specifiČnosti gradnje i odrŽavanja … - dr. sc. bozidar... · uzastopnih isklopa i uklopa...

OKRUGLI STOL: SIGURNOST NAPAJAJA ELKTRIČNOM ENERGIJOM JADRANSKIH OTOKA Zagreb, 20. 03. 2013.

SPECIFIČNOSTI GRADNJE I ODRŽAVANJA

ELRKTROENERGETSKIH OBJEKATA NA

OTOCIMA

dr. sc. BOŽIDAR FILIPOVIĆ-GRČIĆ

SADRŽAJ

1. UVOD

2. MEHANIZAM NASTAJANJA POSOLICE - POSLJEDICE I

OTKLANJANJE

3. POŽARI

4. KVAROVI

5. POLIGON ZA ISPITIVANJE UTJECAJA POSOLICE NA DV 110 kV KARLOBAG-NOVALJA

6. ZAKLJUČCI

2

1. UVOD

1.1. SVRHA PREZENTACIJE

• Na temelju pogonskih događaja ukazati na

specifičnosti izgradnje, pogona i održavanja

električne mreže na otocima;

• Kao primjer koristili smo događaje u 110 kV mreži

otoka Paga, zbog ekstremnih klimatskih uvjeta i

njihovih utjecaja na opremu;

• Ukazati na značaj rezultata ispitivanja na poligonu

DV 110 kV Karlobag – Novalja;

• Predložiti kratkoročne i dugoročne mjere za

rješavanje tih problema s ciljem smanjenja

kratkotrajnih i dugotrajnih ispada.

3

1.2. 110 kV MREŽA OTOKA PAGA S OKRUŽENJEM

4

1.2. DV 110 kV KARLOBAG-NOVALJA: KK TORETA

5

2. MEHANIZAM NASTAJANJA POSOLICE - POSLJEDICE I

OTKLANJANJE

2.1. MEHANIZAM NASTAJANJA POSOLICE

• Sitne kapljice mora i kristali soli nošeni burom talože se na

izolaciji eksponencijalno s brzinom vjetra;

• Zbog pada temperature i porasta relativne vlažnosti dolazi do orošavanja; • Kristali soli se otapaju, nastaje otopina elektrolita koja sadrži

kloride i sulfate natrija i magnezija:

MeX↔Me+ + X Me – metal (natrij, magnezij...); X – anion (sulfat, klorid...) • Ioni, nositelji naboja, uzrokuju struju odvođenja.

6

2.2. POSLJEDICE POSOLICE

• Povećane struje odvoda uzrokuju lokalna sušenja praćena parcijalnim izbijanjima;

• Javlja se korona praćena svjetlosnim efektima;

• Pjeskarenjem se oštećuje površinski sloj izolacije;

• Krajnji rezultat je veliki broj prolaznih i trajnih kvarova;

• Prolazni kvarovi eliminiraju se brzim APU. Zbog velikog broja uzastopnih isklopa i uklopa prekidači se ubrzano troše;

• Dolazi do intenzivne korozije svih metalnih dijelova postrojenja.

7

2.2. POSLJEDICE POSOLICE: TALOŽENJE

TS PAG: POSOLICA NA IZOLATORU NAKON

PRESTANKA BURE

8

2.3. POSLJEDICE POSOLICE: KORONA

TS PAG: KORONA NA SABIRNICAMA 110 kV

9

TS PAG: KORONA NA SABIRNICAMA 110 kV

2.3. POSLJEDICE POSOLICE: KORONA

10

2.3. POSLJEDICE POSOLICE: KORONA

KK TORETA: KORONA NA PROVODNIM IZOLATORIMA I

IZOLATORSKOM LANCU

11

2.4. POSLJEDICE POSOLICE: KVAROVI

TS PAG: OŠTEĆENJE POTPORNOG IZOLATORA

KAO POSLJEDICA KRATKOG SPOJA

12

2.4. POSLJEDICE POSOLICE: KVAROVI

DV 110 kV NOVALJA – KARLOBAG: OŠTEĆENJE

PORCULANSKOG IZOLATORA KOD KRATKOG SPOJA

13

2.4. POSLJEDICE POSOLICE: KVAROVI DV 110 kV NOVALJA – KARLOBAG: OŠTEĆENJE ŠTAPNOG

SILIKONSKOG IZOLATORA KOD KRATKOG SPOJA

14

2.5. POSLJEDICE POSOLICE: ABRAZIJA I UV ZRAČENJE

KK DEDA: PROVODNI IZOLATOR

15

2.5. POSLJEDICE POSOLICE: ABRAZIJA I UV ZRAČENJE

KK DEDA: PROVODNI IZOLATOR

16

2.6. POSLJEDICE POSOLICE: KOROZIJA

17

2.6. POSLJEDICE POSOLICE: KOROZIJA

18

2.7. OTKLANJANJE POSLJEDICA

• Posolica se odstranjuje pranjem za što se koriste posebni

uređaji i aditivi.

