Ekonomija - Ekologija 1-2 2009

eko

no

mija

ek

olo

gija

List Save

za e

nerg

eti~a

raBro

j 1-2 /

Godina X

I/Mart 2

009.

UDC 6

20.9

ISSN b

r. 0

354-8651

NF]VOBSPEOP!TBWFUPWBOKFV!PSHBOJ[BDJKJ

TBWF[B!FOFSHFUJ_BSB

qpe!qplspwjufmktuwpn

Njojtubstuwb!svebstuwb!j!fofshfujlf-Njojtubstuwb!obvlf!j!ufiopmp|lph!sb{wpkbNjojtubstuwb!ajwpuof!tsfejof!j!qsptupsoph!qmbojsbokbNjojtubstuwb!flpopnjkf!j!sfhjpobmoph!sb{wpkb-QLT-!KQ!FQT-!OJT!b/e/!Opwj!Tbe-!KQ!FNT-!KQ!Tscjkbhbt

[CPSOJL!SBEPWB

[mbujcps!!35/14/!.!38/14/311:

ener

gija

eko

no

mija

ek

olo

gija

Energija/Ekonomija/Ekologija

Broj 1-2, mart 2009.

Osniva~ i izdava~Savez energeti~ara

Predsednik SEProf. dr Nikola Rajakovi}

Sekretar SENada Negovanovi}

Glavni i odgovorni urednik Prof. dr Nenad \aji}

Adresa RedakcijeSavez energeti~ara11000 Beograd Knez Mihailova 33tel. 011/2183-315 faks 011/2639-368

E-mail:[email protected]

Kompjuterski prelom EKOMARKDragoslav 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.

IZDAVA^KI SAVET

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.direk-tor NIS ad

Milo{ Bugarin, predsednik PKSDragomir Markovi}, gen.dir.

JP EPS-aDr Dimitrij Mali{ev, predsednik

UO NIS a.d.Petar Kneèvi}, predsednik UO

EPS-aDu{an Mraki}, dràvni sekretarProf.dr Ivica Radovi}, dràvni

sekretarDr Slobodan Ili}, dràvni

sekretarNeboj{a ]iri}, dràvni sekretarLjubo Ma}i}, direktor Agencije

za energetiku SrbijeDr Milo{ Milankovi}, gen.dir.

JP Elektromreà SrbijeDu{an Bajatovi}, gen.dir.

JP SrbijagasSr|an Mihajlovi}, gen.dir.

JP TransnaftaMr Zlatko Dragosavljevi}, gen.

dir. JP PEURanko Vojinovi}, izvr{ni dir.

EP CGBranislava Mileti}, gen.dir.

EP Republike SrpskeDrago Davidovi}, predsednik

SE Republike SrpskeDr Tomislav Simovi}, gen.dir.

Montinvest adDr Vladan Pirivatri}, gen.dir.

Energoprojekt HoldingDragan Tomi}, zam.gen.dir.

JP EPS-aZoran Predi}, gen.dir.

JKP Beogradske elektraneDr Bratislav êperkovi},

predsednik UO JP TransnaftaStevan Mili}evi}, direktor

PD EDB, dooDragan Popovi}, direktor

PD TENT, d.o.o.Goran Kneèvi}, direktor

PD HE \erdap, dooSava \uri}, iz.direktor

NIS NaftagasOlivera Basta, iz.direktor

NIS PetrolVladimir Te{i}, iz.direktor

NIS TNGDesimir Bogi}evi}, direktor

PD Elektrosrbija, d.o.o.Vladan Jovi~i}, direktor

PD RB Kolubara, d.o.o.@eljko Baji}, direktor

PD Elektrovojvodina, dooZoran Obradovi}, direktor

PD Panonske TE-TOJanko ôbrda, direktor

Novosadske toplaneAleksandar Janji}, direktor

PD Jugoistok, d.o.o.Ivan Sav~i}, direktor

PD Centar, dooRa{a Babi}, direktor

Termoelektro, adMilorad Markovi}, predsednik

HK Minel Marko Pejovi}, potpredsednik

SE

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}, SEDragojlo 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 RNPProf.dr Petar \uki}, TMFDragan Nedeljkovi}, novinarDr Vojislav Vuleti}, gen.sek.

Udruènje za gasRadi{a Kosti}, direktor

Elektroistok izgradnjaDr Danilo [ukovi}, direktor

Instituta za dru{tvene naukeSavo Mitrovi}, direktor

Sever SuboticaDr Branislava Lepoti}, dir.

JP TransnaftaMom~ilo Cebalovi}, dir.za

odnose s javno{}u EPSDr Du{an Nestorovi},

NIS RNPDr Predrag Stefanovi},

Institut Vin~aIvica Ristovi}, JP PEUDr Du{an Unkovi}, NIS a.d.Jelica Putnikovi}, novinarMiroslav Sofroni},

PD TENT d.d.Mile Danilovi}, dir.

Termoelektro EnelProf.dr Vojin ôkorilo, RGFKrstaji} Sekula, novinarRoman Muli}, SEDobrica Filipovi},

NIS NaftagasRade Borojevi},

Privredna komora BeogradaNikola Petrovi}, dir.

ENERGETIKA d.o.o.Tomislav Mi}ovi}, dir.za

odnose s javno{}u NIS

ener

gija

eko

no

mija

ek

olo

gija

ENERGETIKA 2009ORGANIZACIONI 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 ^eperkovi}, 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}

ener

gija

eko

no

mija

ek

olo

gija

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. MirkovPlanirane i ostvarene aktivnosti Programa ostvarivanja Strategije raz-voja 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 SiminPerspektiva 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

ener

gija

eko

no

mija

ek

olo

gija

[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 GalikRazvoj 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{ @ivanovJedno 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. [iljkutUvo|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] ̂ edomir 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

ener

gija

eko

no

mija

ek

olo

gija

[242] Ivan Jankovi}, Mijat Milo{evi}Trgovina elektri~nom energijom u JP Elektroprivreda Srbije

[247] N. [ijakovi}, I. [kokljev, I. TrkuljaPore|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}Neke specifi~nosti u napajanju elektri~nom energijom objekata poljoprivrede i prehrambene industrije na konzumu EDB

[263] Ivana ôj~i}, Tomislav Milanov, Mr. Du{an Vukoti}Neke specifi~nosti u napajanju elektri~nom energijom objekata trgovine na konzumu EDB

[266] Radi{a Radisavljevi}, Aleksandar Stankovi}, Tomislav MilanovNeke specifi~nosti u napajanju elektri~nom energijom objekata javne rasvete na konzumu EDB

[271] R.MilankovReklamacije 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 KlimentaMetodologija 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 na-pojnoj 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. DraganEnergizeri 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 fi nansijsku 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 diversifi kovan program domaćih ili uvoznih (putem ugovora) energetskih

RezimeMnoge 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, modifi ed 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

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 efi kasniji 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 fi zički i komercijalni sistemi za snabdevanje energijom. Nivoi obezbeđenosti i fi zičkog 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

integraciji na globalnom planu. Istovremeno, vlade igraju odlučujuću ulogu da ostvare sigurnost da uslovi za investiranje postoje i da fi nansijske 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 diversifi kovana.Što se tiče razlika između regiona, Evropa, generalno, može da gleda sa više optimizma nego drugi na svoju sposobnost da smanji energetski

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 ciljevaDanas 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 fi zičke 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

[008]

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 fi nansijere da osećaju sigurnost u investiranju održivih energetskih projekata uz povraćaj uloženog kapitala. Razvoj energetike, koji je neophodan, neposredno zavisi od obezbeđenih investicija i stabilnog fi nansiranja. 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 efi kasno 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 efi kasne 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 efi kasnost i upravljanje rizikom; i razumni troškovi za istraživanja i razvoj i blagovremenu

zamenu stare sa čistom tehnologijom.Javni i privatni sektori zajednički identifi kuju specifi čne istraživačke i razvojne projekte i određuju okvire fi nansiranja 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 (defi nisani 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 identifi kuju 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 defi nišu 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

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 konfl ikti 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

[009]

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 efi kasnosti i investicija. Ovo znači promenu evropske energetike u visoko energetski efi kasnu 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 efi kasnosti, 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 ciljeviOsnovna 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 efi kasnosti, 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 fi nalnu energiju u Srbiji stavljaju energetska među najvažnija pitanja vladinog interesovanja. Glavne teme su relativno niska energetska efi kasnost, 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 specifi čnim okolnostima kojih se Srbija mora držati.

2.2. Mogu}nosti i neposredni zadaci razvoja energetike SrbijeTo 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

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 fi nansijskim 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 fi nansiranje. 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.

[010]

energija

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 defi citarna u nekim značajnim energetskim potencijalima (nafta, gas, visokokvalitetni ugalj) i po specifi čnim 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

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

Slika 1 Elektroenergetski izvori i prenosna mreža Srbije

[011]

energija

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 fi nansijskih sredstava.Za uredno snabdevanje potrošača u zemlji treba raditi kako to radi razuman svet. Neki to rešavaju ratovima i

Slika 2 Trase regionalnih gasovoda

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 Rafi nerije Pančevo, slika 3. Rekonstrukcijom, modernizacijom i povećanjem kapaciteta Rafi nerije

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.

[012]

energija

Upravljanje potrošnjom i povećanje energetske efi ksnosti 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 identifi kovanih 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~akSrbija 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 diversifi kaciji 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 efi kasnosti u celom lancu od proizvodnje primarne energije, preko njene konverzije u sekundarnu do fi nalne 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

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

Slika 3 Predviđena trasa panevropskog naftovoda

[013]

energija

Miodrag Arsi}, Aleksandar Veljovi}Institute for Materials Testing IMS, Belgrade@ivko [arko}evi}Technical College, ZvečanMarko RakinFaculty of Technology and Metallurgy, University of BelgradeZoran Radakovi}Faculty of Mechanical Engineering, University of Belgrade

UDC: 621.5.01/.048 : 009 (4+497.11)

Implementation of European Directives on Energy

1. IntroductionThe 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, air-conditioning, 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 refi ning 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 geo-mining for groundwork, or harvesting, lifting equipment (including fi eld 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 energeticiDirektiva 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

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 DirectivesPressure 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 qualifi ed welding technologies and certifi cates of qualifi ed welders and personnel for performing non-destructive 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 safetyThe 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.

Responsibilities defi ned 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 defi ne 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 defi ned principles in the following order:• eliminate or minimize the danger to

the lowest level;• apply appropriate safety measures

when the danger is unavoidable;

Figure 1 Compressor aggregate

[015]

energija

• 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 requirementsPressure 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 traffi c, wind, earthquakes• forces and moments developing from

beams, connection supports, pipelines, and etc.

