brodskibbrrooddsskikibrodskielektrieelleekktrtriielektriČn ... · proračun struja i/ili napona u...
TRANSCRIPT
![Page 1: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/1.jpg)
BRODSKIBRODSKIBRODSKIBRODSKI ELEKTRIELEKTRIELEKTRIELEKTRIČNIČNIČNIČNI UREĐAJIUREĐAJIUREĐAJIUREĐAJI
Prof. dr Vladan Radulović
FAKULTET ZA POMORSTVO
OSNOVNE STUDIJE BRODOMAŠINSTVA
![Page 2: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/2.jpg)
Sistemi električne energije mogu biti:
• Sistem jednosmjernih napona i struja• Sistem naizmjeničnih napona i struja
ELEKTRIČNA ENERGIJA
Proizvodnja Distribucija Potrošnja
Električni sistem na brodu obuhvata:Električni sistem na brodu obuhvata:Električni sistem na brodu obuhvata:Električni sistem na brodu obuhvata:
2
![Page 3: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/3.jpg)
JEDNOSMJERNA STRUJA
Sistemi jednosmjerne struje na brodu mogu biti:
DDDDVOVODNIVOVODNIVOVODNIVOVODNI::::fazni i nulti vod
JJJJEDNOVODNIEDNOVODNIEDNOVODNIEDNOVODNI: : : : fazni vod i trup broda kao nulti vod
3
![Page 4: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/4.jpg)
JEDNOSMJERNA STRUJA
PPPPREDNOSTIREDNOSTIREDNOSTIREDNOSTI::::� Može se direktno koristiti iz
baterija i akumulatora.
NNNNEDOSTACIEDOSTACIEDOSTACIEDOSTACI::::� Problemi pri radu generatora
jednosmjerne struje - varničenje� Mala snaga generatora� Složenost promjene naponskih
nivoa� Veliku gubici pri distribuciji � Neekonomičan sistem 4
![Page 5: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/5.jpg)
� JEDNOFAZNI SISTEMI
� TROFAZNI SISTEMI
NAIZMJENIČNA STRUJA
Sve nedostaci sistema jednosmjernih struja su riješeni primjenom sistema naizmjeničnih struja.
SISTEMI NAIZMJENIČNIH STRUJASISTEMI NAIZMJENIČNIH STRUJASISTEMI NAIZMJENIČNIH STRUJASISTEMI NAIZMJENIČNIH STRUJA se dijele na:
5
![Page 6: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/6.jpg)
JEDNOFAZNI SISTEM NAIZMJENIČNIH STRUJA
Sistemi jednofazne struje na brodu mogu biti:
DDDDVOVODNIVOVODNIVOVODNIVOVODNI::::fazni i nulti vod
JJJJEDNOVODNIEDNOVODNIEDNOVODNIEDNOVODNI: : : : fazni vod i trup broda kao nulti vod
6
![Page 7: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/7.jpg)
JEDNOFAZNI SISTEM NAIZMJENIČNIH STRUJA
S U I
P S cos
Q S sin
= ⋅
= ⋅ ϕ
= ⋅ ϕ
- Prividna snaga
- Aktivna snaga
- Reaktivna snaga7
![Page 8: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/8.jpg)
JEDNOFAZNI SISTEM NAIZMJENIČNIH STRUJA
8
Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada se sprovodi različitim metodama.Sve metode se baziraju na reprezentaciji struja i napona fazorima.
![Page 9: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/9.jpg)
TROFAZNI SISTEM NAIZMJENIČNIH STRUJA
U svakom trenutku zbir struja/napona faza je
jednak nuli.
R maxU U sin( t)= ⋅ ω⋅
S max
2U U sin( t )
3
⋅ π= ⋅ ω⋅ +
T max
4U U sin( t )
3
⋅ π= ⋅ ω⋅ +
9
![Page 10: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/10.jpg)
TROFAZNI SISTEM NAIZMJENIČNIH STRUJA
Trofazni sistem sa nultim provodnikom
Trofazni sistem bez nultog provodnika
Sve nulte provodnike spojimo u jedan.
Tačka u kojoj su povezani fazni
provodnici se zove neutralna neutralna neutralna neutralna tačka ili zvjezdište.tačka ili zvjezdište.tačka ili zvjezdište.tačka ili zvjezdište. 10
![Page 11: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/11.jpg)
SPREGE TROFAZNIH SISTEMA
Trofazni sistem prikazan na prethodnim slikama
predstavlja sistem kod koga su i izvor i potrošač
vezani u tvz. zvijezdu. To se
naziva sprega sprega sprega sprega zvijezdazvijezdazvijezdazvijezda.
Izvor i/ili potrošač mogu biti vezani i u spregu koja se
naziva sprega sprega sprega sprega trougao.trougao.trougao.trougao.
