mreži
Uvod
Upotreba zaštitnog užeta, kao i
svrha upotrebe ove vrste zaštite od
atmosferskog pražnjenja za naponske
nivoe od 35 kV i preko 35 kV dosta
često je predmet diskusije. Uloga užeta
bi trebalo da bude zaštita od direktnog
udara groma, kao i smanjenje vrednosti
indukovanih prenapona. Zaštitno uže je
uzemljeno uže koje služi za zaštitu voda
od atmosferskih i pogonskih prenapona,
a praksa pokazuje da ne ispunjava uvek
svoju funkciju. U radu je data kraća
analiza posledica spajanja i razdvajanja
zaštitnog i pogonskog uzemljivača
u trafostanicama 6/0,4 kV (10/0,4),
s obzirom na mogućnost unošenja
potencijala u niskonaponsku mrežu.
Upotreba zaštitnog užeta na
naponskim nivoima 35 kV i 110
kV
Kapacitivnost pojedinih faza vazdušnog
voda, prema zemlji je veća pri upotrebi
zaštitnog užeta i kao posledica toga,
manji je za oko 20% indukovani
prenapon. Figuriše nekoliko empirijskih
formula koje služe za određivanje zone
zaštite pri upotrebi zaštitne užadi.
Zona zaštite zaštitnog užeta određuje
se tako što se uzima visina zaštitnog
užeta i njome se opisuje kružni luk,
koji prolazi kroz zaštitno uže i dodiruje
zemlju. Luk je ustvari granična linija
zone zaštite zaštitnog užeta.
Visinski razmak zaštitnog užeta prema
najvišem provodniku:
H- srednja visina oblaka (≈200m)
h - rastojanje najvišeg provodnika od
zemlje
∆h- visinska razlika zaštitnog užeta u
odnosu na najviši provodnik
Da bi se pri udaru groma u stub ili
zaštitno uže smanjila opasnost od
preskoka na provodnike, trebalo bi
prema odabranom stepenu izolacije
voda, odrediti maksimalno dozvoljenu
otpornost uzemljenja, uzimajući u obzir
učestalost i jačinu gromova u području
trase, sigurnost voda i učestalost
kvarova. Veoma je bitna vrednost
preskočnog napona kao i otpornost
rasprostiranja uzemljivača (udarna
komponenta) stubova nadzemnog voda.
Smatra se da je rastojanje provodnika
na naponskom nivou 35 kV, od
zaštitnog užeta nedovoljno, da bi se
izbegao preskočni napon. Samim tim je
diskutabilna uloga zaštitnog užeta pri
direktnom ili indirektnom atmosferskom
pražnjenju.
Slika 1 Zona zaštite zaštitnog užeta
(1)
gde je:
x- horizontalno rastojanje zaštitnog
užeta od najvišeg provodnika
[277]
Uloga zaštitne užadi na nadzemnim
vodovima 35 kV, koji polaze iz
postrojenja trafo stanice 110 / 35 kV
je ogromna pri nastanku zemljospoja
na naponskom nivou 110 kV (struje
zemljospoja dostižu vrednost i do
desetak kA, i vrednost veličina napona
Ud i Uk, postaje problematična).
Ukoliko su zaštitna užad uvedena
u postrojenje 110 kV i vezana na
uzemljivač objekta, znatno se olakšava
situacija, činjenicom da dolazi do
velikog razuđivanja potencijala preko
otpornosti pojedinih stubova i samim
tim obezbeđivanja korektnih vrednosti
napona dodira (Ud ) i napona koraka (Uk).
Pri razuđivanju vrednosti potencijala
nezamenljiva je uloga kako zaštitne
užadi, tako i uzemljivača stubova
nadzemnih vodova 35 kV tako da bi
to trebalo imati u vidu pri konstataciji
da su rastojanja na ovom naponskom
nivou mala i nedovoljna i da se izbegne
preskočni napon prema užetu.
Projektanti na različite
načine rešavaju problem
uvođenja zaštitnog užeta u
samo postrojenje. Obično
se galvanski spaja na
uzemljivače višeg i nižeg
naponskog nivoa i na taj
način doprinosi pravilnom
raspoređivanju potencijala pri
zemljospoju na 110 kV- nom
naponskom nivou, gde su
struje ogromne i zvezdište
direktno uzemljeno. S druge
strane, pri atmosferskim
pražnjenjima na zaštitno
uže unosi se potencijal u
oba postrojenja , što je loša
strana ovog rešenja. Ukoliko
zaštitno uže dolazi samo do
prvog stuba dalekovoda 35
kV i ne ulazi u postrojenje
energija
javlja se problem nerazuđenosti
potencijala u postrojenju, mada se
sa druge strane izbegava mogućnost
unošenja prenapona na objekat pri
atmosferskom pražnjenju u zaštitno uže.
Povratni preskok na provodniku nije
verovatan, ako je za udarnu otpornost
uzemljivača ispunjen uslov:
(2)
gde je:
Rud – Udarna otpornost uzemljenja [Ω],
bez galvanske povezanosti sa
zaštitnom užadi.
Ui - Podnosivi udarni napon [kV]
izolacije posmatranog stuba u
suvom
Iu – temena vrednost udarne struje
groma (kA) za posmatrani stub
Pri izboru temene vrednosti udarne
struje groma, kao orjentacione vrednosti
mogu poslužiti podaci dati u tabeli
1, koji pokazuje koliko procenata od
svih udara groma, uzetih kao 100%,
vrednost struje iz prvog reda tabele neće
biti premašena.
Vrednosti struje manje od 20 kA mogu
se uzeti, samo za vodove napona do
35 kV. Osnova za određivanje struje
od udara groma su podaci o učestalosti
atmosferskog pražnjenja, broj
grmljavinskih dana u godini, broj udara
groma po jedinici površine i željeni nivo
sigurnosti, s obzirom na verovatni broj
povratnih preskoka u jednoj godini.
Ukoliko je odabrana struja veća,
verovatnoća preskoka je manja, ali
potrebno je više uložiti za formiranje
kvalitetnijeg uzemljivača. Obično se
uzima 95% sigurnosti, odnosno 40 KA.
Ipak, uglavnom je proračun sigurnosti
vodova od atmosferskih prenapona,
pojednostavljen i ne uzima se u obzir
niz bitnih elemenata, koji utiču na
povratni napon:
a) oblik i strmina udarnog talasa
b) induktivnost stuba
v) indukovani napon između provodnika
i zaštitnog užeta.
Dakle, potrebno je obratiti pažnju na
složeni međusobni uticaj navedenih
faktora, da bi proračun bio što tačniji..
Uzima se kategorija udarne otpornosti,
koja je bitna pri nastanku udarnog
talasa, dok je otpornost raspostiranja
vezana za nisku učestanost i registruje
se običnim merenjem. Razlika
između ove dve otpornosti zavisi od
konfiguracije uzemljivača, udarne struje
i specifične otpornosti.
Definiše se impulsni koeficijent.
b) Napon koji se iznosi preko nultog
provodnika ka potrošačima 0,4 kV,
trebalo bi da bude dovoljno nizak ≤ Ud
(4)
gde je:
fd - faktor oblikovanja potencijala, koji
uvažava činjenicu da se zbog raspodele
potencijala kod objekta 0,4 kV, dodirom
mosti (premoštava) samo deo ukupnog
potencijala (napona levka).
Sd – Sačinitelj koji predstavlja prelazni
otpor između stopala i tla:
(3)
(5)
U narednoj tabeli date su vrednosti
impulsnog koeficijenta u zavisnosti od
specifične otpornosti tla.
Analiza posledica spajanja i
razdvajanja zaštitnog i
pogonskog uzemljenja u trafo
stanici 6/0,4 kV
Postavlja se pitanje najboljeg rešenja
sistema uzemljenja, s obzirom na
mogućnost unošenja potencijala u
niskonaponsku mrežu.
Ukoliko je primenjena pouzdana
usmerena zemljospojna zaštita na
naponskom nivou 6 kV, opasnost od
nastanka dvostrukih zemljospojeva sa
jednim mestom kvara u TS 6/0,4 kV je
skoro minimalna. Tada je logično da se
izabere združeni uzemaljivač (spojeno
pogonsko i zaštitno uzemljenje), koji
služi i za zaštitno uzemljenje TS i za
radno pogonsko uzemljenje zvezdišta
transformatora na sekundarnoj strani
0,4 kV.
Izbor združenog uzemljivača se vrši na
sledeći način:
a) Otpor rasprostiranja uzemaljivača, bi
trebao da zadovolji uslove zaštite na
0,4 kV-nom nivou. Pri TNC sistemu
zaštite, potrebna vrednost iznosi:
Tabela 1 Vrednosti udarne struje
Primer: ρ = 100 Ω m,r = 1,fd = 0,6
Sd = Sd = 1+1,56 ρ . 10-3 Iz = 30A
Rz ≤ 4,61Ω ≈ 4,5 Ω
v) Ud kod TS 6/0,4 kV, ne sme preći
dozvoljenu vrednost. Potrebni otpor
Rz združenog uzemljivača, dobija se
primenom izraza (5).
Za fd= 0,3 => Rz = 10 Ω.
Najstrožiji uslovi su, dakle, ostvareni
uz vrednost Rz = 4,5 Ω. Uprkos
postojanju združenog uzemljavača
i pouzdane zemljospojne zaštite na
naponskom nivou 6 kV, nije isključena
mogućnost unošenja prenaponskih
talasa u niskonaponsku mrežu pri
nastansku intermitetnih zemljospojeva.
Ta pojava je ekstremno brza i reda je
nsec (μsec), tako da se može eliminisati
postavljanjem adekvatnih odvodnika
prenapona i kondenzatorskih baterija,
koje bi proširivale trajanje čela
prenaponskih talasa.
Zemljospojna zaštita je nedovoljno brza
da aliminiše ovu vrstu pojava.
Pri razdvojenom pogonskom i zaštitnom
uzemljenju, ne postoji mogućnost
unošenja prenapona u niskonaponsku
mrežu, ali je teško obezbediti uslove
Slika 2 Skica pogonskog i zaštitnog uzemljenja
Tabela 2 Vrednost impulsnog koeficijenta
[278]
energija
eliminisanja kvara pri proboju faznog
voda prema masi objekta TS 6/0,4 kV.
Primer: Osigurači In= 160A
Rpog = 2 Ω
Rzašt = 2 Ω
(6)
Struja kvara od Ik= 57,5A, nikada
ne može biti isključena osiguračima
In=160A.
Kvar ostaje nedetektovan, a napon levka
na prilazu objektu iznosi:
pojedinim objektima. Takođe je
nezaobilazno i posmatranje ekvivalentne
šeme otpornosti i mogućnost nastanka
povišenih vrednosti napona dodira i
koraka.
Dakle, pri iznalaženju pravog rešenja
moraju se analizirati sve mogućnosti,
koje mogu nastati u električnoj mreži
i tek posle podrobnog posmatranja,