• corrosion and erosion, fatigue, and etc.• decomposition of unstable fl uids.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 fulfi lled 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 manufactureThe manufacturer must provide for proper performance of all processes, specifi ed 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 fulfi l minimal characteristics specifi ed for materials to be joined, as far as other relevant property values are not taken into design calculation.

Inseparable joining of parts that are subjected to pressure and parts directly connected to pressure equipment must be executed by qualifi ed personnel in compliance to corresponding working procedures.For pressure equipment, categories II, III and IV, the working procedures and personnel must be confi rmed 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 confi rmations, 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 qualifi ed personnel. For pressure equipment of categories III and IV, the qualifi ed personnel must be confi rmed 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.

Figure 2 Flow diagram for conformity assessment procedures of pressure equipment (Directive 97/23/EC)

[016]

energija

Basic material requirementsMaterials used for producing pressure equipment must be applicable for the designed function, for a planned lifespan. Welding consumables and other joining materials also must fulfi l 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 suffi cient toughness, strength and resistance to fracture,

• suffi cient chemical resistance to fl uids 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 fi t 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 specifi cations 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, certifi ed by competent certifying body, accredited by JUAT or registered in EU, and who has passed the special assessment for materials, then the certifi cates issued by the material manufacturer can be considered in conformity with relevant requirements in this article.

Harmonised standardsIntercorrelative 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.

Harmonized standards concretize technical requirements and defi ne 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 DirectiveThe Machinery Directive that includes also machine devices, defi nes 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 confi rmation that this product type can be put into use only after safety technical verifi cations are performed on the entire machine, with the installed parts.Prior to the fi rst machine start-up, the manufacturer (or its authorized

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, specifi ed by directive, is given in Fig. 4.Directive 98/37/EEC and Annex 98/79/EEC contain four Sections and nine Annexes.Section I defi nes the aim, fi eld 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 defi ned 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 defi nes 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 defi nes 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 fi nal provisions that relate to activities in applying the Directive.Annexes defi ne: 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 certifi cation body and transitional provisions.

3.1 Basic requirements for machine safetyResponsibilities 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:

Figure 3 Mutual position of directives and standards

[017]

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 defi ned 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• fi re danger• danger of dust, gas etc.

3.2 Harmonized standardsThe 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 specifi c machine type and give detailed

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 fi nal 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 ConclusionsSafety of energy

structures is defi ned 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.

AcknowledgmentsThis 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”, fi nanced by the Ministry of Science and Technological Development of the Republic of Serbia.

References1. Pressure Equipment Directive 97/23

EC2. Simple Pressure Vessels Directive

87/404/EEC3. Machinery Directive 98/37/EEC4. Low Voltage Directive 73/23/EEC

[018]

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 profi la 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,

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 inženjera-energetičara, najviše smeta jaz koji je stvoren između nauke i javnog mišljenja, a što je sa sobom donelo nerazumevanje, nepoverenje u nauku, i u fi nalu - nezainteresovanost mladih za takvu vrstu zanimanja. U razvijenim zemljama se odavno, sa više ili manje uspeha, nastoji da se navedeno stanje promeni korišćenjem

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 profi la”. (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 benefi t 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)

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

[019]

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 profi la, smanjujući na taj način kvalitet i efi kasnost radnih procesa u koje su uključeni, čineći domaću industriju sve nekonkurentnijom, što može Srbiju, u fi nalu, 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 inženjera-energetičara i motivisanje studenata da studiraju mašinsku tehniku i energetsko-procesno 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 in`enjerskog 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 autistično-magijske atmosfere „oboženih znalaca i magova“ i da modernizuju sliku o sebi koju upućuju društvu;

1.5 upotreba nejasno defi nisanih 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

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 profi la 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 fi nansijskim efektima na početku svojih karijera.

Ako se napred pobrojanim opterećenjima koje su detektovali istraživači stanja u zapadnim razvijenim zemljama pridodaju, specifi čne okolnosti dvadesetogodišnje političko-društveno-ekonomske tranzicije iz koje Srbija nikako da iziđe, i sve specifi čno domaće teme i dileme koje pritiskuju naš privredno-ekonomski i

[020]

energija

kompletan univerzitetski prostor, onda je logično što se svake godine samo 0,95% studentske populacije upisuje na energetsko-inženjerske profi le 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 profi la, 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 in`enjerskog 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, hiperinfl acijom, privrednim lomovima, ratovima i formiranjem nove klase vlasnika privatizovanih preduzeća, koji, najčešće, upravljaju fi rmama 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 tehničko-tehnološkog progresa, predstavlja jedno od osnovnih merila uspešnosti. Nama je od početka sunovrata interesovanja mladih za studije inženjerije bilo jasno da greše propovednici sumraka naučno-tehnološke 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 profi la, 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

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 efi kasan 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 naučno-istraživačkog, 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 inženjera-energetičara, 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.

[021]

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 Boterf-ovoj metodologiji, koja teži šesto-strukturnom sadržaju profesionalne kompetentnosti, koju on defi niše 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 efi kasnog 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 efi kasne metode intelektualnog, individualnog i kolektivnog rada.

Metodološke kompetencije su, očigledno, u bliskoj vezi sa percepcijom vremena i njegovim „ovladanjem“, pa se pri školovanju mladih inženjera-energetičara 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 afi rmiše 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 konfl iktu, 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 inženjera-energetičara ne sme biti orijentisano

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 inženjer-energetičar 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,

[022]

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 defi nisanog 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 profi lisana 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 modifi kacijom odnosa nastavnik-student.

Stvaranje odgovorne osobe i poželjnog stručnjaka za preduzeće, uz uvažavanje dostignutih kulturoloških i psihofi zičkih 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 defi nicija 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

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 in`enjera energetike i procesne tehnikeDobar 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 matematičko-mehanička 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

[023]

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 prostorno-bilansno-vremenskim ograničenjima svih resursa na planeti Zemlji, i mnogim uzročno-posledičnim vezama između aktivnosti čoveka i njegovog okruženja, kao i o konfl iktima 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 fi lozofi jom 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 profi lisano, 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 profi la, a posebno što bi njihova masovnija primena mogla podstaći interesovanje mladih za studiranje tehničkih fakulteta i efi kasniju 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.

2. Primena metode obuke 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

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.3. Primena metode obuke studenata 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

[024]

energija

• postojanje ogromnog broja softverskih alata za matematičko modeliranje fi zičkih 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 fi zičkih 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 fi zičkih 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 fi zičkih 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. fotografi jama 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)

g) Iznenađenje za kolege – ukusna pogača i kajmak nakon odbrane

projekata i objavljivanja prve studentske monografi je

[025]

energija

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,

h) Javna prezentacija studentskog projekta o povećanju energetske efi kasnosti vinarije „Aleksandar“ u svečanoj

sali vinarije

i) Degustacija vina i ručak koji je vlasnik vinarije priredio za studente i goste nakon prezentacije projekta

Slika 1 Ilustracija detalja vezanih za implementaciju novih edukacijskih metoda KEPT (nastavak)

Slika 2 Vizualizacija podataka o opredeljivanju studenata na postojećim smerovima Mašinskog fakulteta u Kragujevcu

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 grafi čki 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.

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. UvodEnergetska 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 fi zičkim 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, fi zički 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

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 defi citom nafte, ali će u doglednoj

RezimeEnergetska 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 SituationsWorld 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.

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

[027]

energija

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 spoljno-trgovinski 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 defi citarni 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 fi nansijskim, ali i psihološkim posledicama. Maksimalni tolerantni broj dana trajanja prekida snabdevanja fosilnim gorivima u

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 fl eksibilnost 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

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 energijomRizici 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, klasifi kuju grupe mogućih uzroka i istražuju načini da se događaji nadziru i prate. Iako je reč o složenom fenomenu rizika koji je teško kvantifi kovati, 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 fi zičkom izgrađenošću energetske infrastrukture, nivoa rezervi i drugih. U nastavku su defi nisani osnovni indikatori stateškog karaktera, sa preporukom da se počne njihova primena radi produbljene analize

Slika 1 Uvozna zavisnost pojedinih zemalja od gasa iz Ruske Federacije

Tabela 1 Maksimalno prihvatljivo trajanje prekida u snabdevanju energijom

[028]

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 defi niše kao odnos neto uvoza energije i ukupne potrošnje energije. Pri tome se stopa uvozne zavisnosti defi niše 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 rafi nerijski 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

snabdevanja povećana.Sigurnost snabdevanja električnom energijom se može smatrati obezbeđenom na nivou elektroenergetskog sistema adekvatnim stepenom izgrađenosti proizvodnih jedinica u sistemu i konfi guracijom 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.Specifi čnost 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 – Herfi ndahl Index, HHI [2]), defi nisan kao suma kvadrata tržišnih udela pojedinih

[029]

energija

snabdevača u ukupnom uvozu:

HHI = Σsi2 (1)

igde 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 diversifi kaciju 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 (2)

i

Rejting ri ≤ 1 znači mali rizik, a ri≥ 3 veliki rizik, dok vrednost ri _ 2 važi 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 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 defi niše odnos ukupnih mogućnosti snabdevanja energentom iz posmatrane zemlje i lokalne potrošnje tog energenta u zemlji-uvozniku. Obično se izražava u procentima i po pravilu treba da bude veći od 100%, dok vrednost faktora likvidnosti manja od 100% znači da to tržište nije dovoljno snabdeveno da pokrije tražnju (u tom slučaju se,

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

Srbiju i Beograd kao posebno osetljivo konzumno područje, tabela 2 [4]. Pri tome je snabdevanje Beograda toplotom razmatrano alternativno, sa postojećom strukturom izvora bez učešća toplote dovedene iz TENT A i sa njenim eventualnim učešćem, i to uz

Tabela 2 Geopolitički rizik tržišne koncentracije za 2008. godinu

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 diversifi kacije predstavlja indikator strukture korišćenih energetskih resursa (oblika energije) u pojedinim sektorima energetske potrošnje. Za proračun kvantitativnog iznosa ovog indikatora (Shannon-Wiener Index-SWI) [3] koristi se suma proizvoda relativnih udela svakog od korišćenih oblika energije (ugalj, prirodni gas, nafta, hidropotencijal, vetar, biomasa) u ukupnoj proizvodnji

Slika 3 Geopolitički rizik snabdevanja energijom za 2008. godinu

energije i prirodnih logaritama tih udela. Kao kvantitativni indikator diversifi kacije (SWI) koristi se izraz u obliku:

SWI = - Σqf•ln(qf) (4) f

[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 diversifi kacije za Srbiju je 1,131 [1], a za Beograd 1,1928 za slučaj bez toplifi kacije iz TENT A, odnosno 1,1561 sa toplifi kacijom 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 diversifi kacije od 1,172 u 2006. godini (u Srbiji 1,113 u 2006. godini [1]) do 1,368 u 2030. godini, tabela 3 [4].