Primjer izvora vezanog u trougao11
![Page 12: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/12.jpg)
LINIJSKE I FAZNE VELIČINE KOD TROFAZNIH SISTEMA
Kod jednofaznog sistema postoje samo fazne veličine napona istruja.
Kod trofaznog sistema se definišu i faznefaznefaznefazne iiii linijskelinijskelinijskelinijskeveličineveličineveličineveličine naponanaponanaponanapona iiii strujastrujastrujastruja. Linijske veličine se odnose navrijednosti napona i struja između provodnika koji spajaju izvor ipotrošač (tzv. linija).
12
![Page 13: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/13.jpg)
LINIJSKE I FAZNE VELIČINE U SPREZI ZVIJEZDA
Fazne veličine Linijske veličine
13
![Page 14: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/14.jpg)
LINIJSKE I FAZNE VELIČINE U SPREZI ZVIJEZDA
linijska faznaI I=
linijski fazniU 3 U= ⋅
linijsko linijskaS 3 U I= ⋅ ⋅ - Trofazna prividna snaga
14
![Page 15: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/15.jpg)
LINIJSKE I FAZNE VELIČINE U SPREZI TROUGAO
Fazne veličine Linijske veličine
15
![Page 16: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/16.jpg)
LINIJSKE I FAZNE VELIČINE U SPREZI TROUGAO
linijska faznaI 3 I= ⋅
linijski fazniU U=
linijsko linijskaS 3 U I= ⋅ ⋅ - Trofazna prividna snaga
16
![Page 17: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/17.jpg)
SIMETRIČNI I NESIMETRIČNI SISTEMI
Trofazni sistem je simetričan (simetrično opterećen po fazama) ako su impedanse potrošača Z1=Z2=Z3.
Trofazni sistem je nesimetričan (nesimetrično opterećen po fazama) ako je impedansa jedne faze različita od impedansi druge dvije faze.
Osim u rijetkim slučajevima, trofazni sistemi na brodovima su nesimetrično opterećeni po fazama. 17
![Page 18: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/18.jpg)
RADNO UZEMLJENJE NEUTRALNE TAČKE
Kod trofaznih elemenata (izvora, transformatora) koji su povezani u spregu zvijezda neutralna tačka tj. zvjezdište može biti:
IzolovanoIzolovanoIzolovanoIzolovano u odnosu na trup broda – nema provodne veze između zvjezdišta i trupa broda
Direktno uzemljeno Direktno uzemljeno Direktno uzemljeno Direktno uzemljeno – zvjezdište je provodnikom vezano sa trupom broda
18
![Page 19: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/19.jpg)
RADNO UZEMLJENJE NEUTRALNE TAČKE
Izolovano zvjezdište Direktno uzemljeno zvjezdište
19
![Page 20: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/20.jpg)
PRENOS ELEKTRIČNE ENERGIJE
Proizvodnja Distribucija Potrošnja
Pri prenosu električne energije nastoji se:
� da su gubici što je moguće manji� da je pad napona od generatora do potrošača što manji
20
![Page 21: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/21.jpg)
PRENOS ELEKTRIČNE ENERGIJE
Oba prethodna navedena problema (gubici i pad napona) izaziva impedansa kablova kojima se prenosi energija.
21
![Page 22: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/22.jpg)
PRENOS ELEKTRIČNE ENERGIJE
Dominantni su toplotni (Džulovi ) gubici koji se računaju po relaciji:
2
gubP R I= ⋅
2 1 gubP P P= −
Zato je snaga koja se predaje potrošaču data sa:
Pad napona pri prenosu je dat relacijom:
U R I∆ = ⋅
2 1U U U= − ∆
Zato je napon koji dobija potrošač dat relacijom:
22
![Page 23: BRODSKIBBRROODDSSKIKIBRODSKIELEKTRIEELLEEKKTRTRIIELEKTRIČN ... · Proračun struja i/ili napona u električnim kolima naizmjeničnih struja u stacionarnom (ustaljenom) režimu rada](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040501/5e24dfc6f617ed79bd437a55/html5/thumbnails/23.jpg)
PRENOS ELEKTRIČNE ENERGIJE
Iz prethodnih relacija je jasno da ako se žele smanjiti gubici i padnapona da treba smanjiti struju I.
Ako posmatramo (radi jednostavnosti, a slično važi i za ostalesisteme) jednosmjerni sistem, tada je ulazna snaga koju dajegenerator:
1 1P U I= ⋅
Prema tome, potrebno je povećati napon, da bi se struja Ismanjila, a snaga ostala ista.
IzIzIzIz ovogovogovogovog razlogarazlogarazlogarazloga sesesese nananana brodovimabrodovimabrodovimabrodovima koristikoristikoristikoristi proizvodnjaproizvodnjaproizvodnjaproizvodnja iiii prenosprenosprenosprenos energijeenergijeenergijeenergijepripripripri većimvećimvećimvećim naponimanaponimanaponimanaponima....
23