doneti odluku o potrebnim merama za
sprečavanje opasnosti. U ovoj oblasti
je poluznanje daleko opasnije od
potpunog neznanja, jer svaka površnost
može dovesti do kobnih posledica po
bezbednost ljudi i opreme.
(7)
Jedino rešenje je oblikovanje
potencijala, kako bi Ud bio manji
od napona levka i naravno manji od
dozvoljene vrednosti napona dodira.
Primenjuje se i postavljanje sloja
šljunka (ili asfaltiranje) oko objekta.
Glavna slabost je što kvar ostaje
neotkriven i moguće je iznošenje
potencijala van objekta, (zabeležena
smrtna povreda geometra, koji je
metalnim metrom izneo potencijal sa
mase objekta na nivo referentne zemlje).
Literatura
[1] Nikolić, Čengić: Zaštita
uzemljenjem
[2] Milanković: Tehnika visokog
napona
[3] Zbirka propisa iz elektrotehnike ,
Beograd, 1996.g
Zaklju~ak
Pri spajanju pogonskog i zaštitnog
uzemljivača , ukoliko je primenjena
pouzdana usmerena zemljospojna
zaštita, opasnost od nastanka dvostrukih
zemljospojeva je skoro minimalna ali
nije isključena mogućnost unošenja
prenaponskih talasa u niskonaponsku
mrežu pri nastansku intermitetnih
zemljospojeva.
Pri razdvojenom pogonskom i zaštitnom
uzemljenju, ne postoji mogućnost
unošenja prenapona u niskonaponsku
mrežu, ali je teško obezbediti uslove
eliminisanja kvara pri proboju faznog
voda prema masi objekta .
Za posebnu analizu je mogućnost
spajanja i razdvajanja zaštitnog
i gromobranskog uzemljenja na
Slika 3 Iznošenje potencijala
[279]
energija
UDC: 621.316.002/.006 (497.11)
Komentar strukture
potrošnje električne
energije na konzumu PD
„Elektrodistribucija Beograd“
1. Uvod
Rezime
Razvoj Beograda je u proteklom
periodu bio veoma stabilan, sa veoma
ravnomernim (gotovo linearnim)
porastima ukupnog broja stanovnika,
razvoja privredne i neprivredne
delatnosti te potrošnje električne
energije i snage (tabele I, II i III).
Posle dugotrajnog perioda zastoja, kao
posledice nestabilne političe situacije,
embarga prema SFRJ i rata, te po
privredu veoma neugodnog procesa
privatizacije na svim nivoima sada
se situacija normalizovala i potrošnja
električne energije polako menja
strukturu – u smislu sve veće potrošnje
električne energije u privredi (vidi
tabele IV i V). Privatni sektor se u
poslednjih nekoliko godina stabilizovao
i počeo da investira u novu, pre svega
građevinsku strukturu, sa sve brojnijim i
značajnijim objektima.
Međutim, značajan disparitet cene
električne energije u odnosu na
druge energente usporava razvoj
elektrodistributivne mreže na
konzumu PD „Elektrodistribucije
Beograd“ (u daljem tekstu EDB), koji
je, posle gotovo dvadesetogodišnje
izgradnje samo mreže 10 kV i TS
10/0,42 kV, konačno počeo da se
razvija na principima revitalizacije
postojećih enormno starih objekata
mreže (TS 110/10 kV i 35/10
kV). Zato se energetičari i planeri
elektrodistributivne mreže na području
svih beogradskih opština (i na gradskom
i na prigradskom, a i na vangradskom
delu) nadaju da će se ovako započete
investicione aktivnosti u EDB i
nastaviti, te da će prosečna starost
elektrodistributivnih TS 110/10 kV,
35/10 kV i 10/0,4 kV biti dovedena (i
globalno a i na svim mikroregionima)
na uobičajen nivo.
Radom se iznosi struktura potrošnje električne energije na konzumu PD
„Elektrodistribucija Beograd“ kroz učešće potrošača na visokom, srednjem i
niskom naponu te domaćinstava u periodu od 1968. do 2008. godine. Takođe,
daje se i struktura zaposlenosti u privrednim i neprivrednim delatnostima te
poljoprivredi.
Zaključuje se da beogradska privreda ima značajne kapacitete, neprivreda visok
nivo potrošnje električne energije, poljoprivreda takođe, a da potrošnja električne
energije u domaćinstvima u poslednjih bezmalo 20 godina beleže enorman skok –
kao posledica izuzetno niske cene električne energije.
Rad može da bude koristan mladim energetičarima i planerima elektrodistributivne
mreže ne samo na konzumu PD „Elektrodistribucije Beograd“ koji prate
dostignute nivoe svih specifičnih parametara u potrošnji električne energije na
nivou većih ili manjih reona (te i na osnovu toga odlučuju o obimu investiranja
u elektrodistributivne mreže), kao i ekonomistima koji određuju paritet cene
električne energije u odnosu na druge energente; Takođe, rad može da bude
koristan i svima onima koji određuju nivo investiranja u oblasti energetike na
području beogradskih opština i Srbije.
The Comment on the Structure of Consumption of Electrical Energy on Consumer Area EDB
This paper presents the structure of consumption of electrical energy on consumer
area EDB, through participation of consumers on high, intermediate and low
voltage, and households in the period from 1968. to 2008.
Also, it shows the structure of empoyment in area of economy, outside of economy
and agriculture.
Conclusion is that Belgrade economy has significant capacity, areas outside
economy has high level of electrical energy consumption, also in agriculture, and
that consumption in households register enormous increase during the previous 20
years as a result of a low price.
This paper can be useful for young power engineers and planners in distribution
networks, not only in consumer area EDB who are monitoring achieved levels of
all the specific parametres in electrical energy consumption on level of low and
high area (on those graunds they are deciding on the quantity of investments in
distribution networks) and economists who are defining the reciprocity of prices of
electrical energy and other energents; likewise, this paper can be useful to all the
other who plan the quantity of investments in the sphere of energetics in the area of
Belgrade′s municipalities and Serbia.
Treba prokomentarisati i tabele III i
IV: sav rad i aktivnosti počev od 1950.
godine na elektrifikaciji i gradskog i
ruralnih područja, i uvođenje šukopriključnica u svaku sobu svakog stana
[280]
( što je rezultovao u najintenzivnijem
grejanju „na struju“ ), i brza
industrijalizacija svih beogradskih
opština, i izuzetna dinamika izgradnje
gradskog i seoskog područja – odvijali
energija
su se izuzetno brzo u dosadašnjem
periodu , tako da zastoj u razvoju vršnih
snaga konzuma u poslednjih nekoliko
godina ne treba shvatiti pogrešno –
privreda radi i danas!
2. Specifi~ni parametri o
potrošnji elektri~ne energije
i snage te doma}instava na
konzumu EDB
Tabelom III prikazane su specifične
potrošnje električne energije i snage
po stanovniku na području Beograda
u periodu od 1950. do 2005. godine,
a tabelom VI i specifični parametri na
nivou domaćinstava u 1970., 1980. i
1990. godini. Očigledno se zaključuje
da je dostignut nivo potrošnje električne
energije veom visok
Međutim, odmah posle 2000. godine
došlo je do uvođenja „blok tarife“
u ceni električne energije za klasu
potrošača „domaćinstva“ tako da
su mnogi potrošači u porodičnim
stambenim kućama sa više spratova
„razdvojili“ potrošnju električne
energije na nekoliko nivoa i na taj
način značajno redukovali troškove
za kupljenu električnu energiju; na taj
način se na konzumu EDB značajno
povećao ukupan broj potrošača, a, sa
druge strane, značajno smanjila ukupna
„finansijska masa“ od prodate električne
energije (naravno, u odnosu na kupljenu
iz proizvodno-prenosne mreže).
Ovakva zabrinjavajuća situacija
nije, međutim i u drugim
elektrodistributivnim preduzećima
Srbije – te bi trebalo krajnje precizno,
na nivou svakog elektrodistributivnog
preduzeća, preispitati odnos između
cena prosečne godišnje kupljene i
prodate električne energije; na taj način
dostignut nivo potrošnje električne
energije u klasi potrošnje „domaćinstva“
(tabele V, VI, VII, VIII i IX) govori
da se sve više i više električna
energija neracionalno koristi / troši,
u zimskim mesecima za zagrevanje,
pri tome u cca 70.000 porodičnih
kuća čak sa zagrevanjem svih soba
na svim spratovima kuće; to stvara
izrazite tehničke probleme ne samo u
mreži niskog napona 0,42 kV već i u
srednjenaponskim mrežama 10 kV i TS
10/0.42 kV (kako sa apekta regulacije
napona tako i u pogledu izuzetno
visokih Joule-ovih gubitaka u svim
mrežama na konzumu EDB).
Radi toga je EDB plasirala u mrežu
niskog napona 0,42 kV značajna
finansijska sredstva, i sada je bezmalo
sva niskonaponska nadzemna mreža
na prigradskom i vangradskom delu
konzuma EDB izvedena samonosećim
kablovskim snopom; izgrađen je i
značajan broj TS 10/0,42 kV na ovom
delu konzuma - kako bi izvodi niskog
napona bili „prihvatljivih električnih
dužina“ (u pogledu padova napona koji
su propisima definisani na -5%, najviše
do -10%). Ukoliko se u ovoj situaciji
dozvoli dalji pad cene električne
energije u odnosu na druge energente