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 diversifi kacije 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

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 diversifi kacije primarnih izvora energije za Beograd

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 efi kasnosti 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 defi nisati 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 diversifi kacije (SWI) na 0,9707, a Indikator troškova uvoza energije bi bio 0,0672 (u suprotnom, Geopolitički rizik tržišne koncentracije (GRTK) bi bio 3595, Indeks diversifi kacije (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 diversifi kacije (SWI) 0,9636, a Indikator troškova uvoza energije 0,06656.

3. Zaklju~ak i preporukeSprovedena 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 efi kasnosti, racionalne upotrebe energije i korišćenja obnovljivih izvora energije, kao i da dâ veći značaj diversifi kaciji 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.UvodKogeneracija (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 toplifi kacije 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

RezimeIako davno shvaćena kao dobro rešenje i primenjena u industrijskim energanama i komunalnim toplifi kacionim 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 ConsequencesAlready 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 identifi kuju razlozi koji dovode do tako drastične razlike u efi kasnom korišćenju primarne energije putem kogeneracije između Srbije i drugih zemalja, računajući da je put ka široj primeni kogeneracije otvorio novi Zakon o energetici, svrstavanjem efi kasne 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 SrbijiSrbija se nalazi u procesu konsolidacije, revitalizacije i ojačavanja svojih energetskih sistema, ulažući napor u

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 Ratifi kaciji Ugovora o osnivanju energetske zajednice između Evropske zajednice i zemalja jugoistočne Evrope (Zakon o ratifi kaciji – 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 efi kasnosti, 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

[033]

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,

naročito u zimskom periodu, kada se već duži niz godina unazad usled trajnog defi cita, 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 ekonomsko-socijalnog napretka. Taj cilj podrazumeva maksimalnu energetsku efi kasnost 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

Slika 1 Učešće kogeneracije u ukupnoj proizvodnji električne energije u EU

[034]

energija

izbegavanje velikih prenosnih sistema (čime se takođe deluje i na smanjenje gubitaka pri transportu energije). Korišćenje u što većoj meri obnovljivih izvora energije predstavlja prioritet, čije ostvarenje podrazumeva korišćenje energije sunca, vetra, hidropotencijala i biomase. Osnovni pravci budućeg razvoja energetike Srbije obuhvataju obezbeđenje dovoljnosti i stabilnosti izvora energije u zemlji, što znači orijentaciju prvenstveno na domaće izvore, budući da se gro proizvodnje električne energije i danas bazira na domaćem uglju, uz dalje iskorišćavanje raspoloživih hidropotencijala i energije vetra, dok će se uvozna energija (prvenstveno tečna goriva i gas) koristiti samo u sklopu kogeneracije. Obezbeđivanje toplote zasnivaće se na velikim sistemima daljinskog grejanja u sklopu kogeneracije sa izvorima u velikim termoelektranama, a za individualne potrebe grejanja korišćenjem prirodnog gasa i biomase.Zakonom o energetici Republike Srbije, Strategijom ravoja energetike Srbije do 2015. godine kao državna strategija proglašava se spregnuta proizvodnja električne energije i toplote (kogeneracija) gde god je to moguće i opravdano. U tom smislu, za decentralizovanu proizvodnju toplote, nužno je da se promoviše mikrokogeneracija u svim slučajevima kada se kao osnovni energent za široku upotrebu koristi prirodni gas, ali i biomasa, ugalj iz malih rudnika, kao i komunalni otpad. Zaštita životne sredine i racionalna potrošnja goriva ostaju najvažniji strateški prioriteti u svim ovim slučajevima.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 gasno-parnim ciklusom. To znači da bi prednost u postrojenjima veće snage imale konvencionalne tehnologije termoelektrana sa

parnim ciklusom na lignit, koje bi (kao što je već učinjeno u TE „Nikola Tesla A“ i TE „Kostolac A“) bile rekonstruisane uvođenjem oduzimanja pare za snabdevanje toplotom sistema daljinskog grejanja i termoelektrana-toplana sa parnim ciklusom na gas i mazut, koje bi bile rekonstruisane dodavanjem gasnih turbina i formiranjem postrojenja sa kombinovanim gasno-parnim ciklusom, dok bi za manje snage prednost imala postrojenja sa gasnim turbinama i/ili gasnim motorima, uključujući mikrokogeneraciju u širokoj potrošnji na prirodni gas. U vezi sa tim bi osnovna goriva za kogeneraciju bila domaći ugalj i uvozni gas. Mana rekonstrukcije kondenzacionih termoelektrana na ugalj u termoelektrane-toplane radi ostvarenja spregnute proizvodnje električne i toplotne energije je time izazvani gubitak dela električne snage i smanjenje proizvodnje električne energije na domaći ugalj u grejnoj sezoni. Međutim, imajući u vidu da se na račun tako izgubljene električne snage i neproizvedene električne energije zamenjuje 4 do 5 puta veća (u MWh izražena) proizvodnja toplotne energije u toplanama na bazi drugih, prvenstveno uvoznih goriva, jasno je da bi kogeneracija mogla da postigne i značajan devizni efekat. U vezi sa tim je nužno imati u vidu činjenicu da se veliki deo proizvedene električne energije i inače troši za toplotne potrebe u domaćinstvima, pa bi zamena takve potrošnje električne energije toplotnom energijom proizvedenom u kogeneraciji uz neizbežne gubitke u proizvodnji

električne zbog toplifi kacionih oduzimanja imala dodatne pozitivne efekte.

3.2 Prepreke uvo|enju kogeneracijePrepreke uvođenju kogeneracije nisu nikakva specifi čnost Srbije, budući da ih je vrlo veliki broj i u drugim zemljama. Na slici 1 je prikazan broj instutucija kojima se treba obtratiti za dobijanje dozvola za izgradnju energetskih objekata i prosečno trajanje ukupne procedure sa posebni iskazanim trajanjem dobijanja odobrenja za priključenje na elektroenenergetsku mrežu u pojedinim zemljama. Ključne prepreke koje su do sada stajale na putu i često onemogućavale realizaciju projekata kogeneracije u Srbiji su nepostojanje stabilnog zakonodavnog okruženja sa ugrađenom obavezom otkupa električne energije iz kogeneracije i dovoljno visokom cenom (odnosno naknadom za otkup viškova) energije iz kogeneracionih postrojenja. K tome, prepreke predstavljaju i ograničenja za snagu postrojenja iz kojih je elektroprivreda obavezna da otkupljuje energiju (što je nedovoljno u većini slučajeva industrijske kogeneracije), kao i ograničenje instalisane snage za sva postrojenja koja su obuhvaćena kategorijom malih elektrana (vetroelektrane, male hidroelektrane i kogeneracija u malim termoenergetskim objektima), kao i odgovarajući uslovi njihovog priključenja na elektroenergetsku mrežu. Iako je Zakonom o energetici Srbije kogeneracionim postrojenjima

Slika 2 Broj ovlašćenih institucija za izdavanje i trajanje dobijanja dozvola

[035]

energija

pružena mogućnost da, pod uslovima da postignu određenu efi kasnost 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 fi nansijskog 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 defi nisani. 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, defi nisanim 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 defi nisanje 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 fi nansiranja kogeneracije potsticajnim fi nansijskim 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 defi nisano. 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 apostrofi ra Direktiva 2004/8/ES o potsticanju kogeneracije [1].

4. Utvr|ivanje opravdanosti kogeneracije

4.1. U{tede primarne energije pri kogeneracijiKogeneracija 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

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 toplifi kacionim 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 fl uida 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 specifi čne potrošnje goriva u jednom i u drugom slučaju:

ΔG = G e + G t - G’ = (ge - ge’) •Ee + (gt - gt’)•Et (1)

Pošto specifi čne potrošnje goriva za slučaj odvojene proizvodnje električne energije ge i toplotne energije gt određuju stepeni korisnosti termoelektrane i kotlarnice respektivno,

[036]

energija

a uslovne specifi čne 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 fi zike i termodinamike. Pri tome se moraju uzimati u obzir uslovi i reperkusije uklapanja kombinovanog izvora u elektroenergetski sistem i u toplifi kacioni sistem, kao i tehnička rešenja samog izvora i sistema.

4.2. Podela efekata u{tede goriva pri kombinovanoj proizvodnjiEkonomska 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 benefi ta kogeneracije. Međutim, kako se radi o dva proizvoda plasirana u dva energetska sistema, elektroenergetski i toplifi kacioni, 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 fi nansijski) 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 fi nansiranje 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, defi nisane 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 defi nitivno proglasi ekonomski neopravdanim i neprihvatljivim za jedan ili oba energetska sistema, elektroenergetski i toplifi kacioni. Pri tome dolazi do izražaja zakonska odredba o kogeneraciji njenim svrstavanjem u kategoriju povlašćenih izvora energije.

4. Zaklju~akBudući 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 gasifi kacije u Srbiji. Svest o pozitivnim efektima kogeneracije (posebno izraženim u

uslovima rasta cena energije) treba takođe da povrati poverenje u nju, poljuljano kako negativnim iskustvima u radu postojećih termoelektrana-toplana na gas i prekidom realizacije započetog poduhvata toplifi kacije 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 efi kasnosti, 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.

[038]

energija

Z. Veli~kovi}, N. Ivankovi}

UDC: 502.17 : 332.1.003

Ekonomski instrumenti u zaštiti životne sredine

UvodKroz 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.

Nažalost, efi kasan društveni nivo proizvodnje je često niži od efi kasnog privatnog nivoa proizvodnje, jer se sa društvenog stanovišta u efi kasnost uključuju i troškovi zagađenja životne sredine. Državne mere u vezi sa zaštitom životne sredine, kroz brojne ekonomske instrumente, neosporno

imaju pozitivne efekte, jer tržišta, zbog svoje imperfektnosti, često nisu u mogućnosti da izvrše efi kasnu 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 efi kasno

RezimeUsvajanjem 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 protectionBy 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.

[039]

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 sredineU 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 dozvoleNovčane 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,

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 fi nansira subvencioniranje, biće više zainteresovani za sistem kazni. Prema konceptu subvencionisanja smanjenja zagađenja, proizvođači se ne suočavaju sa stvarnim društvenim troškovima

1 Taj novi pristup nazivamo održivim, a pristup potrošnji održiva potrošnja, koju defi nišemo 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

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.[040]

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 efi kasno 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 fi nansiranje 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 fi nansiranju 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 sredineEkologija2 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].