• Često se očišćeni dijelovi nakon pranja premazuju posebnim

mastima.

• To se radi u beznaponskom stanju tj. dalekovodi odnosno

trafostanice moraju se isključiti iz pogona.

• Postupak je dugotrajan, posebno na dalekovodima a mora se

ponavljati svaki put nakon veće posolice.

19

2.7. OTKLANJANJE

POSLJEDICA

PRANJE IZOLATORA U

TRAFOSTANICI

20

2.3. OTKLANJANJE POSLJEDICA

PRANJE IZOLATORA NA DALEKOVODU

21

2.3. OTKLANJANJE POSLJEDICA

PRANJE IZOLATORA NA DALEKOVODU

22

3. POŽARI

3.1. KARAKTERISTIKE

• Iako je samo manji dio požara uzrokovan kvarovima na

dalekovodima, percepcija javnosti je potpuno suprotna;

• Gašenje je otežano zbog nepristupačnih terena, bure i vrste

raslinja;

• U većini slučajeva opožareno je nisko raslinje, ali su

zabilježene i velike štete (masline, vinogradi, nastambe), a

nekoliko puta katastrofe su izbjegnute u posljednji čas;

• Najveći broj događa se ljeti. Prisutnost većeg broja turista

povećava paniku i mogućnost nesreća;

• Za vrijeme gašenja dalekovodi se moraju isključiti, što dodatno

otežava organizaciju gašenja.

23

3.2. POŽAR U TRASI 110 kV DALEKOVODA

24

3.3. POŽARIŠTE U TRASI TRI DALEKOVODA

25

3.4. POGLED NA OPOŽARENO PODRUČJE

26

3.5. ŠIRENJE POŽARA NA VINOGRADE

27

3.6. POGLED IZ DALJINE

28

3.7. KAKO TO IZGLEDA NOĆU

29

3.8. GAŠENJE KANADEROM

30

3.9. DOPREMA VODE I EKIPA ZA GAŠENJE

31

3.10. GAŠENJE U BLIZINI TRAFOSTANICE

32

4. KVAROVI

• Kvarove na kabelima po uzroku dijelimo na električne i

mehaničke. Uzrok posljednjih su: sidrenje, kočarenje, namjerna

oštećenja…;

• U svim slučajevima popravak je kompliciran i dugotrajan:

pronalaženje mjesta, dizanje kabela na brod, izrada dvostruke

spojnice, ispitivanje kabela, a kod uljnih kabela i dodatne

manipulacije s uljem. Popravak se ne može raditi ukoliko

vremenski uvjeti nisu povoljni;

• Ukoliko ne postoji rezervno napajanje prekidi opskrbe

električnom energijom su dugotrajni.

33

4.1. PRIMJER NAMJERNOG OŠTEĆENJA 110 kV KABELA

34

4.2. POPRAVAK: PODIZANJE KABELA NA BARŽU

35

4.2. POPRAVAK: PODIZANJE KABELA NA BARŽU

36

4.3. POPRAVAK: IZRADA SPOJNICA

37

5. POLIGON ZA ISPITIVANJE UTJECAJA POSOLICE NA

DV 110 kV KARLOBAG-NOVALJA

5.1. KARAKTERISTIKE POLIGONA

• Lokacija poligona: dionica DV 110 kV Karlobag-Novalja,

KS Toreta - stup 52 - stup 59;

• Ekstremni klimatski uvjeti glede posolice: blizina mora,

izloženost;

• Dionica (poligon) direktno izložena jakoj buri.

Zabilježeni udari bure i do 60 m/s.

38

5.2. LOKACIJA POLIGONA

39

5.2. LOKACIJA POLIGONA: KK TORETA

40

5.3. KARAKTERISTIKE IZOLATORA

Proizvođač Vrsta izolatora Faza Strujna staza

(ukupno)

Strujna staza

mm/kV

SEDIVER stakleni L3 3.560 28,9

SEFAG silikonski L1 3100 25

CERAM porculanski L2 6.500 45

Zahtjev

projektanta silikonski 3.075 25

41

5.4. KARAKTERISTIKE I UZROCI KVAROVA

U PERIODU 3 GODINE

5.4.1. KARAKTERISTIKE KVAROVA

• Ukupno je registrirano 146 kvarova. Specifični broj kvarova

(br. kvarova u god. dana/100 km DV-a ) je vrlo visok i iznosi

905,6;

• 105 uspješnih APU;

• 34 definitivna ispada (7 ispada s prethodnim APU). Od toga

28 prolaznih i 6 trajnih (kvarovi na izolaciji).