– sve niskonaponske kablovske mreže
0,42 kV koje napajaju porodične kuće
sa više spratova će biti još i dodatno
ugrožene porastom potrošnje električne
energije i zahtevaće izgradnju enormnog
broja TS 10/0,42 kV. To se mora sprečiti
pre svega cenom električne energije u
odnosu na druge energente.
Ukupna instalisana snaga električnih
uređaja po prosečnoj neto površini stana
na području Beograda je mestimično na
izuzetno visokom nivou: u stanovima
sa centralnim grejanjem (oko 300.000
stanova) i do 700 W/m2, a u oko 70.000
porodičnih kuća bez centralnog grejanja
i preko 1000 W/m2; to su zaista izuzetno
visoki nivoi čak i kada se uze u obzir
nejednovremenost priključenja svih
uređaja u jedom domaćinstvu .
Ovi podaci dvosmisleno upućuju na
to kolika se specifična snaga ostvaruje
danas u svim naseljima sa porodičnim
kućama; specifično opterećenje je veće
od 1.000 W/stanovniku u naseljima ,
dok na opštini Savski venac prelazi i
preko 2.000 W/stanovniku (u elitnim
naseljima Topčidersko brdo, Dedinje i
Senjak).
Zato i cenom električne energije treba
stimulisati upotrebu prirodnog gasa za
grejanje, kako na područjima gde je
Tabela I Ukupno zaposlenih u Beogradu i procentualno učešće žena
[281]
realizovana gasifikacija stanova , tako i
na područjima gde to nije urađeno (boce
sa „plinom“ za grejanje stanova i kuća
bi, kao nekada, trebalo prodavati i na
svakoj benzinskoj pumpi).
Svakako da ovi pokazatelji kazuju i to
da je obim i nivo privrednih aktivnosti
na kompletnom konzumu EDB oduvek
bio impozantan – kao u retko kojoj
balkanskoj metropoli.
3. Specifi~ni parametri o
potrošnji elektri~ne energije
i snage kod reprezenata
potroša~a u privredi, neprivredi
na konzumu EDB
Specifični parametri o potrošnji
električne enrgije i snage u privrednim
i neprivrednim delatnostima te
poljoprivredi su prikazani u priloženoj
tabeli X. Očigledan je zavidno visok
nivo specifičnih parametara po
zaposlenom kod svih grupa potrošača.
Međutim, neprivredne delatnosti, i
pored zagrevanja drugim energentima,
ostvaruju zaista visoke specifične
parametre u potrošnji električne energije
i snage, često i preko 100 W/m2, ali,
opet, značajno manje nego pojedine
grupe potrošača u klasi „domaćinstva“.
4. Specifi~no optere}enje na
konzumu svih TS X/10 kV na
konzumu EDB
Za potrebe planiranja izgradnje nove
mreže u EDB se već 20 godina „prati
i analizira“ specifično opterećenje
(opterećenje po stanovniku) na nivou
svih TS X/10 kV.
Ovde su, u tabeli XI, prikazana
specifična opterećenja svih TS X/10 kV
na konzumu EDB koja islustruju sve
što je rečeno u tački 2. Treba pri tome
napomenuti da je dugoročni planski
program za izgradnju mreža 220 kV i
20 kV za grad Pariz rađen za krajnje
specifično opterećenje oko 2000 W/st.
5. Zaklju~ci
Grupa stručnih radova grupe autora
prezentovana na prošlom savetovanju
„Energetika 2008“ kao i ovom
energija
Tabela II Ukupan broj stanovnika, domaćinstava i stanova u Beogradu u godinama popisa u periodu od 1921. do 2002.
Tabela III Razvoj potrošnje električne energije i snage TE specifičnih parametara u periodu od 1950. do 2008. sa
prognozom do 2020.
Tabela V Struktura prodate ele električne energije na konzumu EDB u periodu od 1968. do 2008.
[282]
energija
Tabela IV Struktura zaposlenosti u privredi, neprivrednim delatnostima i poljoprivredi na konzumu EDB u periodu od 1970 do 2005.
(„Energetika
2009.“), koji su
citirani u delu
5 ovog rada
(u literaturi),
nedvosmisleno
upućuje na sledeće
zaključke:
5.1. Ukupan broj
zaposlenih na
konzumu EDB je
danas, posle naglog
pada, bezmalo
dostigao nivo kao
iz najproduktivnijeg
perioda beogradske
privrede. Međutim,
prava slika o
procentualnom
učešću ukupnog
broja zaposlenih
dobiće se tek
posle popisa
stanovnika na ovim
prostorima u 2011.
godini; indicije
su da se ukupan
broj stanovnika u
Beogradu drastično
smanjio u odnosu
na 2002. godinu
kao posledica
izuzetno slabog
nataliteta u periodu
od 1990-2008.
godine.Po svemu
sudeći procentualno
učešće zaposlenih
u ukupnom broju
stanovnika na
području Beograda
je počeo da se
povećava. To je
dobar znak.
5.2. Specifični
parametri o
potrošnji električne
energije u privredi,
neprivredi i
poljoprivedi su na
zavidnom nivou, sa
veoma izglednom
perspektivom daljeg
rasta kod svih grupa
potrošača.
Zato treba preduzeti
adekvatne mere
da se nastavi sa
započetim novim
investicionim
ciklusom u EDB
(posle bezmalo
dvadesetogodišnjeg
„čekanja“ na njega).
Kvalitetu električne
energije i u pogledu
napona i u pogledu
[283]
učestalosti i trajanja prekida u napajanju
električnom energijom svim ovim
potrošačima se u EDB poklanja najveća
moguća pažnja. Oko 1.700 zaposlenih u
EDB danonoćno ispunjava sve zahteve i
uslove koji se od njih traže, te bi trebalo
ne samo da budu adekvatno „nagrađeni“
već i da se i prosečna starost zaposlenih
dovede na „pravu meru“.
5.3. Specifični parametri o
potrošnji električne energije u klasi
„domaćinstva“ su veoma visoki, a
enormno velike potrošnje električne
energije i snage su u oko 70.000
porodičnih kuća bez centralnog
grejanja na gradskom, prigradskom
i vangradskom delu konzuma EDB.
Specifična snaga (opterećenje
po stanovniku) na pojedinim
mikroregionima prevazilazi i 2000 W/
stanovniku.
To je jedan od znakova da je cena
električne energije u dugogodišnjem
disparitetu u odnosu na druge energente,
da je nedovoljno niska u odnosu na
cenu u drugim zemljama regiona a i
šire.
Nastavak već započetog investicionog
ciklusa u EDB može da omogući
prosečna godišnja cena prodate
električne energije u granicama od 10
do 15 eurocenta/KWh.
6. Literatura
[1] M. Kirović, D.Vukotić, T.Milanov
- Neke specifičnosti u napajanju
električnom energijom objekata
prosvete na konzumu EDB
- Savetovanje „Energetika 2008“
[2] D.Vukotić, M.Kirović, T.Milanov
zdravstva na konzumu EDB
[3] T.Milanov,M.Kirović, D.Vukotić
ugostiteljstva na konzumu EDB
[4] B.Todorović,M.Kirović,T.
Milanov,D.Vukotić
sportskih centara na konzumu EDB
[5] T.Milanov
administracije na konzuma EDB
energija
Tabela VI Struktura granica godišnje potrošnje električne energije potrošača u klasi domaćinstva na konzumu EDB
u toku 1981.
Tabela VII Struktura granica godišnje potrošnje električne energije potrošača u klasi domaćinstva na konzumu EDB
u toku 1991.
[6] T.Milanov,D.Vukotić,B.Todorović
beogradskih toplana na konzuma
EDB
[7] Tomislav Milanov, dipl. el. ing.,
Ivana Čojčić,dipl.el.ing.
metalske, hemijska i građevinske
industrije na konzumu EDB
[284]
[8] Tomislav Milanov,dipl.el.ing.,Ivana
Čojčić,dipl.el.ing.
poljoprivrede i prehrambene
industrije na konzuma EDB
energija
Tabela VIII Dostignuti nivoi potrošnje električne energije i snage na uzorcima pojedinih reprezentativnih grana
delatnosti u Beogradu
Tabela IX Razvoj i prognoza specifičnog opterećenje (u W/stanovniku) na nivou svih TS X/10 kV na gradskom,
prigradskom i vangradskom delu konzuma EDB
[285]
energija
Tabela IX (nastavak)
[286]
energija
Tabela IX (nastavak)
[9]
I.Čojčić,T.Milanov
opšte kulture na konzuma EDB
[10] I.Čojčić,T.Milanov
trgovine na konzuma EDB
[11] R.Radisavljević,A,Stanković,T.
Milanov
javne rasvete na konzuma EDB
beogradskog vodovoda na
konzuma EDB
- Časopis „Elektrodistribucija“,
god. 2001, br. 3
saobraćaja na konzuma EDB
[14] Republički zavod za statistiku i
informatiku
- Rezultati popisa stanovnika
domaćinstava i stanova u Srbiji u
godinama popisa
[15] Saopštenja ZP 2O o nivou i
strukturi zaposlenosti u Srbiji u
periodu od 1970. do 2008. godine
[16] Lične karte EDB u dosadašnjem
periodu
[287]
energija
Andrija Todorovi}, Miroljub Jevti}, Jordan Radosavljevi},
Dardan Klimenta
Fakultet tehničkih nauka, Kosovska Mitrovica
UDC: 621.313.52 : 621.317
Metodologija merenja
stepena iskorišćenja
asinhronih generatora i
motora
1. Uvod
Rezime
Precizno merenje mehaničkih
parametara asinhronih mašina, AM,
(brzine obrtanja, klizanja, obrtnog
momenta, mehaničke snage i stepena
iskorišćenja) poznatim metodama u
pogonskim uslovima je otežano iz više
razloga: nepristupačnosti pogonskog
vratila, otežanosti izvođenja ogleda
kratkog spoja i praznog hoda. Nova
metoda, koja se predlaže u radu, u
kojoj se koriste indukcioni senzor
brzine obrtanja [1], odgovarajuća
impedansa vezana na red sa statorom
[2] i odgovarajuća računarska oprema,
omogućuje određivanje navedenih
parametara u pogonskim uslovima
sa visokom tačnošću koja se svodi
na tačnost hardverskog modula koja
iznosi 0,024% i transmitera (+0,03%)
[3]. Primenom ove metode mogu
se određivati stepeni iskorišćenja
asinhronih generatora malih
hidroelektrana i vetroelektrana, a samim
tim, i njihove energetske efikasnosti
[4,5].
U radu se izlaže nova praktična metodologija za merenje stepena iskorišćenja