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 efi kasnosti. 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

2 Ekologija je biološka disciplina koja proučava odnose, strukturu i funkcionisanje prirode u celini, uključujući čoveka, odnosno čovečanstvo kao specifi čnu 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]

energija

stimulisati dodatnim opterećenjem na potrošnju ove vrste goriva. Međutim, do sad nije razvijen defi nisan 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 fi nansiranje 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 fi nansiranju 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 fi nansijska 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 fi nansijske pomoći je davanje većeg prioriteta rangiranju ekoloških pitanja

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 fi nansiranja projekata u oblasti zaštite životne sredine, energetske efi kasnosti 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 SrbijeStrateška 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

Tabela 4 Indikatori troškova uvoza energije za 2008. godinu

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

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.

[042]

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 profi tabilnost 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 fi nansijskim 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 fi nansiranjem 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 fi nansiranje ili sufi nansiranje 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 fi rme (koje su i eksploatisale i prerađivale mineralne sirovine), koristile interne obračunske

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 preduzeće plaća za eksploataciju sirove nafte i gasa u Srbiji je 3% od prihoda dela kompanije koji se bavi vađenjem sirove nafte. Takva defi nicija – 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 defi nisana. 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 preduzeće plaća za eksploataciju sirove 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 profi t 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 profi ta 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.

[043]

energija

Zaklju~akImajući u vidu složenost Ekološko-Ekonomskih odnosa, specifi čni 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 benefi ta (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 fl eksibilnih 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.

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,

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.

[8] Vlada R. Srbije, Agencija za ZŽS,publikacija, Indikatori životne sredine, Beograd, 2007.

[9] Vlada R. Srbije, Agencija za ZŽS,publikacija, Integralni katastar zagađivača , Beograd, 2008.

[10] Vlada R. Srbije, Agencija za 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.

[12] Vlada R. Srbije, Agencija za ZŽS, Članak: Integralni katastar zagađivača www.sepa.sr.gov.yu 19.10.2008.

[13] EEA, Članak: Mehanizam čistog razvoja: http://www.eea.europa.eu

[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

Budućnost - Elektroprivrede Srbije je da bude društveno

odgovorna,tržišno orijentisana I profi tabilna 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).

RezimeUsvajanjem 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 SerbiaAdopt 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.Specifi čna 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

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 fi nansiranje 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

[045]

energija

Energetske zajednice, potpisane 25.10.2005.god.EPS- bi prešao u društvo kapitala odnosno(akcionarsko društvo, zatvorenog tipa).

Tehni~ko-tehnolo{ki rizici1. tehničko-tehnološki aspekti -

zastarelost kapaciteta 2. odlaganja investicionih aktivnosti

u sl, nemogućnosti obezbeđivanja potrebnih sredstava ili kašnjenja sa realizacijom programa - smanjenje proizvodnje uglja u

količini od 5-6 miliona tona, ili oko 20% ukupnih potreba i odgovarajući pad proizvodnje termoelektrana

- neostvarivanje planirane proizvodnje i rast defi cita električne energije uslovio bi nestabilnost funkcionisanja proizvodno-distributivnog sistema, uz nemogućnost daljeg smanjivanja gubitaka u distributivnoj mreži i snadbevanje potrošača.

- suočavanje sa sve većim problemima vezanim za nacionalne i međunarodne zahteve u pogledu zaštite čovekove sredine u termoelektranama, rudnicima i priobalju hidroakumulacije.

- ispunjavanje strateških ciljeva i težnje za uspostavljanje uticajne pozicije u regionu

- usporavanj daljeg razvoja EPS-a kada su u pitanju informacioni, poslovni, upravljački i telekomunikacioni sistemi.

3. neostvarenje realnog rasta cena električne energije, uglja za industriju i široku potrošnju, toplotne energije i tehnološke pare

4. neostvarene stope infl acije – ugrozilo 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

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 mreži- svaki procenat gubitka povećava rashode EPS-a za oko 95mil.din./mesečno.

8. obezbeđivanje kadrovskih potencijala

Privredni razvoj i ekonomska politikaU predhodnim godinama ,pored ostvarenih značajnih makroekonomskih rezultata u pogledu privrednog rasta, makroekonomske stabilnosti, rasta izvoza, poboljšanje efi kasnosti privrede, priliva stranih direktnih investicija, ali uz visok spoljnotrgovinski defi cit i održanje nezaposlenosti na visokom nivou. I pored značajnih promena prisutna su ograničenja:- nizak nivo privrednih aktivnosti i

tempo oporavka privrede- nedovoljna razvijenost tržišta/niska

konkurentna sposobnost- zastarelost opreme/tehnologije, što

utiče na efi kasnost i nedovoljnju konkurentnost naše privrede na inostranom tržištu

- nizak nivo investicione aktivnosti- nepristupačni i skupi izvori fi nansiranja – posebno dugoročni

- nedovoljan devizni priliv od izvoza / visok nivo spoljno trgovinskog defi cita

- neusklađenost zakonskih propisa- nedostatak podzakonskih akata

- niska kupovna moć stanovništva, koja limitira tražnju.

Razvoj energetikeDoneta Strategija energetike Republike Srbije do 2015.god. s kojom će se regulatorna i institucionalna reforma energetskog sistema kao i povećano investiranje u revitalizaciju i razvoj obezbediti u narednom periodu:- stabilnost u isporuci/kvalitetu

električne energije- povećanje energetske efi kasnosti

privrede / domaćinstva- smanjenje uvoza energenata- smanjenje nepovoljnih uticaja

energetskog sistema na životnu sredinu- da se nacionalna ekonomija prilagodi

evropskom okruženju- otklone negativni aspekti monopola- da se omogući profi tSrbija je potpisivanjem Ugovora o osnivanju Rregionalne energetske zajednice jugoistočne Evrope postala punopravan član, čime uspostavlja zajedničko tržište električne energije i gasa.

Najzna~ajniji investicioni projekti planirani u JP EPS-u u periodu do 2015. god.Osnovni ciljevi: pouzdano snadbjevanje kupaca

električnom energijom, pod tržišno najpovoljnim i ekološki najprihvatljivijim uslovima.

ekonomsko-fi nansiska, tehničko-tehnološka, organizaciona i upravljačka konsolidacija,

Tabela 1 Energetsko-tehničke karakteristike postojećih izvora elek-energ, na teritoriji grada Beograda

[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 efi kasnost /povećanje

konkurentnosti- zamena starih neefi kasnih 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- 2015.god. TE Kolubara A3 – 58 MW- 2016.god. TE Morava – 90 MW- 2017.god. TE Kostolac A1 – 90 MW- 2019.god. TE Kolubara A5 – 90 MW- 2020.god. TE TENT A1 – 180 MW- 2022.god. TE TENT A2 – 180 MW- 2024.god. TE KostolacA2 – 180 MWUlaze:-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

Slika 1 Potrošnja po kategorijama

Tabela 2 Promjene cjene električne energije

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- efi kasnostPostali 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 efi kasnost (najveći je „zločin“, pretvaranja električne energije u toplotnu).Srbija 6 puta troši više energije po jedinici društvenog

Slika 2 Srbija - Energetski bilans Ministarstva za rudarstvo i energetiku

Izvor: Podaci i procena za 2010 - ЕУРОСТАТ

proizvoda nego u zemljema EU.- Cilj daljeg razvoja je povećanje

učešća industriskih oblasti čistije proizvodnje.

- Srbija ima značajan potencijal neiskorišćenih obnovljivih izvora

[047]

energija

- Cilj EU do 2010.god.da oko 12%svoje fi nalne 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 : ugljen-dioksida, sumpor-dioksida, pepela.

Smanjenjem emisije štetnih gasova unaprediće se kvalitet životne sredine.

Zaklju~akSve 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 rukama-uglavnom.

Literatura1. Strategija razvoja energetike 2008.

god.2. STUCK IN THE PAST/

energy,environment and poverty- UNDP/2002.god.

3. Zaštita živitne sredine RS, Novi Sad,2008

4. Službeni glasnik RS5. Ekonomsko-pravne analize/

konsultanskih kuća

Grafi kon 1 Prosečna struktura obnovljivih izvora energije u EU

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

[048]

energija

dr Dragoljub Sekulovi}, vanr. prof.Vojna akademija, Beograd

UDC: 502.15 : 72.011"21"

Urbana arhitektura u funkciji oblikovanja kvalitetnije životne sredine

UvodRešavanjem 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 `ivotaRazne pojave i procesi koji se dešavaju u prirodi često se negativno odražavaju na stanje životne sredine, kao i na celokupnu biosferu. Najčešći uzroci

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

RezimeUbrzan 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 EnvironmentAccelerated 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.

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 fi guriraju, jer je sa stanovišta uticaja na kvalitet životne sredine u

[049]

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 efi kasno 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 konfl ikata 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 prostoraU 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 scenografi ja)

• 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

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 `ivotaProstor je praizvod postojanja. Njegove dimenzije nisu određene samo fi zičkim 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 psiho-fi zioloških 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 klasifi kacije, 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.

[050]

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].

4. Urbani sistemi i posledice po `ivotnu 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.

Neophodno je istaći benifi cije koje urbani način života donosi. Ove benifi cije 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 benifi cija jesu i privlačenje visokoprofi tabilnih nezagađujućih industrija, izgradnja efi kasnih i ekološki povoljnijih sistema masovnog prevoza, visok kvalitet javnih prostora i drugo, što doprinosi sveukupnom kvalitetu života a ne samo podizanju kvaliteta životne sredine.

5. U traganju za izgubljenim prostoromTežnja 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;

• Revalorizovati odnos čoveka i mašine u smislu orijentacije na proizvodnju onih mašina koje su nam neophodne za život;

• Reorganizovati i udružiti građevinske fi rme 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 fi terima 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 društveno-ekonomske 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].

[051]

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 struktureJezgra 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 tip-elementi 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) i4. 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 fi rmi, kontinuiranu gradnju, proces industrijskog oblikovanja, fl eksibilnost, adaptabilnost, polivalentnost, učešće u transformaciji prostora, konfl ikte, spontane procese, društvene tokove stvaranja jedne nove životne sredine.4. Faza ispitivanja postignutih rezultata sadrži: • korekcije, modifi kacije, 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~akMilioni ljudi žive u gradovima koji opstaju i uvećavaju se, uprkos stalnom rapidnom pogoršanju životne sredine u njima. Efi kasnost 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 fl eksibilnost i polivalentnost prostora

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 međunarodno-pravnom i unutrašnjem pravu, Beograd, 2001.

[2] Regodić, M., Sekulović, D., Primena satelitskih daljinskih istraživanja u ekologiji, XXXV Simpozijum o operacionim istraživanjima - SYM-OP-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.