• 4 puta dispečeri su preventivno isključili dalekovod zbog

velikog broja uzastopnih APU.

42

5.4. KARAKTERISTIKE I UZROCI KVAROVA

U PERIODU 3 GODINE

5.4.2. VRSTE KVAROVA PREMA UZROKU I TRAJANJU

Prema uzroku:

• Posolica 109

• Grmljavina 21

• Vjetar, ostalo 16

Prema trajanju:

• Najveći broj kvarova bili su prolazni kvarovi;

• Trajnih kvarova je bilo 6

• Svi trajni kvarovi bili su na kapastim staklenim

izolatorima Sediver (faza L3).

43

5.5. STATISTIKA ISPADA PO FAZAMA

Vrsta kvara Faze

L1(k) L2(p) L3(s) L1-2 L1-3 L2-3 L1-2-3

APU (+) 38 10 46 1 2 1 8

APU ( -) - - 7 - - - -

DEF. ISKLJ. 4 - 22 1 1 1 7

UKUPNO 42 10 75 2 3 2 15

(k) - kompozitni izol.; (p) – porculanski izol,; (s) – stakleni izol.

44

5.6. KOMENTAR STATISTIKE

• Najveći broj kvarova, oko 63%, bio je u fazi L3 koja ima staklene izolatore. Svi trajni kvarovi dogodili su se u toj fazi;

• 30% kvarova dogodilo se u fazi L1 koja ima silikonske izolatore;

• Samo 7% kvarova bilo je u fazi L2 s porculanske izolatore. Dakle, ispravnim izborom izolacije broj kvarova može se bitno smanjiti;

• Veliki broj APU pojačano troši prekidače pa održavanju treba posvetiti veliku pažnju. Obvezan monitoring prekidača;

• Iskustva s poligona su dragocjena, čak i u svjetskim razmjerima, zbog kombinacije ekstremnih klimatskih uvjeta. To treba koristiti kod izgradnje i rekonstrukcije elektroenergetskih objekata;

• HEP bi mogao ponuditi proizvođačima opreme ugradnju na poligonu u svrhu testiranja u realnim uvjetima.

45

6. ZAKLJUČCI

1. Postojeću paradigmu planiranja i izgradnje elektroenergetske mreže na otocima treba promijeniti uvažavajući:

• Strategiju razvoja hrvatskog turizma do 2020. godine;

• OIE koji se planiraju graditi na otocima;

• Nove tehnologije građenja elektroenergetskih mreža i

trafostanica;

• Mogućnosti obnove i izgradnje mreže na otocima korištenjem pretpristupnih fondova EU.

46

6. ZAKLJUČCI (1)

2. U strategiji se predviđaju investicije od 7 milijardi € i prihod od

18,5 milijardi €. Za pretpostaviti je da će dio novih objekata biti

građen na otocima. U tom slučaju pojaviti će se dva problema:

• Neke veze kopno – otoci i otoci – otoci neće imati dovoljan kapacitet;

• Kriterij n – 1 koji je sada upitan biti će dominantan, jer razvoj otoka, ljetni i zimski turizam i sl., neće više tolerirati višestruke, dugotrajne ispade.

3. Osim turističkih objekata, na otocima se planira značajna

izgradnja OIE (uglavnom PV) s priključkom na NN i SN mrežu.

Kod planiranja mreže treba uzeti u obzir:

• potrebne kapacitete za priključak OIE;

• Činjenicu da će distribucijska mreža postati „aktivna mreža”.

47

6. ZAKLJUČCI (2)

4. Treba promijeniti dosadašnju praksu projektiranja i izgradnje

elektroenergetskih mreža:

• Korištenjem masovnog kabliranja na svim naponskim nivoima;

• Umjesto klasičnih (AIS) postrojenja treba graditi trafostanice u

GIS izvedbi na svim naponskim nivoima;

• Transformatore staviti u jeftine zgrade;

• Budući da novi podmorski kabeli ne sadrže ulje, kabelske

kućice nisu potrebne. Skupe su i potencijalna su mjesto

kvarova;

• Na dalekovodima ugraditi izolaciju koja ima bolje karakteristike

kod posolice, odvodnike prenapona duž voda i posebnu

zaštitu stupova od korozije;

• Primijeniti sva provjerena rješenja smart grida.

48

6. ZAKLJUČCI (3)

5. Istražiti mogućnosti korištenja pretpristupnih fondova EU u

obnovi i izgradnji mreže na otocima:

• Iskoristiti okrugli stol za pokretanje inicijative u tom pravcu;

• Izraditi studiju razvoja elektroenergetske mreže svih otoka do 2025;

• Objediniti naturalne i financijske rezultate i nominirati projekt za financiranje iz fondova EU;

49

HVALA NA PAŽNJI !

50