asinhronih mašina tokom njihovog rada. Metodologija omogućava dobijanje
zavisnosti stepena iskorišćenja od snage generatora. Metodologija se bazira na
merenjima brzine obrtanja, otpornosti statorskog namotaja i proračunima gubitaka
i momenta generatora. Metodologija sadrži primenu dve zaštićene inovacije
u oblasti merenja brzine i otpornosti namotaja. Primenom ove metodologije
može se uticati na povećanje stepena iskorišćenja male elektrane sa asinhronim
generatorima.
Ključne reči: asinhroni motor, asinhroni generator, stepen iskorišćenja, mehanički
parametri.
2. Indukcioni senzor brzine
obrtanja i na~in dobijanja
mehani~kih parametara
Uređaj za merenje brzine obrtanja
se sastoji od: a) stalnog magneta
magnetske indukcije od 0,1 T, koji je
postavljen na pristupačnom mestu na
vratilu rotora mašine sa bilo koje strane
[1], b) senzora u vidu nepokretnog
indukcionog kalema bez jezgra, sa
5000 navojaka, koji je postavljen u
neposrednoj blizini obrtnog stalnog
magneta na udaljenosti od (20–100)·10-3
m [1],
U indukcionom kalemu će se usled
pojave elektromagnetne indukcije
indukovati elektromotorna sila sa
Methodology of Measuring the Efficiency of Asynchronous Generators and Motors
A new practical methodology of measuring the efficiency of asynchronous machine
during their operating conditions is presented in this paper. The methodology
enables obtaining of the dependency between the efficiency and the machine
power. The methodology is based on measurements of the rotation speed and the
stator armature resistance and computations of the losses and the moment of an
asynchronous machine. This methodology includes application of two protected
innovations in fields of speed and winding resistance measurements. With this
methodology, it is possible to influence on increasing the efficiency not only of
asynchronous generators but also of small power plants at all.
Key words: asynchronous generator, asynchronous motor, efficiency, mechanic
parameters.
učestanošću jednakom učestanosti
mehaničkog obrtnog magnetnog polja,
koja se daje sledećom jednačinom:
(1)
gde je: fmeh.ob - učestanost mehaničkog
obrtnog magnetnog polja; n - brzina
obrtanja vratila mašine (brzina obrtanja
mehaničkog obrtnog magnetnog polja);
i pk - broj pari polova indukcionog
kalema, koji iznosi pk = 1.
Iz jednačine (2) se izražava brzina
obrtanja n:
(2)
[288]
Posle merenja učestanosti fmeh.ob u
kalemu, iz jednačine (2) određuje se
brzina obrtanja n.
Primenom ovog senzora i hardverskog
sistema navedenog u poglavlju 1 [3]
mere se trenutne vrednosti indukovanih
složenoperiodičnih napona. Daljom
obradom, npr primenom Matlab
programa, dobijene složenoperiodične
funkcije vremena razlažu se na
harmonike u Furijev red [6,7]. Zatim
se pomoću tako dobijenih harmonika
određuju: efektivne vrednosti
složenoperiodičnih napona U, perioda T,
učestanost f dominantnog harmonika
koja je jednaka učestanosti mehaničkog
energija
obrtnog magnetnog polja fmeh.ob, i
brzina obrtanja n obrtnog magnetnog
polja i vratila (2). Pri tome je izvršeno
ekvivalentiranje složenoperiodične
funkcije napona od vremena pomoću
prostoperiodičnih funkcija. Navedene
veličine se određuju iz izraza:
(3)
(4)
gde su: U1, U2, ...Uk – efektivne vrednosti
harmonika napona; k =0,1,2,... – brojevi
harmonika; T– perioda; f – osnovna
učestanost (f = fmeh.ob).
Sada se sa dobijenom vrednošću za
brzinu obrtanja asinhrone mašine
n određuje klizanja s, a onda se sa
poznatim podacima za izmereni fazni
/
napon U f priključen na statoru mašine
i poznate parametre uzdužne grane T
ekvivalentne šeme mašine određuje
obrtni moment mašine M koji se daje
sledećom jednačinom:
svedena na stator, usled rasutog
magnetnog fluksa rotora;
- Hopkinsov sačinilac usled
rasutog magnetnog fluksa statora;
Xm - reaktansa magnećenja po fazi u
poprečnoj grani T ekvivalentne šeme
asinhrone mašine, koja je promenljiva
veličina zavisno od opterećenja i
koja odgovara zajedničkom obrtnom
magnetnom fluksu mašine; s = (ns – n) /
ns - klizanje asinhrone mašine.
Na ovaj način se pomoću jednačine
(5) određuje obrtni moment asinhrone
mašine sa kratkospojenim rotorom
u zavisnosti od svih veličina koje
figurišu u toj jednačini i u bilo kom
trenutku vremena, što odgovara realnim
pogonskim uslovima rada mašine.
U daljem postupku se sa dobijenim
podacima za brzinu obrtanja n i obrtni
moment M određuje korisna mehanička
snaga P2 i stepen iskorišćenja mašine η,
koji se daju sledećim jednačinama.
(6)
(5)
(7)
gde je: M – obrtni moment na vratilu
mašine; z – broj faza mašine;
- sinhrona ugaona brzina obrtanja
(ugaona brzina obrtanja Teslinog
obrtnog magnetnog polja);
/
priključeni fazni napon statora; R
- omska otpornost po fazi statora na
radnoj temperaturi namotaja od 750C;
- omska otpornost po fazi ukočenog
rotora svedena na stator na radnoj
temperaturi namotaja od 750C;
reaktansa po fazi statora usled rasutog
magnetnog fluksa statora;
reaktansa po fazi ukočenog rotora
gde su: P2 – korisna mehanička snaga
mašine; M – obrtni moment na vratilu
mašine; Ω = 2πn/60 - ugaona brzina
obrtanja rotora mašine; P1 – električna
snaga mašine; η – stepen iskoričćenja
mašine.
3. Odre|ivanje parametara
ekvivalentne impedanse
kratkog spoja asinhrone
mašine u pogonskim uslovima
Poznata su rešenja za određivanje
parametara ekvivalentne impedanse
kratkog spoja asinhronih mašina
[289]
sa kratkospojenim rotorom u
laboratorijskim uslovima. Rešenje
koje se predlaže u ovom radu [2]
omogućuje određivanje parametara
ekvivalentne impedanse kratkog
spoja asinhrone mašine u pogonskim
uslovima, sa propisanim greškama.
Da bi se to ostvarilo uvodi se
odgovarajuća impedansa Z = R + jX
koja se pri izvođenju ogleda kratkog
spoja ispitivane asinhrone mašine u
pogonskim radnim uslovima vezuje
redno sa faznim namotajima statora.
Za izvođenje ogleda kratkog spoja u
pogonskim uslovima, pored impedanse
Z , primenjuje se trofazni regulacioni
autotransformator znatno manje snage
od snage ispitivane asinhrone mašine.
Primenom impedanse Z i i trofaznog
regulacionog transformatora male
snage postižu se pri izvođenju ogleda
kratkog spoja prednosti: mogućnost
dobijanja parametara ekvivalentne
impedanse kratkog spoja u pogonskim
uslovima; izbegavanje kupovine
regulacionog transformatora velike
snage; odvijanje ogleda kratkog spoja
na relativno malom prostoru; ostvaruje
se veći stepen energetske efikasnosti
iskazan kroz uštedu električne energije
pri izvođenju ogleda kratkog spoja;
izbegava se primena mehaničke kočnice
za držanje rotora u ukočenom stanju
jer se ogled izvodi pri vrlo niskim
naponima (nekoliko volti do nekoliko
desetina volti) i vrlo malim strujama
(nekoliko miliampera do nekoliko
desetina miliampera). Postupak
određivanja parametara ekvivalentne
impedanse kratkog spoja asinhrone
mašine opisan je detaljno u sledećoj
šemi 1.
energija
[290]
energija
4. Rezultati merenja
Merenja su sprovedena na trofaznom
asinhronom motoru spregnutim sa
radnom mašinom, sa nominalnim
podacima: Pn=250 W; Un=380 V; In=0.8
A; nn=1360 min-1; ns=1500 min-1;
sn=0.0933; fn=50 Hz; cosφn=0,76;
φn=0.7075 rad; sinφn=0.6499; η=0.62;
Tabela 1 Rezultati merenja mehaničkih parametara asinhrone mašine
[291]
Mn=1.7554 Nm; sprega statorskih
namotaja u zvezdu. Rezultati su dati u
tabeli 1.
energija
Tabela 1 (nastavak)
Slika 2 Ekvivalentna električna šema asinhrone mašine: a) pri kratkom
spoju; b) u normalnom radu
Slika 1 Principijelna električna
šema za izvođenje ogleda
kratkog spoja asinhronih
mašina sa kratkospojenim
rotorom, u pogonskim
uslovima
Slika 3 Dobijena mehanička karakteristika asinhrone mašine
Literatura
[1] A.Todorović i M. Jevtić: ’’Uređaj za
merenje brzine obrtanja, klizanja,
obrtnog momenta, mehaničke snage
i stepena iskoričćenja asinhronih
mašina sa kratkospojenim rotorom
u pogonskim uslovima’’, Prijava
za zaštitu pronalaska broj: MP2008/0084, Zavod za intelektualnu
svojinu Republike Srbije, Beograd,
2008.
[2] A. Todorović i M. Jevtić: ’’Uređaj
za određivanje parametara
ekvivalentne impedanse kratkog
spoja asinhronih motora sa
kratkospojenim rotorom u
pogonskim uslovima’’, Prijava
za zaštitu pronalaska broj: MP2008/0085, Zavod za intelektualnu
svojinu Republike Srbije, Beograd,
2008.
[3] National instruments: ’’LabVIEW
development guidelines, NI
Corporation, 2000.
[292]
energija
[4] IEEE Std 112: Standard test
procedure for Polyphase Induction
Motors and Generators, 2004.
[5] IEC 61972: Method for determining
losses and Efficiency of ThreePhase Cage Induction Motors, 1st
Edition, 2002.
[6] L. Ćalasan i M. Petkovska: Matlab
i dodatni moduli Control System