[052]

energija

dr Miodrag Regodi}Vojna akademija, Beograd

UDC: 620.92 : (629.783 : 550.8.04

Primena daljinske detekcije pri istraživanjima energetskih sirovina

I UvodŠira primena daljinskih istraživanja u geo logiji 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 koristi ti satelitske snimke u svojim istraživanjima. Bez posebne obrade snimaka, vi zuelno i bez većih teškoća su se mogle uočavatiati neke kru pne geološke strukture, koje do tada nisu bile registrovane, ili su bile poznate samo parcijal no. 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 elektro magnetskom 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 mikrotalas nom području spektra. Svaki od navedenih intervala spektra ima prednosti u određenim slučajevima. Tako su snimci načinjeni u bli skom 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 radar skog sistema omogućuju bolje registrovanje geološke građe i sastava u prekrivenim te renima (gusta vegetacija).

Multispektralni satelitski snimci su se poka zali veoma korisnim pri različitim geo loškim istraživanjima: u geomorfologiji, strukturnoj

RezimeMnogobrojne 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, geofi zička 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 infor macija 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 MaterialsNumerous natural and social phenomenon are constantly being observed, inquired, registered and analyzed in the light of man action and infl uence 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 fi rstly, 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-fi nding 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 fi eld explorations according to satellite images and the previous information got from them enables rational and thematic optimal fi eld researching.Key words: remote sensing, power raw materials, satellite image, sensor.

geologiji, kartiranju litološkog sastava, istraživanjima mineralnih i energet skih sirovina, litostratigrafskom raščlanjiva-nju stena, geološkom inženjerstvu,

[053]

energija

istraži vanju podzemnih voda, istraživanju životne sredine i njene zaštite i dr.Podatke dobijene daljinskim istraživa-njima potrebno je terenski verifi kovati na klju čnim mestima (terensko opažanje, uzorkovanje i analize, bušotine i dr.).

II Princip i primena daljinske detekcijeDaljinska 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 fotografi je, koja se javlja 1839. godine i vezuje za ime Francuza Dagera (Daguerre). Deset godina kasnije (1849.), u Francuskoj fotografi ja 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 defi niciju daljinske detekcije dala je Evelin Pruit 1960. godine koja glasi: ‘’Daljinska detekcija predstavlja metod prikupljanja informacija putem sistema koji nisu u direktnom, fi zičkom kontaktu sa ispitivanom pojavom ili objektom’’.U stranoj literaturi srećemo i defi niciju koja kaže da je daljinska detekcija nauka (u širem smislu i umetnost) o prikupljanju podataka o Zemlji bez fi zičkog kontakta sa njom. Podaci se prikupljaju registrovanjem i snimanjem odbijene ili emitovane energije objekta i obradom, analiziranjem i korišćenjem tog podatka.Obe defi nicije, 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 specifi čnosti fotografskog nastajanja snimka.Kod realizacije postupaka daljinske detekcije jasno se može defi nisati i izdvojiti nekoliko direktno povezanih elemenata. U geonaukama, među koje spada i geodezija, objekat je

fi zička površina Zemlje. Objekat zrači elektromagnetnu energiju, koja nosi informacije o njegovim osobinama. Energija može biti sopstvena i refl ektovana, 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.

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 Istra`ivanje mineralnih i energetskih sirovinaZnačajan 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 dokazu ju svoj ekonomski doprinos u istraživanjima prirodnih mineralnih sirovina, kroz ekonomičnost i racionalnost istra živanja, kao i brzinu dobijanja podataka i infor macija.Daljinska istraživanja, koristeći pred-nosti sinoptičkog multispektralnog i multitemporalnog pregleda terena, mogu pomoći bržem identifi kovanju metalogenetskih prostora/zona i lokaliteta u širokim područjima, na temelju poznatih rudnih ležišta ili mineralnih pojava, te tako ograničiti i izdvo jiti potencijalne predele od područja nein teresantnih za daljnja detaljna istraživanja. Tu metode daljinskih istraživanja imaju zna čajnu ulogu u lociranju mine ralnih ležišta i smanjenju troškova u istraži vanjima.Istraživanje mineralnih sirovina može se izvoditi u okviru kompleksnog kartiranja ili tematski, ispitivanjem određenih rudnih pojava. U takvim ispitivanjima metode daljin skih

Slika 1 Princip daljinske detekcije

Slika 2 Osnovni elementi daljinske detekcije

[054]

energija

istraživanja primjenjuju se zajedno sa drugim istraživačkim postupcima. Tim metoda ma moguće je samo ponekad direktno otkri ti 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 na laženje određene sirovine nego neki drugi predeli. Time se velike površine predviđene za istraživanja mogu redukovati na manje de love terena, koje je potrebno detaljno ispiti vati primenjujući različite druge postupke, kao što su geofi zička 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 dopri nos 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 pripre maju se trase ili lokacije za geofi zička i geohemijska ispitivanja. U trećoj fazi se provodi detaljna, računarski potpomognuta ana-liza snimaka krupnijeg razmera (veličina piksela < 10 m) i integracija podataka. Od do bijenih 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 (površin skim 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 podzem nim kopom (sleganje terena, efekti na komunalijama i dr.).

Istra`ivanje energetskih sirovinaOsim u istraživanjima mineralnih siro-vina, 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

svoje istraživačke programe. Doprinos daljin skih istraživanja u pronalaženju ležišta fosilnih ugljovodonika naročito je značajan onda, kada se koriste u sklopu drugih metodskih postupa ka s kojima su komplementarna. Pri tim istraži vanjima koriste se aero i satelitski snimci razli čitih osobina, a analiza i interpretacija se sprovodi vizuelnim i računarski potpomognutim postupcima.

Istra`ivanje nafte i plinaNafta i plin su fosilna goriva različitog agregatnog stanja (stene or ganskog porekla koje imaju svojstva gorenja). Nafta (naziv je perzijskog porekla), za koju većina istraživača smatra da je uglavnom nastala u sedimentnim stenama, mo že se zbog migracije naći i u različitim dru gim stenama. Nafta i plin se obično po javljuju na velikim dubinama, akumulirani u različitim geološkim situacijama, tzv. zam kama ili trapovima koje mogu biti struk turnog ili stratigrafskog tipa (slika 3).Zbog mesta i načina pojavljivanja nji-hovo otkrivanje iziskuje veoma složena i du gotrajna istraživanja, koja zahtevaju prime nu više različitih metodskih postupaka, kao što su: daljinska i terestrička istraživanja, geofi zička merenja, istražna bušenja i dr.Nalazišta nafte i plina nejednako su ra spoređena 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 obli-ka reljefe (antiklinate, dome, rasedi i rasedne zone), zatim drenažne mreže, pedološkog sloja, vegetacije i dr. Cilj je identifi kovanje po tencijalnih 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 omo gućuje i interpretaciju koja tradicionalnim karto-grafskim metodama nija bila moguća. Ma nipulacija podacima, vizualizacija, te inter pretacija različitih podataka postala je jedno stavnija i brža. Karte, modeli, strukturnotektonske interpretacije, napravljene na taj način, uspešno se koriste gotovo u svim većim naftno-istraživačkim institucijama. Prostorni podaci u ob liku snimaka ili karata mogu sadrža vati različite tematske podatke: različite geo loške podatke, vodotoke, topografi ju, vrste površinskog pokrivača, administrativne granice, infrastrukturne objekte i dr. Mogućnost da se različiti geografski orijentisani podaci među sobno kombinuju i preklapaju jedna je od va žnih funkcija daljinskih istraživanja. Inte grisanje podataka dobijenih iz satelitskih sni-maka i onih prikupljenih klasičnim metodama predstavlja brzo i moćno oruđe u istraži vačkom radu. Podaci dobijeni interpretacijom satelitskih

Slika 3 Šematski prikaz najčešćih tipova pojavljivanja nafte i plina [4]

[055]

energija

snimaka se koriste pretežno za re-gionalne 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

dostup nih geoloških, geofi zičkih i drugih po dataka

• zaštita životne sredine.Ocena perspektivnosti područja kori sti se u prvoj (početnoj) fazi istraživanja le žišta ugljovodonika, kako bi se u relativno kratkom vremenu i uz minimalna fi nansijska ulaganja dobio preliminarni uvid u perspektivnost područja. Zato npr., kad neka naftna kompanija namerava da sprovede naftnogeološka istraživanja planiranog područja (kon cesije), pre bilo kojih radova izvrši se ana liza i interpretacija satelitskih snimaka za dobivanje regionalnih geološkostrukturnih podataka i preliminarne procene perspek tivnosti terena. To se radi i zbog toga što su podaci dobijeni daljinskim istraživanjima naj jeftiniji način dobijanja informacija po jedi nici površine.Planiranje terenskih istraživanja na os-novu satelitskih snimaka i prethodnih infor macija dobijenih iz njih omogućava racio nalno i tematski optimalno usmereno teren sko istraživanje. Satelitski snimci mo gu korisno poslužiti i kao podloga za plani ranje mreže seizmičkih merenja.Razmer satelitskih snimaka, njihova rezolucija i prekrivanje velikih površina čine ih veoma korisnim za kartiranje krupnih geo loških pojava kao što su sedimentni baseni, rasedne zone, vulkanski lukovi, te za sagle-davanje tektonike ploča kontinenata i pro učavanje njihovih odnosa prema pojavama ugljovodonika. Krajevi pacifi čkog 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 mo-že 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 regi strovati i identifi kovati tri glavne karakteristike tere na važne za

pronalaženje ležišta ugljo vodonika, 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 indifi kuju postojanje naftono snih 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 vege tacijom. 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 refl ektiraju 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 regi-strovanjem i proučavanjem ponekad je mo guće ukazati na potpovršinske strukturne od nose koji mogu imati uticaja na akumuli ranje 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 obliko vanjem 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 ano malije 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 površin skim stenama i vegetacijom, što je uzroko vano mikroprobojima lakih ugljovodonika ko ji potiču iz dubine, odnosno iz ležišta nafte i plina. Iskustvo je pokaza lo da su mnoge strukture naftnih polja na aerosnimcima ili satelitskim snimcima

izražene kao morfostrukture prstenastog oblika tamnijeg ili svetlijeg tona. Everett & Petzel (1973) pišu da su, anali-zirajući 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 provede-nim naftnogeološkim istraživanjima u No vom Meksiku, Arkanzasu, Oklahomi, te na Srednjem istoku, i to na već poznatim polji ma, ali i na područjima gde pre nije bilo utvrđeno postojanje ugljovodonika. Prema istom autoru, u posednjih dvadesetak godina, primena daljinskih istra živanja je pomogla pri utvrđivanju mnogih novih naftnih ležišta. Sledi zaključak da su odgovarajući sa telitski 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 dobi jenim iz drugih izvora, i integralno interpre tiraju u kontekstu određivanja naftonosnih struktura u nekom području.Naftna operativa može biti i važan izvor zagađenja životne sredine, pa je i na tom planu ko rištenje satelitskih snimaka, posebno multitemporalnih, izuzetno korisno.Za uspešna naftnogeološka istraživa-nja potrebno je poznavanje i precizno odre đivanje strukturnogeoloških odnosa, kao i rekonstrukcija celovitog tektonskog sklopa terena. Posebno je važno poznavanje struk tura kao što su izdignuti oblici, antiklinale, terase, sedla, te monokline i rasedi. Smatra se da naj manje tri četvrtine svih strukturnih anomalija iz kojih se danas dobija nafta i plin pred stavljaju topografska uzvišenja. Veliki rasedi, naročito oni koji presecaju naftonosne strukture, mogu imati višestruku ulogu u akumulaciji ugljovodonika. Tako npr. mogu u određenim slu čajevima biti putevi kojima se akumulira na-

[056]

energija

fta i plin, dok u drugim slučajevima mogu biti putevi uzduž kojih dolazi do daljnje migraci je ugljovodonika, ali i do degradacije ležišta nafte.Analizom satelitskih snimaka većih sedimentacijskih bazena postiže se u relativno kratkom vremenu uvid u regionalnu geo lošku 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 loci-ranje 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 inter-pretaciju potrebno je dugogodišnje iskustvo i dobro poznavanje geomorfologije i terenskog kartiranja. Na taj način iskusan inter pretator može na Landsatovim snimcima u relativno kratkom vremenu obraditi velike površine, za koje bi trebalo analizirati neko liko stotina, pa i hiljada

aerosnimaka u vre menu od više meseci ili godina. Uža po dručja od interesa analiziraju se na stereoskopskim snimcima ili na digitalnom modelu terena (DMT).Iskustva u naftnogeološkim istraživanji-ma na području bivše Jugoslavije su pokazala da su podaci dobijeni analizom satelitskih i aerosni maka veoma dragoceni. Tako su npr. u delu panonskog basena vizuelnom analizom regi strovani brojni strukturni podaci, kao što su disjunktivni oblici i prstenaste struk ture, koji pre nisu bili registrovani. Ti su podaci pomogli pri planiranju i usmeravanju, te interpretaciji geofi zičkih podataka, a ponekad su direktno uticali na lociranje bušotina.Na području Hrvatske (Banija) obavlje-na su kompleksna naftnogeološka istraživa nja u okviru kojih su primenjene i metode daljinskih istraživanja. Stereoskopskom ana lizom aerosnimaka i satelitskih Landsatovih (ERTS-1) snimaka registrovani su brojni tek tonski podaci koji do tada nisu bili uočeni drugim metodama istraživanja.Radi se u prvom redu o krupnijim rasedima i rasednim zonama, a prvi

put su re gistrovani veliki rasedi u tom području. Oni su ispresecali teren u veće blokove i daju os novni stil tektonici. Rasedi niže kategorije su remetili stene u tim blokovima, pružajući se u različitim pravcima paralelnim istraživanjem terena različi-tim metodskim postupcima (daljinske me tode, sedimentološka ispitivanja, geofi zička merenja) omogućen je bolji uvid u geološki sastav i građu istraživanog područja. Tako je na temelju podataka različitih istraživanja bi lo moguće izraditi tektonsku kartu blokova (slika 4), te utvrditi specifi čne karakteri stike 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 pro cenjuje 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 meto da istraživanja.Poznato je da su u naftnogeološkim is traživanjima od posebnog interesa sedimentne stene, i to karbonati i klastiti

Slika 4 Šema položaja blokova Glinske kotline [4]

[057]

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 is traživanja. Za tu svrhu sproveli su vizuelnu i kompjutersku analizu i interpretaciju Land-satovih snimaka. Podaci regi strovani na satelitskim snimcima odnosili su se na povr šinsku analizu izdanaka ste na, 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 tere-na te drenažne mreže koja koincidira s krup nim rasedima identifi kovanim ispod površi ne, moglo se ukazati na utvrđivanje dubin ske građe terena, dubinskih raseda, doma, horstovskih blokova i dr. Tako su identifi kovane broj ne strukture koje nisu bile poznate, a verifi kovane su klasičnim metodama (terenska geološka istraživanja, geofi zička i geohemijska merenja). Metode daljinskih istraživanja mogu biti primenjive u svim fazama istraživanja nafte i plina, posebno za identifi kovanje regionalnih strukturno-stratigrafskih karakteristika terena, kao i za stvaranje baze podataka za usmeravanje de taljnih istraživanja, a ponekad i za dobijanje pouzdanih geohemijskih/geobotaničkih informacija za direktno otkrivanje pukotinskih pojava ugljovodonika.Metodama da ljinskih istraživanja istraživana su 4 nafto nosna 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 (geofi zičkih, stratimetrijskih i dr.). U Južnoj Dakoti je pro nađena nafta (200 barela po danu), u državi Wyoming su prona đene 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 kom binaciji tako dobijenih podataka rezultati istraživanja su uvek bili pozitivni.

IV Zaklju~akMali 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, geofi zička 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 infor macija dobivenih iz njih omogućava uspeh i terenskuh istraživanja.

V Literatura

[1] Halbouty, M, T. (1980): Geologic signifi cance of Landsat data for 15

great oil and gas fi elds. 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

[058]

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

UvodNaftni sektor čine istraživanje i proizvodnja nafte i gasa, rafi nerijska 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. defi nisan 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 ratifi kovano 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 efi kasnih i ekološki prihvatljivih tehnologija u naftnom sektoru zavisiti od novog vlasnika. Program obnove i

RezimeProgramom 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) rafi nerijska 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) rafi nerijska prerada nafte i 3) promet naftnih derivata.

Podmodul: Istra`ivanje i proizvodnja nafte i gasa

Proizvodnja nafte i prirodnog gasaNIS 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.

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 fl uktuacije 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.

[059]

energija

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

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 efi kasnost. 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 1 Proizvodnja nafte u Srbiji i Angoli

Slika 2 Zastupljenost metoda eksploatacije na naftnim i gasnim poljima NIS-a

Slika 3 Proizvodnja prirodnog gasa u Srbiji sa sopstvenom potrošnjom i tehničkim gubicima

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 `ivotne sredineSlojna 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 fl uida 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;

[060]

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 fl uida 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 diverzifi kovani 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 aktivnostiPrognoza 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;

- 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

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 konturno-istražne radove sa inostranim partnerima radi podela rizika kod projekata visokog rizika.

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.

[061]

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 koefi cijentom 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 koefi cijenta 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 nafteRafi nerijska prerada nafte odvija se u dve rafi nerije. To su Rafi nerija nafte

Pančevo (RNP) i Rafi nerija 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 rafi nerijski kapaciteti u potpunosti zadovoljavaju potrebe domaćeg tržišta i omogućuju preradu nafte, odnosno proizvodnju derivata za druga tržišta. Kapaciteti energetskih rafi nerija u Pančevu i Novom Sadu iznose ukupno 7,3 miliona t primarne prerade godišnje, sa odgovarajućim sekundarnim kapacitetima. U Rafi neriji nafte Pančevo razvijena je konverziona rafi nerija energetskog tipa, dok su u rafi neriji nafte Novi Sad paralelno razvijani programi proizvodnje energenata i ulja. Postojeća proizvodno-tehnološka konfi guracija rafi nerija Novi Sad i Pančevo ukazuje na njihovu komplementarnost i kompatibilnost, što omogućava da se ove dve rafi nerije posmatraju kao jedinstvena tehnološka celina. Sadašnji instalisani primarni kapacitet rafi nerije 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 rafi nerije 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 nafteU rafi nerijama 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 rafi nerijama.Sa ekološke strane lake nafte sa sadržajem sumpora ispod 0,5% su takođe pogodnije za rafi nerijsku 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 rafi nerija koje nemaju obradu atmosferskog i

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 rafi nerija.Proizvodnja bezolovnih benzina (BMB) u rafi nerijama 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 rafi nerijama NIS-a iznose oko 11% prerađene sirove nafte.

Program tehnolo{kog razvoja rafinerijaRafi nerije 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, rafi nerije 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 profi ta rada rafi nerija;- mogućnost razmene poluproizvoda

između RNP i RNS izgradnjom produktovoda Pančevo-Novi Sad;

[062]

energija

- mogućnost realizacije zajedničkih razvojnih projekata sa HIP-PTH.

Investiciona ulaganja u rafi nerije NIS-a su planirana do 2012 godine za četiri vrste projekata:a) strategijski projektib) projekti zaštite životne sredine (obavezni projekti)c) projekti za razvoj poslovanjad) projekti za investiciono održavanjee) vanposlovni projekti

Program tehnolo{kog razvoja Rafinerije nafte Pan~evo

Strategijski projektiOvi 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 rafi nerije, obezbediti zdravija radna sredina i smanjiti negativan uticaj na kvalitet vazduha i voda

Projekti za razvoj poslovanjaOvi 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 odràvanjeUlaganja u okviru ove grupe projekata treba da obezbede podizanje tehničko-tehnološke 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 projektiOvi projekti se odnose na nabavku osnovnih sredstava, razvoj informacionog sistema, rekonstrukciju zgrade auto otpreme i dr.

Program tehnolo{kog razvoja Rafinerije nafte Novi Sad

Strategijski projektiPlanirani 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 sulfi dnih voda - Obrada zauljenog zemljišta i izgradnja

skladišta za privremeno odlaganje otpada

Projekti za razvoj poslovanjaU okviru ovih projekata je planirana izgradnja postrojenja za aminsko pranje gasova sa proizvodnjom sumpora, izomerizacije, visbrejkinga, kao i proširenje energane

Projekti za investiciono odràvanjeOvim projektima su kao i u RNP predviđeni razni zahvati, rekonstrukcije i zamena delova opreme na procesnim i van procesnim postrojenjima.

Van poslovni projetkiPredviđena je nabavka osnovnih sredstava, instalisanje video nadzora i dr.

Zajedni~ka struktura proizvodnje obe rafinerijeStruktura 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 rafi nerije Pančevo i Rafi nerije Novi Sad, u cilju razmene poluproizvoda.Završetkom planiranih programa razvoja rafi nerija 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{njaPromet 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.;

[063]

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 tehničko-tehnološku 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,

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

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

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.

[064]

energija

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 rafi nerija 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 `ivotne 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 fi nansijskih 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 gorivaNa 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

gorivima, mogu se očekivati tek posle 2010. godine.