Toolbox i Simulink, Mikro knjiga,
Verzija 4.2 za Windows, Beograd,
1996.
[7] A.Todorović i M.Jevtić: ’’Practical
procedure for determination of
energy balance of alternative
electric power sources based on
actual values of potential and
electric current’’, International
Scientific Meeting ’’Renewable
Energy and future of its
Application’’, The Montenegrin
Academy of Sciences and Arts,
Proceedings, vol. 84, Budva, 2007.
Zahvalnica
Autori se zahvaljuju Ministarstvu
nauke Republike Srbije na finansiranju
projekta pod nazivom ’’Istraživanje
16 mikro hidroelektrana u slivnom
području Timoka u cilju povećanja
njihove energetske efikasnosti’’, u okviru
koga je nastao ovaj rad.
Zoran Nikoli}, Du{an Nikoli}
UDC:621.311.243 (497.11)
Mogućnost napajanja
izolovanih potrošača u Srbiji
sa fotonaponskim panelima
Rezime
U radu je razmatrana mogućnost napajanja izolovanih potrošača u Srbiji sa
fotonaponskim panelima tokom zimskog i letnjeg perioda. Prikazani su rezultati
merenja električne energije dobijene od fotonaponskih panela snage 55W i 200W.
Merenja su obavljena u našim krajevima tokom letnjeg i zimskog perioda, kada
su periodi Sunčeve insolacije najduži odnosno najkraći. Prikazani su izmereni
podaci o prosečnim dnevnim električnim energijama dobijenim iz solarnih panela.
Rezultati su svedeni na jedinične površine.
Ključne reči: Fotonaponska konverzija, solarno napajanje, izolovani potrošači.
Abstract
This paper presents possibility of supplying isolated consumers in Serbia using
photovoltaic solar panels during winter and summer periods. Results from
measuring electric energy gained from 200 Wp and 55 Wp photovoltaic panels are
presented. Measurements were taken place in Serbia during winter and summer
solstice, when sunlight duration time is at its lowest and highest. Shown results are
reduced to 1m2.
Key words: Photovoltaic Conversion, solar supply, isolated consumption
I. Uvod
Istraživanja u oblasti obnovljivih
izvora energije su na početku njihovog
korišćenja prekinuta pronalazkom
tehnologija za iskorišćenje jeftinih
fosilnih goriva koja bi se mogla koristiti
tokom nekoliko stotina godina na visoko
neodrživ način. Dugo vremena energija
je bila prilično jeftina pa je pa nije
postojala potreba za poboljšavanjem
efikasnosti upotrebe energije ili za
pronalaženjem novih rešenja.
Danas je sve više prihvaćena činjenica
da obnovljivi izvori energije imaju
odlučujuće mesto u budućnosti
energetskog sistema i da ta budućnost
nije više daleko. Na to utiču ne samo
pitanja u vezi sa emisijom gasova kao
i ograničenost fosilnih i nuklearnih
izvora, već i njihova neravnomerna
raspodela na zemlji i povećana politička
nestabilnost regiona upravo tamo
[293]
gde postoje najveće preostale rezerve
klasičnih energetskih izvora.
Osnovne prednosti i aspekti primene
obnovljivih energetskih izvora su:
1. ne zagađuju životnu okolinu,
2. mogućnost samostalnog rada bez
stalnog dopunjavanja energetskog
goriva,
3. nezavisnost od fosilnih energetskih
izvora,
4. opšti trend u svetu.
Napajanje izolovanih potrošača se
u prošlosti obavljalo upotrebom
benzinskih ili dizel agregata. Danas se
tehnički problem napajanja izolovanih
potrošača može efikasno rešiti
upotrebom obnovljivih izvora energije.
U ovom radu se analizira napajanje
izolovanih potrošača iz sistema koji
koriste fotonaponske solarne panele.
Naša prva iskustva sa praktičnom
realizacijom sistema koji koriste
energija
obnovljive izvore energije je
fotonaponsko napajanje vezano za Svetu
Goru i manastir Hilandar [01- 04]. Na
žalost, ova lokacija koja je udaljena
od nas, nije nam dozvolila da obavimo
duža merenja i ispitivanja sem puštanja
u pogon i održavanja sistema s vremena
na vreme. Zbog toga su merenja
obavljena u našoj zemlji poslužila za
donošenje preporuka u vezi sa daljim
projektovanjem sistema fotonaponskih i
hibridnih načina napajanja.
II. Merenja tokom letnjeg perioda
Cilj ovih merenja bio je snimanje
dnevnog i mesečnog dijagrama
konverzije solarnog zračenja u
električnu energiju tokom letnjeg
perioda.
Sistem za snabdevanje izolovanog
sistema solarnom energijom sastojao
se od dva fotonaponska panela ukupne
snage 200Wp, akumulatorske baterije
kapaciteta 140Ah, 20h, regulatora
punjenja i invertora maksimalne snage
500W. Dimenzije svakog panela su
iznosile 1335mm x 670mm, tako da je
ukupna površina oba panela iznosila
1,78m2. Nagib panela je iznosio 10°.
Merenja su trajala 36 dana tokom jula
i avgusta 2008. godine[05]. Korišćena
su dva merna sistema. Jedan je merio
napone panela i baterije, kao i struju
panela, na svakih sat vremena tokom
posmatranog perioda a drugi merni
sistem je merio napone panela i baterije,
na svakih 5 minuta tokom posmatranog
perioda.
Klimatološki uslovi su bili izrazito
povoljni. U periodu merenja od
36 dana, svega su dva dana bila
oblačna, međutim i u tom periodu je
proizvodnja električne energije bila
maksimalna, kao u prethodnom periodu,
čime je dokazana visoka osetljivost
fotonaponskih panela na svetlost. Može
se zaključiti da su fotonaponski paneli
tokom navedenih letnjih meseci radili
5 sati dnevno punim kapacitetom, tako
da je ukupna generisana energija tokom
mernog perioda prelazila 38 kWh,
odnosno srednja dnevna proizvedena
energija iznosila je oko 1.060Wh.
Neke uočene prednosti fotonaponskog
napajanja u odnosu na agregat sa
motorom sa unutrašnjim sagorevanjem
su sledeće:
• korišćenjem solarnog sistema, tokom
večernjih sati je postojalo osvetljenje,
bez buke koju bi proizvodio benzinski
agregat,
• solarni sistem je uspešno odgovarao
maloj potrošnji, odnosno priključenju
potrošača snage od 50 do 100W.
Ovakvo malo opterećenje nije
pogodno za benzinski agregat jer je
specifična potrošnja goriva još veća
a smanjuje se i vek trajanja samog
agregata,
• invertor je stabilniji izvor napona
od benzinskog agregata, što su prvo
osetili potrošači poput računara. Pri
napajanju preko agregata, dolazilo je
povremeno i do restartovanja računara
usled varijacija napona u mreži a što
nije bio slučaj pri napajanju preko
solarnog sistema,
• primećeno je veliko interesovanje
građana za ovaj, alternativni način
napajanja. Pored toga, ljudi koji
su koristili solarno proizvedenu
električnu energiju su izrazili veliko
zadovoljstvo pošto je električna
energija generisana na potpuno
ekološki način.
Nedostaci ovakvog načina napajanja se
ogledaju u relativno višim investicionim
troškovima i relativno malim snagama.
III. Merenja tokom zimskog
perioda
Cilj obavljenih merenja je bio snimanje
dnevnog dijagrama električne energije
dobijene od solarnog panela u okolini
Beograda[06]. Merenje se obavljalo u
periodu dnevne kratkodnevnice preko
dopunjavanja akumulatorskih baterija.
Slika 1 Reprezentativni deo mernog perioda (17.-21. jul 2008. godine)
Ugao solarnog panela je iznosio 45°.
Korišćen je solarni fotonaponski
panel firme Helios Technology,
maksimalne snage 55W, regulator
punjenja maksimalne snage 120W i
akumulatorska baterija proizvođača
Trepča, 55Ah, 5h. Merenje je obavljeno
sa kompjuterskim sistemom za
akviziciju podataka Hobo. Korišćena
su dva naponska kanala za merenje
napona izlaza solarnog panela i napona
akumulatorske baterije. Analognim
instrumentom za merenje struje mereno
je dopunjavanje akumulatorske baterije
tokom 13 dana decembra 2006. godine.
Merenje dopunjavanja akumulatorske
baterije i izlaznog napona iz solarnog
panela obavljeno je u periodu od
18.12.2006. do 30.12.2006. godine
u okolini Beograda na obroncima
Kosmaja (nadmorska visina oko 200m),
na 44,5° severne geografske širine. U
ovom periodu je temperatura uglavnom
bila ujednačena i varirala je od nekoliko
stepeni ispod 0°C u jutarnjim satima,
do nekoliko stepeni iznad 0°C u
podne, kada je dostizala maksimum. U
periodu od 18. do 26. decembra, nije
bilo značajnijeg sunčevog zračenja
jer su meteorološki uslovi bili izrazito
nepovoljni, što je bilo i očekivano
tokom merenog perioda.
Rezultati merenja prikazani su na slici 2.
Ispitivani solarni panel je bio ukupne
površine 0,392m2, nominalne snage
55W, koji je postavljen pod uglom od
45º.
IV. Analiza rezultata
A. Letnji period
Tokom 36 dana ispitivanja
fotonaponskih panela u najtoplijem,
letnjem periodu tokom jula i avgusta
2008. godine sa dva fotonaponska
panela dimenzija 1335mm x 670mm
svaki, i snage po 100 W svaki, izmerena
je ukupna generisana električna energija
od 38 kWh.
Ukupna površina fotonaponskih panela
iznosila je 1,79m2. Za period od 36
najtoplijih letnjih dana srednja dnevna
proizvedena energija iznosila je oko
1.060 Wh tako da je moguće odrediti
specifičnu dobijenu dnevnu električnu
energiju (WLD) u najtoplijem, letnjem