Derivati za energetsku potro{njuPotrošnja 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{njuKao 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).

MazivaZbog 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% .

Slika 9 Struktura vlasništva BS u R.Srbiji – postojeće stanje

[065]

energija

Programi i projekti razvojaModernizacija maloprodajne mre`eIako 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,

Slika 10 Trend rasta: a) BDP po glavi stanovnika prema PKM 2000-2025. g.b) ukupna potrošnja naftnih derivata u RS do 2012. g.

a) b)

Slika 11 Struktura vlasništva BS u R. Srbiji – očekivano stanje

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 kapacitetiZbog 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

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 bezbednostiPrilikom 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.

[066]

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 ulaganjaSa obzirom na kompleksnost strukture, velikog broja učesnika u prometu derivata, nedostatka uvida u realne planove investitora, ne mogu se dati precizno kvantifi kovani 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 efi kasnije i brže ostvare svoje planove.

Zaklju~na razmatranja Proces privatizacije NIS a.d. defi nisan 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 ratifi kovano 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 efi kasnih 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 rafi nerija 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 rafi nerije Pančevo i Rafi nerije 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.

Literatura1. Strategija razvoja energetike

Republike Srbije do 2015. godine,

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, EC-Directorate General for Energy and Transport, 2008

[067]

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

UvodBez 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.

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

RezimeMineralni 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.

AbstractHow inactive assets, undiscovered oil reserves and gas Republic Serbia, comminute bootable valueMineral 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 defi nisana 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,

• 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 državaSusedne 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

[068]

energija

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

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 dr`ava Srbija ili bolje re~eno šta bi trebala da radi dr`avna 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

Slika 1 Mađarski istražni blokovi za naftu i gas

Slika 2 Koncesioni blokovi u Mako depresiju (Falkon, ExxonMobil i MOL)

[069]

energija

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

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

Slika 5 Albanski koncesioni blokovi za naftu i gas

[070]

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 verifi kovanim 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 sistemNaftno pravo u koje su ugrađeni fi skalni aranžmani je vladin najznačajniji alat za upravljanje naftnim resursima. Naftni fi skalni režim mora biti jasno uokviren zakonima, porezima i ugovorima. Kompanije, odnosno investitori žele predvidivost. One žele da minimiziraju rizik za svoja ulaganja. Dobro defi nisan 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 fi nom 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

gubitaka i da kreira stabilne uslove poslovanja. One države koje su uspostavile takav poreski sistem su i privukle investitore.

Model ugovoraPostoji 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 ugovoreKoncesioni 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 profi t, • 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

[071]

energija

profi t 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 defi nisani zakonima koji regulišu državnu fi skalnu 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 defi nisani zakonima koji regulišu državnu fi skalnu 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 defi nisani zakonima koji regulišu državnu fi skalnu politiku. U Srbiji prema Zakona o rudarstvu rudna renta iznosi 3% i fi ksna 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.

TransparentnostTransparentnost 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 fi nansijskih kapaciteta.

Zaklju~akDa 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

• defi nisanje pravnog okvira i stvaranje povoljne klime za privlačenje potencijalnih investitora

• defi nisanje 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

LiteraturaPublikovani materijali Rudarskog biroa MađarskePublikovani materijali Nacionalne Agencije za mineralne resurse RumunijePublikovani materijali Nacionalne Agencije za mineralne resurse BugarskePublikovani materijali Nacionalne Agencije za mineralne resurse AlbanijePublikovani materijali Sabora HrvatskePublikovani materijali kompanije INAPublikovani materijali kompanije FalkonPublikovani materijali kompanije Manas PetroleumPublikovani materijali kompanije MelrosaPublikovani materijali kompanije AureliaPublikovani 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

UvodGasno 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 defi nisano 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

Bčj-2 izbušenim 1996. odnosno 2002. god., granica pozitivnosti ležišta proširena je prema jugo-zapadu.U cilju sanacije nekontrolisane migracije CO2 gasa iz miocensko-mezozojskog ležišta Bečej u pliće horizonte, uspostavljena je 1991. god. saradnja sa Institutom za primenjenu hemiju pri Univerzitetu u Miškolcu, Mađarska. Projekat sanacije pretakanja

urađen je 1992. god., ali tada zbog stanja u zemlji nije realizovan.

Le`išni 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

RezimeNa 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 koso-usmerenih 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 FieldAt the Bečej gas fi eld, 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.

[073]

energija

Slika 1 Deo gasnog polja Bečej u meandru Mrtve Tise

Slika 2 Erupcija bušotine Bč-5

Slika 3 Geološki profi l - stanje pre operacije 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.

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 gasaU cilju identifi kacije 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 gasaNije 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 faktor- nekontrolisano 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 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-

[074]

energija

Slika 4 Istorijat ležišnog pritiska

tehničke dokumentacije, a druga faza izvođenje radova na terenu.Izrada projektno-tehničke dokumentacije:• projekat sanacije pretakanja ino-

partnera;

• uprošćeni rudarski projekat za bušenje koso-usmerene sanacione bušotine Bč-9;

• studija o proceni uticaja bušotine Bč-9 i operacije sanacije na životnu sredinu;

• 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 verifi kacije 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 koso-usmerena 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 defi nisanih fi zičko-hemijskih 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

Slika 5 Geološki profi l - postupak sanacije

Slika 6 Satelitski snimak „bečejskog trougla“

[075]

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 uu 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 koso-usmerena 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

skladu sa projektovanim protokolima (fi zičko-hemijske osobine fl uida, 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 fi zičko-hemijskih karakteristika fl uida uspostavljena je terenska laboratorija na radilištu, a priprema fl uida-posebno polimera-vršena 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 fl uida 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. Alcofl ood 1.100kg2. Urea 20.000kg3. Rastvor natrijum silikata 160.000kg 4. Kajcijum hlorid 1000kg5. Kalijum aliminijum sulfat 1.000kg

Slika 7 Akumulacija vode u zoni bušotine Bč-5 u zimskim uslovima

[076]

energija

6. Hlorovodonična kiselina 20.000dm3

7. Formaldehid 1.100dm3

8. Voda 2.000m3

Monitoring `ivotne sredineCiljevi 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:

Slika 8 Lokacije mernih mesta

Slika 9 Lokacije referentnih mernih mesta

1. Merenje fl uksa 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 fl uks CO2 u zoni havarisane bušotine Bč-5 za 6-10 mernih jedinica (μmolm-2s-1) veći od fl uksa na referentnim mernim mestima Rm-1 i Rm-2, slika 9. Potvrđeno je da su vrednosti fl uksa 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 migracijeMonitoring 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 fl uida 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 fl uida, 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 fl uida 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

Slika 10 Monitoring migracije u bušotini Bč-x1

[077]

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.

Literatura1. Tehnička dokmentacija NIS-Naftagasa

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

UvodPrvi 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

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 fi rme 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.

RezimeU 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 ProspectsSince 1996 measures have been taken towards expanding a CNG fi lling 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 fi lling station network, motor pool

[078]

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 verifi kuje 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.

Razvoj KPGS u SrbijiNakon 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 fi rme NIS - GAS koja je bila deo Naftne industrije Srbije. Predmetna KPGS je puštena u rad krajem Novembra 2004 godine.

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 barIzlazni pritisak 220 barKapacitet 395 m3/hProizvođač 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 1 Stanica za KPG u Novom Sadu

Slika 2 Putničko vozilo FIAT DOBLO

Tabela 1 Prikaz karakteristika KPGS u Srbiji

Tabela 2 Prikaz cena tečnih goriva i njihov odnos prema ceni KPG-a

Slika 3 KPGS u Beogradu (KRYOGAS)

uvećao kapacitet prosečno za 100 % dodavanjem još jednog kompresora i/ili rezervoarskog prostora. Navedeni podaci se odnose na Decembar 2008 godine.

Slika 4 KPGS u Kruševcu ( BOSS PETROL )

[079]

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 KPGSNa 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, fi rme 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 gasovodKao 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 defi nisanim 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”

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,

− defi nišu 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.),

− defi niše politika održavanja,− defi niše 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 gasifi kaciju, jer je po izgradnji klasičnog gasovodnog sistema, lako priključiti isti na već izgrađenu lokalnu gasnu mrežu “virtuelnog gasovoda”.

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.

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 KPGSNa 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

[081]

energija

Slika 12 Putničko 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

Slika 9 Gradski autobus tip IK 103 CNG

Slika 11 Gradski autobusi, proizvedeni u fi rmi VULOVIĆ TRANSPORT iz Kragujevca

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 efi kasnijim. 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

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 vozilaPošto 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 (fi rma 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 fi rma VULOVIĆ TRANSPORT iz Kragujevca koja je ovaj programa ostvarila u saradnji sa beloruskom fi rmom MAZ. Postoje dve verzije ovog vozila (čist KPG pogon i kombinacija KPG/dizel gorivo). Na slici 11 je prikazani su navedeni autobusi ove fi rme.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 fi rmi. 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 fi rmi.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~akImajući u vidu dosadašnje rezultate u razvoju primene prirodnog gasa u

Slika 10 Gradski autobus tip FAP A 537.4

Slika 13 Dostavno vozilo tip Florida CNG

[082]

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 efi kasnosti istog u domenu Evrope.

Literatura1. 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 - Defi nisanje 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 fi lling stations.

4. Kataloška dokumetacija fi rme 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 budućnostRezimeNaftovodi i produktovodi obezbeđuju efi kasan, 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 Rafi nerije 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 efi kasnošću svih aktera u realizaciji ovog međudržavnog projekta, pri čemu svakako i Vlada Republike Srbije nosi svoj deo odgovornosti za kvalitet pripremnih aktivnosti. Efi kasnost 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 fi nansiranja.

AbstractPipelines provide transport of the crude oil and refi ned products in a way that is effi cient, economic and ecologically safe. Pipeline transportation in Serbia is realized only from the Croatian border to oil refi nery 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 effi cient, 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 social-economical 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 effi ciency 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 effi ciency 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 fi nancing sources, in the phase of project execution.

[083]

energija

Stanje na planu transporta nafte i njenih derivata u Srbiji Korišćenjem naftovoda od Sotina, na granici sa republikom Hrvatskom, do Pančeva doprema se oko 90% nafte koja se preradi u Srbiji. Deonica Sotin–Novi Sad dugačka je 63,3 km, a deonica Novi Sad–Pančevo 91 km. Ovaj naftovod je deo magistralnog Jadranskog Naftovoda, puštenog u rad 1979. godine. Infrastrukturu ovog naftovoda sačinjavaju teminal u Novom Sadu, koji je lociran uz Rafi neriju Novi Sad (RNS) i ima 4 skladišna rezervoara od po 10.000 m3 i pumpnu stanicu, i merna stanica u Pančevu, locirana uz Rafi neriju nafte Pančevo (RNP).