periodu u našoj zemlji:
W ′LD = Wukupno /Sp = 1.060/1,79 =
592,5Wh / m2.
Istovremeno je važan podatak
za projektovanje fotonaponskih
sistema o ekvivalentnom dnevnom
intervalu vremena (TLD) tokom kojeg
fotonaponski panel maksimalnom
snagom dostavlja energiju
akumulatorskoj bateriji:
[294]
energija
Slika 2 Dvonedeljno ispitivanje sistema solarnog napajanja akumulatorske
baterije u periodu oko zimske kratkodnevnice 2006.
računara i mobilnih telefona. Pored
toga u letnjem periodu često postoji
povećana postrošnja električne energije
zbog frižidera a koji u principu troši
manje električne energije u zimskom
periodu. Za konstantno napajanje
neophodnih potrošača može se
isplanirati set akumulatorskih baterija
većeg kapaciteta. Ukoliko ipak postoji
potreba za potrošnjom većih količina
električne energije, potrebno je postaviti
i dodatni generator pokretan motorom
sa unutrašnjim sagorevanjem. Tokom
kratkog dnevnog rada ovaj agregat
može da dopuni akumulatorsku bateriju
i istovremeno da napaja neki potrošač
veće snage i nepovoljnih karakteristika
u smislu polaznog režima rada
V Zaklju~ak
TLD = Wukupno /Pp = 1.060/200 = 5,3h.
Fotonaponski sistem se pokazao kao
odlično rešenje sofisticiranog napajanja
male potrošnje tokom dužeg vremena.
Pri priključenju većih potrošača tokom
kraćeg perioda vremena, i u slučaju
većih polaznih struja, potrebno je
uključiti invertor veće snage.
Prednosti fotonaponskih sistema u
slučajevima izolovane potrošnje tokom
letnjeg perioda se ogledaju u bešumnom
napajanju, izvoru stabilnog napona
(u režimu rada bez polaznih struja) i
širokom opsegu napajane potrošnje.
Takođe, prisustvo fotonaponskog
sistema je umnogome redukovalo
potrebu za uključenjem benzinskog
agregata i time se smanjio negativan
uticaj na životnu sredinu, i postigla
se izvesna ušteda u potrošnji fosilnog
goriva.
A. Zimski period
Ispitivanje rada fotonaponskog solarnog
sistema za dopunjavanje akumulatorske
baterije obavljeno je tokom dve
nedelje oko kratkodnevnice 2006.
godine, u periodu od 18.12.2006. do
30.12.2006. godine. Tokom 13 dana,
kada je obavljeno ispitivanje, bilo je
5 uglavnom sunčanih dana, 1 dan je
padala kiša, 3 dana padao je sneg, 2
dana su bila oblačna i 2 dana je bila
magla.
Tokom prvih osam dana ispitivanja
nije bilo značajnijeg punjenja
akumulatorskih baterija već samo
blagog dopunjavanja kojim se praktično
nadoknađivalo noćno samopražnjenje.
Mada postoji određeno dopunjavanje
akumulatorskih baterija i tokom
svetlih dana bez sunca, intenzivnije
dopunjavanje odvija se samo tokom
sunčevih intervala. Takav period
nastupio je u drugom delu ispitivanja
koji je trajao 5 dana.
Srednja dnevna akumulisana električna
energija za posmatrani period (WZD),
oko zimske kratkodnevnice, kojom
solarni panel površine od 1m2 dopunjava
akumulatorsku bateriju iznosi:
W ′ZD = Wukupno /Sp = 43,8/0,392
= 112Wh / m2.
Istovremeno je važan podatak i za
projektovanje sistema o ekvivalentnom
vremenu tokom dana (TLD) kojom
fotonaponski panel dostavlja energiju
akumulatorskoj bateriji:
TLD = Wspec /Pp = 112/55 = 2,04 h.
Kada se pravi praktičan proračun
primene i instalacije fotonaponskog
sistema za autonomno napajanje
malih, lokalnih potrošača, potrebno
je ove podatke imati u vidu. Ako je
sistem predviđen za pretežno zimske
uslove korišćenja, potrebno je povećati
nagib panela preko 45°. Ako se vrši
napajanje važnih potrošaca koji ne
mogu da budu bez napajanja više
dana u zimskom periodu, potrebno je
obezbediti i pomoćni agregat, najčešće
manji generator koga pokreće motor sa
unutrašnjim sagorevanjem.
U našem podneblju se u letnjem periodu
može prosečno dobiti 592 Wh električne
energije sa površine fotonaponskih
panela od 1 m2. U zimskom periodu se
prosečno može dobiti 112 Wh električne
energije sa površine fotonaponskih
panela od 1 m2. Na date vrednosti utiče
dužina sunčanog dela dana i povećana
oblačnost u zimskom periodu.
Energetske potrebe u letnjem i
zimskom periodu su za osvetljenje,
napajanje radio i TV prijemnika,
[295]
Na osnovu obavljenih merenja pokazani
su rezultati dobijeni ispitivanjem
fotonaponskih panela u Srbiji tokom
letnjeg i tokom zimskog perioda.
Pokazano je da prosečna dnevna
električna energija dobijena sa 1m2
površine u zimskom periodu iznosi
112 Wh a u letnjem periodu 592 Wh. Za
praktične proračune se može prihvatiti
podatak da fotonaponski paneli rade
maksimalnom snagom tokom letnjeg
perioda oko 5,3 h a u zimskom periodu
svega 2,04 h.
Praktične primene pokazale su da je
u letnjim mesecima energija dobijena
pomoću fotonaponskih panela dovoljna
da se pokriju skromne potrebe nekog
objekta sa električnom energijom.
Tokom zimskog perioda je proizvodnja
električne energije manja a potrebe za
energijom su uglavnom veće.
Da bi se obezbedilo napajanje
neophodnih potrošača u zimskom
periodu izolovanog objekta sa ostrvskim
napajanjem, potrebno je pojačati sistem
sa nekim dodatnim obnovljivi izvorom
energije kao što je vetrogenerator.
Pored toga, ako je potrebno obezbediti
neprekidno napajanje, u sistem je
potrebno dodati i neku vrstu klasičnog
izvora energije kao što je kombinacija
motora sa unutrašnjim sagorevanjem i
električnog generatora.
U izloženom radu nije razmatrano
grejanje objekta koje zahteva znatno
veću energiju, već samo potrebe za
nužnu elektrifikaciju.
VI Literatura
[1]
Nikolić Z., Vasiljević J., Škrnjug
S., Šiljkut V., Elektrifikacija
manastira Hilandar i doprinos
“Elektrodistribucije - Beograd”,
Elektrodistribucija, 28, Beograd,
(2000), 2, 147-160.
energija
[2]
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Nikolic Z., V. Šiljkut, N. Borovac,
T. Pavlović, Z. Kocić, Solarno
napajanje isposnice svetog Save
u Kareji, Zbornik radova sa skupa
”Alternativni izvori energije i
budućnost njihove primjene u
zemlji”, Podgorica, CANU vol.58,
Odjeljenje prirodnih nauka, knjiga 7,
(2002), 36-42.
Nikolić Z., Elektrifikacija Hilandara
i njegovih poseda, Četvrta kazivanja
o Svetoj Gori, Prosveta, Beograd,
(2005), 430 – 464.
Nikolić Z., Pucar M., Dakić P.,
Obnovljivi izvori energije na
Svetoj Gori, Zbornik radova sa
skupa ”Alternativni izvori energije
i budućnost njihove primjene”,
Podgorica, CANU vol.77, Odjeljenje
prirodnih nauka vol.10, (2006), 109116.
Rajaković N,, Nikolić D., Nikolić
Z., Merenje fotonaponskog
napajanja u periodu zimske
kratkodnevnice, Zbornik radova sa
skupa ”Alternativni izvori energije
i budućnost njihove primjene u
zemlji”, CANU vol.84, knjiga 11,
(2008), 114 – 121.
Stevović S., Nikolić D.,
Eksperimentalna instalacija
dopunskog snabdevanja izolovanog
sistema sunčevom energijom,
Zbornik radova VII simpozijuma
industrijska elektronika Indel 2008,
Banja Luka.
Rajaković N., Nikolić D., Nikolić Z.
“Proračun osnovnih komponenata
fotonaponskog sistema napajanja”,
Zbornik radova: Alternativni
izvori energije i budućnost njihove
primjene, Podgorica, CANU, (2007).
A. Mitrovi}, P. Nikši}
Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak
UDC: 621.311.17.001/.006 : 004
Kreiranje
elektroinstalacionih šema
primenom AutoCAD-a
Rezime
Rad prikazuje jednostavan način kreiranja blokova raznih elemenata potrebnih za
jedan kompletan elektroenergetski projekat. Akcenat je dat na objašnjenje brzog
načina pristupa određenim blokovima iz bilo kog otvorenog ili neotvorenog crteža.
Rad pretpostavlja da se dobijaju gotove građevinske osnove urađene u AutoCAD-u.
Blokove je često potrebno predefinisati kako u pogledu imena tako i u pogledu
veličine, pa će biti prikazan postupak kako od jednog napravljenog bloka lako
dobijamo blok drugih karakteristika. U radu je prikazan primer šeme električne
instalacije, za datu građevinsku osnovu jednog stambenog prostora, urađene u
AutoCAD-u 2008.
Creating Schemes of Electrical Installations Applying Autocad
In this paper, we have presented a simple way of creating blocks made of different
elements
needed for a complete electroenergetic project, with relevant single line schemes.
We have emphasized the explanation given for the fast method of approach to
the blocks of any open or closed drawing. In the paper, it is assumed that the
paperwork basics have already been done in AutoCAD. The blocks are often to
be predefined as far as the name and the size are concerned, and we will show the
method how to use the already given block to create a block of new characteristics.
In the end, the example of the schemes of electrical installations made in AutoCAD
2008 have been shown.
1. Uvod
Da bi se prikazala sprega jednog
elektrotehničkog uređaja (mašine,
aparata, kontrolnih i regulacionih
instrumenata), u elektrotehnici
se upotrebljavaju šematski crteži
elektrotehničkih instalacija u kojima se
ucrtavaju razni elektrotehnički simboli.
Kako se pojedini simboli pojavljuju
više puta na istom crtežu, radi bolje
organizacije crteža, kao i da bi se
ubrzala izrada crteža koriste se blokovi.
Blokovi predstavljaju niz povezanih
objekata koji se ponašaju kao celina. U
ovom radu, u programu AutoCAD, od
grupe objekata formira se jedan blok
sa određenim faktorom razmere kako
bi se prilagodio stvarnim dimenzijama
na crtežu. Kreirani blok može se zatim
koristiti neograničeno puta ili izvoziti
[296]
u drugi crtež. Komponente koje se
često ponavljaju na crtežima električnih
razvodnih instalacija stambenih
jedinica i za koje se kreiraju blokovi su:
vrata, prozori, sanitarije, priključnice,
prekidači, sijalice itd. Treba napomenuti
da pri izradi crteža treba obratiti pažnju
na debljinu izvučenih crta, kao i veličinu
samih simbola.
2. Kreiranje i umetanje blokova
gra|evinske osnove
Kako ovaj rad predpostavlja da se
dobija gotova građevinska osnova
(slika 1) urađena u AutoCAD-u, za
kompletiranje građevinske osnove
potrebno je ubaciti blokove vrata
i prozora na odgovarajuća mesta u
osnovi.
energija
Slika 3 Geopolitički rizik snabdevanja energijom za 2008. godinu
Slika 1 Izgled građevinske i kompletne
građevinske osnove
Blokove je najbolje kreirati u nultom
layer-u, a kasnije ih ubaciti u željene
layer-e sa dodatim bojama jer se tako
izbegava konfuzija sa bojama blokova
koji bi eventualno bili formirani pod
drugom bojom. Kada se pravi blok
potrebno je kreirati njegovu definiciju.
U pitanju je entitet koji se ne vidi a čuva
se u okviru crteža i sastoji se od: imena
bloka, bazne tačke u odnosu na koju
će biti umetnut blok i objekata koji su
grupisani u blok.
Za crtež kompletne građevinske osnove
kreirano je nekoliko osnovnih blokova
koji se najviše koriste, a na primeru
bloka vrata 100 objašnjen je princip
kreiranja bloka.
Blok vrata 100 sastoji se iz dva
objekta i to iz pravougaonika i luka.
Pravougaonik se crta izborom komande
Rectangle, dimenzija 5x100 cm. Luk
se crta komandom Arc, izabere se
Arc/Start,Center,Angle. Za početnu
tačku luka bira se gornja leva tačka
pravougaonika, za centar luka donja
leva tačka pravougaonika a za ugao
rotacije ugao -90O.
Za kreiranje bloka vrata 100 izabere se
na paleti alata Draw komanda Make
Block čijim aktiviranjem se pojavljuje
prozor Block Definition. U delu prozora
Name upisuje se naziv
bloka-vrata
100; u delu Base Point, klikne se na
ikonu Pick Point i izabere donji levi
ugao vrata; u delu Objects klikne se
na ikonu Select Objects i selektuju se
vrata a zatim se pritisne Enter, čime se
vraća prozor Block Definition i klikne
na OK. Treba napomenuti da u okviru
prozora Block Definition postoje u
delu Objects tri dugmeta od kojih treba
izabrati Delete, što znači da se objekti
automatski brišu nakon što se definiše
blok. Opcija Delete se uključi ako se
blok koristi sa različitom razmerom,
orjentacijom ili lokacijom u odnosu na
objekte koji ulaze u blok.
U ovom radu na sličan način su kreirani
svi blokovi, tako da nije potrebno
pojedinačno objašnjavanje za svaki
od njih, bilo da se radi o blokovima za
instalaciju ili o blokovima građevinske
osnove.
Pre nego što se počne sa ubacivanjem
blokova na crtež, potrebno je formirati
nove layer-e na kojima će se ti blokovi
nalaziti. U tu svrhu kreiraju se dva
nova layer-a sa pripadajućim bojama:
prozori-ljubičasta boja, vrata-zelena
boja. Layer-i se kreiraju iz razloga što
je na jednom crtežu potrebno imati više
nivoa, a na tim nivoima objekte iz iste
grupe, kako bi se kasnije mogli lako
privremeno uklanjati iz tekućeg prikaza
crteža. Privremeno uklanjanje jednog
layer-a a samim tim i svih elemenata
koji su na njemu vrši se u okviru
prozora za dijalog Layer Properties
Manager. Izabrani layer može biti
uključen ili isključen, zamrznut ili
odmrznut, zaključan ili otključan što
se postiže jednostavnim pritiskom na
[297]
odgovarajuću kolonu izabranog layer-a.
Za umetanje blokova na paleti alata
Draw izabere se komanda Insert Block.
Pozivanjem ove komande otvara se
dijalog prozor Insert u kome se može
uočiti pet polja u kojima su grupisani
parametri koje treba definisati da bi se
izvršilo umetanje kreiranih simbola.
U polju Name postoji lista u kojoj se
nalaze imena svih kreiranih simbola
aktivnog crteža, gde se može selektovati
ime bloka koji se umeće. U polju
Insertion point vrši se podešavanje
parametara preko kojih se definiše tačka
umetanja bloka u crtež, u polju Scale
vrši se definisanje faktora razmere po
koordinatnim osama za simbol koji
se umeće, a u polju Rotation se vrši
definisanje ugla rotacije simbola koji
se umeće. U ovim poljima potrebno
je uključiti opciju Specify On-screen
kako bi se mogle unositi vrednosti
faktora razmere po koordinatnim
osama, definisati razmera i ugao rotacije
simbola koji se umeće. Na primer,
faktor razmere u X pravcu kontroliše
veličinu bloka po horizontali, kao i
njegovu orijentaciju (znak minus ispred
vrednosti definiše orijentaciju). Ako
je polje Explode u donjem levom uglu
uključeno tada će svaki blok prilikom
umetanja u tekući crtež biti rastavljen
na sastavne elemente, pa se ova opcija
najčešće ne koristi, jer se blok može i
kasnije rastavljati.
U konkretnom slučaju za prikazanu
građevinsku osnovu, za ubacivanje
bloka vrata u centralnom delu objekta,
čija je širina 110 cm, potrebno je prvo
zumirati taj prostor na crtežu, proglasiti
layer vrata tekućim, a zatim pokrenuti
komandu Insert Block. U padajućoj listi
Name izaberu se vrata 100 i proveri da
li je opcija Specify On-screen uključena
u sva tri polja, dok je polje Explode
isključeno. Klikom na OK vraća se na
crtež pri čemu je blok vrata 100 vezan
sa kursorom a tačka koja je izabrana kao
bazna nalazi u sredini kursora. Proveri
se da li je uključen Osnap kriterijum
Endpoint, a zatim pomeri kursor
do donjeg desnog kraja dovratnika
prednjih vrata. Kada se pojavi kvadratić,
potrebno je kliknuti čime je izabrana
tačka umetanja bloka. Na komandnoj
liniji pojavljuje se poruka za unos
faktora razmere po X osi : Enter x
scale factor, Specify opposite corner,
or (Corner/XYZ) <1>. Kao faktor
razmere potrebno uneti vrednost <-1>
a zatim Enter. Za Y faktor razmere
unosi se vrednost 1, zatim Enter, dok
se za ugao rotacije prihvata ponuđeni
uga tj 0O, zatim Enter. Time je završeno
ubacivanje ovog bloka i na sličan način
se ubace i preostala vrata, a zatim
prozori. Za nadvratnike nije potrebno
energija
praviti blokove jer su to samo prave
linije. Ovim je završena kompletna
građevinska osnova.
3. Razmena informacija izme|u
crteža
Da bi se postojeći crteži i njihovi
elementi mogli koristiti u daljem radu
pod nekim novim imenom potrebno
je crtež iskopirati u novi fajl. Pošto je
AutoCAD u stanju da podrži nekoliko
otvorenih crteža istovremeno, može se
podešavati koji je od crteža vidljiv. Ako
se istovremeno vidi više crteža (slika 2),
mogu se bilo koji objekti ili svi zajedno
prevlačiti sa jednog na drugi. U trenutku
dok je crtež građevinska osnova otvoren
izabere se File/Open a zatim se u
prozoru Select File izabere fajl u kome
se nalaze blokovi građevinske osnove
i pritisne dugme Open. Nakon toga se
u padajućem meniju izabere Window/
Tile Vertically čime se pored crteža
građevinske osnove pojavljuje crtež
sa blokovima građevinske osnove. U
jednom trenutku može biti aktivan samo
jedan crtež, pri čemu je okvir aktivnog
crteža tamno plave boje.
Ako se želi otvoriti novi crtež,
u trenutku kada je otvoren crtež
građevinska osnova, postupak je sličan.
Izabere se File/New, čime se otvara
prozor Create New Drawing i izabere
opcija Use a Template i klikne na
OK, a zatim se izabere Window/Tile
Vertically i pored prethodno otvorenog
crteža pojavljuje se novi crtež Drawing
1. Novi crtež se proglasi aktivnim i
preko opcije Format Units promeni tip
jedinica i preciznost, kao kod crteža
građevinske osnove.
Slika 2 Dva crteža istovremeno otvorena u AutoCAD-u
4. Prevla|enje objekata sa jednog na drugi otvoren crtež
Pojedini objekti ili svi objekti sa jednog
crteža prevlače se na drugi (slika 3)
tako što se najpre selektuju, pri čemu
se na izabranim objektima pojavljuju
čvorovi. Kursor se postavi na nekom
od selektovanih objekata gde nema
čvorova, klikne i drži pritisnut levi taster
miša i prevuče kursor na drugi crtež.
Zatvori se crtež sa koga su prevučeni
objekti, a zatim razvuče preko celog
ekrana crtež koji sadrži nove objekte.
Kada se završi kompletna građevinska
osnova potrebno je napraviti novi fajl,
na prethodno opisan način, pod nazivom
šema električne instalacije (za datu
građevinsku osnovu). Na kreiranom
fajlu potrebno je izvršiti umetanje
blokova elektrotehničkih oznaka i
simbola.
Potrebno je napomenuti da je u
novijoj praksi crtanja šema električnih
instalacija opšte prihvaćen način u
kojem se svi vodovi (jedan ili više njih)
obeležavaju sa po jednom linijom. Ta
linija označava samo trasu vodova a
iz naknadnih obeležavanja priključnih
mesta lako se ustanovljava koliko
strujnih krugova ima. Najlakši i najbrži
način crtanja je da se prvo iscrtaju
kompletne trase električnih vodova
a nakon toga se ubace već kreirani
blokovi električnih elemenata.
5. Zaklju~ak
Slika 3 Prevlačenje objekata sa jednog na drugi otvoren crtež
Savremeno doba zahteva brzu izradu
crteža električnih instalacija, mogućnost
njihove lake izmene, brzu i jednostavnu
razmenu informacija između crteža, što
zahteva njihovu izradu u elektronskom
obliku. Vreme raspoloživo za izradu
elektroinstalacionih šema je sve kraće,
dok su zahtevi sve kompleksniji.
Ove zahteve omogućava korišćenje
softverskih paketa za izradu tehničkih
crteža, od kojih je u ovom radu
prikazana primena Auto CAD 2008 u
izradi elektroinstalacionih šema.
Literatura
[1] Omura G., AutoCAD 2008,
Kompjuter biblioteka, Čačak, 2008.
[2] Marinković B., Nikšić P., Tehničko
crtanje i kompjuterska grafika VTŠ,
Čačak, 2005.
[3] Nikšić, P., Mitrović, A., Zemanić, I.,
Ulemek, M.:Kompjuterska grafika,
Visoka škola tehničkih strukovnih
studija, Čačak ,2008.
[4] Finkelstein E., AutoCAD 2004
Biblija, Napredne tehnike, Beograd,
2005.
[298]
energija
Nenad Stevanovi}
„Kolubara Površinski kopovi“ Baroševac
Daliborka Ili}, Aleksandar Dimitrijevi}
UDC: 621.315 : 621.316.94 (497.11)
Harmonijski sastav
struje neutralnog voda u
niskonaponskoj napojnoj
mreži Direkcije „Kolubara
Površinskih kopova“
Uvod
Rezime
Obično, kada je reč o višim
harmonicima napona napajanja i struje
opterećenja, misli se na fazne veličine
dok se neutralni vod često zanemaruje.
Međutim, kroz neutralni provodnik
može teći struja i do 3 puta veća od
struje faznih provodnika. Moguća su
dva uzroka pojave proticanja struje kroz
neutralni provodnik i to: nesimetrično
opterećenje po fazama i nelinearna
priroda opterećenja. Posledica toga je
dodatno zagrevanje, povećanje gubitaka
i smanjenje pouzdanosti elemenata
elektro energetskog sistema.
Potrošače priključene na niskonaponsku
napojnu mrežu u velikoj meri, skoro
pretežno, čine monofazni prijemnici.
Pored toga sve veći je broj nelinearnih
potrošača koji svojom prirodom
opterećenja utiču na talasni oblik
struje opterećenja i napona napajanja.
Priključen je veliki broj personalnih
računara, CRT monitora, uređaja
za besprekidno napajanje, laserskih
štampača, skenera, neonskih svetiljki,
klima uređaja različitih proizvođača,
kao i nekoliko velikih kopir aparata.
Zgrada se zagreva etažnim grejanjem.
U radu su prikazani rezultati merenja ukupnog harmonijskog izobličenja struje
neutralnog voda u niskonaponskoj napojnoj mreži zgrade Direkcije „Kolubara
površinskih kopova“ u Baroševacu. Prikazan je uticaj nelinearnih potrošača na
talasni oblik faznih struja ali akcenat je dat na pojavi i veličini struje neutalnog
voda, kao i njenog harmonijskog sastava. Merenje je vršeno u trofaznom
četvorožičnom sistemu, korišćenjem mrežnog analizatora visokih performansi uz
upotrebu softverskog alata za naknadnu analizu i obradu rezultata merenja na PC
platformi.
Ključne reči: kvalitet napajanja - izobličenje struje - izobličenje napona – viši
harmonici
Struja neutralnog voda
U trofaznom niskonaponskom
distributivnom sistemu sa neutralnim
vodom, struja u tom vodu predstavlja
vektorski zbir struja u faznim vodovima.
Na slici 1 prikazan je četvorožilni
trofazni sistem sa simetričnim strujama
opterećenja po fazama. U ovom
slučaju vektorska suma faznih struja
je ravna nuli te u neutralnom vodu ne
teče nikakva struja, nama dodatnog
zagrevanja i gubitaka. Međutim ovo je,
može se slobodno reći, idealan slučaj
koji je u praksi nemoguć.
Abstract
In this study shows measurement results of total harmonic distortion of currents
in the neutral conductor in power supply grid of the “Kolubara” open pit mines’
head office in Baroševac Influence of nonlinear consumers on waveforms of phase
currents is shown, but the accent is on the occurrence and intensity of neutral lead
current as well as its harmonic structure. Measurements were performed in three
phase system with four wiring, by grid analyzer with high performances with use of
powerful software for additional analysis and processing of measurement results on
PC platform.
Key words: power quality – distortion currents - higher harmonics- distortion
voltage - measurement - distribution networks
Sledeći slučaj, nešto realniji, prikazan
je na slici 2. To je trofazni črtvorožilni
sistem, čije je opterećenje po fazama
nesimetrično, ali su priključeni potrošači
linearnog tipa. Struje opterećenja su i
dalje prostoperiodične (sinusoidalne)
kao i struja neutralnog voda, koja
je relativno mala u odnosu na druge
linijske struje.
Slučaj prikazan na slici 3 je u praksi
najzastupljeniji u niskonaponskoj
Slika 1 Trofazni četvorožični sistem sa
napojnoj mreži. Potrošači
simetričnim opterećenjem(struja
priključeni na tu napojnu mrežu
neutralnog voda je nula)
su skoro svi nelinearnog tipa te
je struja opterećenja po prirodi
nesinusoidalna (talasni oblik nije
ptostoperiodična funkcija).
Kod ovakvog tipa opterećenja
u neutrelnom provodniku može
teći struja i kada je opterećenje
po fazama simetrično (tj. iste
su efektivne vrednosti linijskih
struja). Razlog ovoga je prikazan
na slici 4, na kojoj se može
[299]
energija
Razlog ovom
Slika 4 Treći harmonik struje neutralnog
produženom merenju
provodnika
(prema EN50160 je
dovoljno sedam dana
da bi se videla promena
u toku svih radnih i
neradnih dana u nedelji)
leži u tome da je u toku
prve sedmice bilo tri
isključenja napona, od
kojih su neka i na 110kV
nivou.
Upravna zgrada
“Kolubara Površinskih
kopova” u Baroševcu se
napaja niskim naponom
Slika 3 Trofazni četvorožični sistem sa
iz trafo stanice TS
nelinearnim opterećenjem po
6/0,4kV br.14 (250kVA,
fazama (struja neutralnog voda nije 24/361A, Dyn5). Ova trafo
Primenjeni mrežni analizator, uz
nula i može biti veća od faznih struja stanica se napaja visokim
upotrebu dodatnog softvera, pruža
zbog homopolarnosti harmonika)
naponom kablovskim dovodom
veoma široke mogućnosti u pogledu
priključenim na vazdušni vod
praćenja parametara kvaliteta električne
6kV dalekovoda sa koga se
energije. Rad samog uređaja, merenje
napaja još nekoliko trafostanioca i preračunavanje, standardizovan je i
6/0,4kV ali i razvodna
saglasan sa standardima IEEE 1159,
postrojenja na koja su
IEC 61000 i EN50160.
priključeni veliki rudarski
Snimani su naponi sve tri faze i
objekti (rotorni bager,
učestanosti direktno na sabirnicama
samohodna pretovarna traka
niskog napona trafostanice 6/0,4kV.
tzv. band-wagen, kao i par
Takođe merena je struja ukupne
etažnih transportera sa velikim
potrošnje zgrade u sekundarnom
pogonskim asinhronim motorima kolu strujnih mernih transformatora
sa kratkospojenim rotorom). Na
(prenosnog odnosa 600/5A)
uočiti da su treći harmonici ovakve
slici 5 prikazana je jednopolna šema
priključenjem strujnih mernih klješta
linijske struje u fazi ( možemo reći da
napajanja trafostanice TS Upravna
(TR-2501, 0-10A) bez prekidanja
su homopolarne komponente). Isti je
ygrada Baepševac u kojoj je vršeno
strujnog kola. Pored faznih struja
rezultat kod ostalih harmonika čiji je red merenje. Prikazan je samo jedan
opterećenja merena je i struja u
umnožak trećeg harmonika, ali je njihov izvod (DV Ceroviti) iz TS Rudovci
uticaj mnogo manji. Iz ovoga sledi da je 35/6kV, jedne od manjih trafostanica u
povratnoj grani, čiji rezulati su predmet
struja neutralnog voda aritmetički zbir
ovog rada. Merenje je obavljeno
sistemu napajanja Površinskih kopova
amplituda harmonika linijskih struja čiji Kolubare. Celokupna šema napajanja
u pretežno zimskim uslovima
je red umnožak broja tri. Na istoj slici
sa periodima niske temperature
RB„Kolubar“-e do

Ekonomija - Ekologija 1-2 2009

Transcription

Similar documents

razredni nastop-harmonika.pdf - Glasbena šola Slovenske Konjice

STRATEGIJU

CENIK 2011 , velja od 01.01.2011

HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNOG VIJEĆA ZA VELIKE ELEKTROENERGETSKE SUSTAVE – CIGRÉ

PDF Literatura

zbornik koledarjev - Komite CIGRE CIRED

Broj 4

Strategija razvoja energetike CG do 2030. godine

8. mednarodno tekmovanje harmonikarjev za nagrado Avsenik

SL - Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH

Prospekt

Englesko hrvatski enciklopedijski rječnik