Jedini pružilac usluga cevovodnog transporta u Srbiji je JP „Transnafta“. Delatnosti ovog javnog preduzeća su transport nafte naftovodima (aktuelna delatnost) i derivata nafte produktovodima (planirana delatnost) na celoj teritoriji Republike Srbije, a potom i projektovanje, izgradnja, nadzor i održavanje naftovoda i pružanje 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 “Lukoil-Beopetrol” 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 rafi nerijama).Po ekonomskoj efi kasnosti 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

Tabela 1 Transport naftovodima u Republici Srbiji (u hiljadama tona)

Izvori: (1) Izveštaji o poslovanju JP “Transnafta” Pančevo(2) “Program poslovanja JP “Transnafta” za 2009. godinu”, Januar 2009

koji obavljaju delatnost transporta nafte naftovodima određuje maksimalno odobreni prihod (koji omogućava pokriće troškova poslovanja, kao i odgovarajući povraćaj na angažovana sredstva). Što se cevovodnog transporta derivata nafte tiče, u ovom momentu u Srbiji ne postoji ni jedan magistralni produktovod u funkciji (dva cevovoda za transport etilena i propilena, između HIP-Petrohemije u Pančevu i petrohemijskog kompleksa Solventul u Temišvaru, Rumunija, ne koriste se već decenijama). Od lokalnih produktovoda pomenimo međufabrički produktovod između RNP i HIP-Petrohemije u dužini

od oko 2 x 3 km (za transport primarnog benzina i mazuta).Ukupno snabdevanje tržišta Srbije motornim gorivima obavlja se konvencio-nalnim vidovima transporta, drumskim, železničkim i

rečnim saobraćajem. Pri tome se gotovo 2/3 otpreme motornih goriva od rafi nerija do distribucionih centara (stovarišta, skladišta), ili direktno do benzinskih stanica, realizuje auto-cisternama. Oko 25-27% transporta se realizuje baržama, a 8-9% vagon-cisternama.

Dijagram 1 Poređenje tipičnih troškova transporta derivate nafte drumskim, železničkim i cevovodnim vidom robnog saobraćaja

Osnovni pravac snabdevanja je od RNP na pravcu Beograd–Smederevo–Južna Srbija, a u nešto manjoj meri i prema Vojvodini (koja se snabdeva i iz RNS). Upravo zbog podmirivanja potreba Južne Srbije, dakle do destinacija do kojih nije moguće realizovati tranport plovnim vodotokovima, u strukturi otpreme motornih goriva iz Pančeva još više dominira drumski transport (auto-cisterne učestvuju u otpremi benzina i dizela iz RNP sa blizu 70%).

Pore|enje ekonomije raznih vidova transporta naftnih derivataKomparativna analiza cena koštanja različitih vidova transporta je u funkciji količina koje se transportuju, rastojanja između polazišta i odredišta, kao i broja destinacija. Na dijagramu 1 dato je poređenje tipičnih troškova transporta derivata nafte prema modalitetima transporta.Transport auto-cisternama, koji je inače ubedljivo najviše zastupljen vid transporta derivata nafte u Srbiji, prema globalnim kriterijumima može biti ekonomičan samo ako se transportuju manje količine, i to na rastojanjima < 200 km prema većem broju destinacija. Drugim rečima, drumski transport je nesumnjivo najfl eksibilniji vid prevoza manjih količina naftnih derivata.Na rastojanjima preko 200 km železnički transport postaje

[084]

energija

ekonomičniji od transporta auto-cisternama pod dva uslova: (1) da se radi o efi kasno 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 auto-cisternama. Cevovodni transport postaje ekonomičniji i od najefi kasnije 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 defi nisanom polazištu i destinaciji, kao i na defi nisanom obimu transporta, mora se uvesti u model za procenu ekonomsko-fi nansijske 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 efi kasan, 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 rafi nerije, 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 tr`išta usluga cevovodnog transporta sirove nafte i naftnih derivataEU-27 zadnjih godina iz sopstvene proizvodnje obezbeđuje samo oko 15% sirove nafte namenjene rafi nerijskoj 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 Trans-Alpskog 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 rafi nerija nafte na trasama. Naftovod Norpipe, koji povezuje region Ekofi sk u Norveškoj i lokaciju Teesside u Engleskoj, u vlasništvu je naftnih proizvođača iz regiona Ekofi sk. 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

preko naftovoda „Družba“ i Baltičkog naftovoda, prema jugu naftovodima prema lukama Novorossiisk i Tuapse, a prema istoku naftovodima do velikog terminala Meget i Rafi nerije 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 produktovodaOsnove za uspostavljanje razvojnih ciljeva i strategijaUspostavljeni 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:

[085]

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 Kaspijsko- crnomorskog 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 naftovodaU 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;

- verifi kacija masenih merila protoka za naftu na kraju naftovoda na Mernoj stanici Pančevo (MSP), sa važnošću do 2010. godine;

- nakon razvojnog defi nisanja 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 visoko-kapacitativnog 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 verifi kacija 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 PLC-SCADA 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 SrbijuProjekat izgradnje sistema produktovoda kroz Srbiju koncipiran je u cilju podizanja pouzdanosti, ekonomičnosti, efi kasnosti i kontinualnosti u snabdevanju tržnih centara Srbije motornim gorivima (svim tipovima motornih benzina i dizel-goriva). Ekološki i akcidentni rizici se smanjuju na najmanju moguću meru, smanjenjem broja pretovara se redukuju

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 rafi nerija, radi postizanja viših valorizacionih efekata ukupne rafi nerijske 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 efi kasnost 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.Kvantifi kovanju 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

[086]

energija

Dijagram 2 Projekcija potrošnje MB i DG u Republici Srbiji ( 2012, 2020 i 2025)

Dijagram 3 Projekcija obima prerade nafte u Republici Srbiji do 2012 .godine

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 fi nansiranje projekta obezbede iz pet izvora: državni bezpovratni ulog (10%); državni povoljni krediti (40%), sredstva obezbeđena na fi nansijskom 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

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 fi nansiranja 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.

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 kapitalno-intenzivan infrastrukturni projekat u okvirima povezivanja regionalnih-panevropskih 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

[087]

energija

za transport sirove nafte od postojećih naftnih terminala u crnomorskoj luci Konstanca u Rumuniji, preko rafi nerija 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. Rafi nerije 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.

Specifi čne 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 rafi nerijama; (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 rafi nerija 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

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 (POS-2010), kao i da se izmene i dopune u POS-2012 samo preliminarne, sa

[088]

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 fi nalnim tržištima; nepotvrđene procene potrebnih ukupnih i pojedinačnih investicionih sredstava za faznu realizaciju PEOP, terminski planovi realizacije ...), nedovoljne promotivne aktivnosti za sistem PEOP u funkciji defi nisanja pouzdanih potencijalnih investitora naftovoda, visoka konkurentnost planiranih naftovoda u okruženju (u funkciji iskazivanja zainteresovanosti država-aktera 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~ciMakro-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 efi kasnošću svih aktera u realizaciji ovog međudržavnog projekta, pri čemu svakako i Vlada Republike Srbije nosi svoj deo odgovornosti za kvalitet pripremnih aktivnosti. Efi kasnost 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 fi nansiranja (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 verifi kaciju rentabilnosti razvojnog programa u novonastalim okolnostima, kao i ocenu svih graničnih parametara efi kasnosti promenjenih investicionih ulaganja.

Literatura1. Program ostvarivanja strategije

(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 refi ning and oil Markets”, (prepared for EC), Purvin & Gertz, January 2008.

5. „European Energy and Transport – Trends to 2030“ (Update 2007), European Commission Directorate-General 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

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.

[089]

energija

Doc. dr. Tomislav Simovi}Montinvest, BeogradProf. dr. Ranko Rakanovi}Mašinski fakultet, Kraljevo

UDC: 622.68/.69 (497.11)

Transportni sistem Srbije i prevoz energenata

1. UvodTransport energenata mora biti i efi kasan 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 efi kasnosti, 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 efi kasnosti, pouzdanosti i bezbednosti u prevozu energenata.

2. @elezni~ki transportGlavni 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 – Sofi ja.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 efi kasnost železničkog transporta uz nizak stepen pouzdanosti i moguće bezbedonosne probleme.Lokomotive, kao vučna sredstva, vrlo su blizu kraju svog eksploatacionog

RezimeStanje 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...

AbstractThe conditions of the transport system of our country are characterized by many defi ciencies resultant from the objective circumstances such as low level of the accomplished development of traffi c 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 defi ciencies and stress the necessity of undertaking positive actions aimed at improvement of the actual conditions.Key words: energy generating products, transport, ecology...

veka, što ugrožava efi kasni 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 transportVeliki broj pogodnosti koje pruža drumski transport u odnosu na druge vidove transporta uzrokovao je stalno

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,

[090]

energija

Slika 1 Železnička mreža Srbije

Slika 2a. Vagoni za prevoz uglja u TENT

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 efi kasnim i više opasnim, tako da su još veoma česti saobraćajni udesi posledica tzv. ljudskog faktora (više od 50%).

4. Re~ni transportSrbija 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 fl otu 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.

[091]

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

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.

5. Transport cevimaPrethodnim 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~akNaš transportni sistem (kao i većine zemalja u tranziciji) je nekompletan,

Slika 5 Plovne reke Srbije

slabo razvijen, neefi kasan 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 neefi kasan, skup, nedovoljno pouzdan i sa velikim bezbedonosnim opasnostima.

7. Literatura1. 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 –

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.

[094]

energija

1. UvodSkladišni 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.

2. Objekti istra`ivanjaSkladišni prostor za smeštaj nafte u Lipcima čini više podzemnih

Doc. dr. Tomislav Simovi}Montinvest, BeogradProf. dr. Ranko Rakanovi}Mašinski fakultet, Kraljevo

UDC: 622.693.2 : 622 : 323.004

Prilog prognozi veka eksploatacije rezervoara

RezimeOvim 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.

AbstractThis 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 fi fty 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 (R5-R9). 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

3. Identifikacija stanjaUočena oštećenja i deformacije na rezervoarima zahtevala su identifi kovanje 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 identifi kovala naprezanja i, posle upoređivanja, utvrdila, saglasnost izmerenih i, proračunom, dobijenih vrednosti.Utvrđivanje stepena oštećenosti zidova rezervoara od korozije obavljeno je na

[095]

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. KorozijaNa 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.Rezervoar R6 (V=1400 m3, D=15600 mm, H=7500 mm)Ustanovljena korozija na ovom rezervoaru ravnomernija je nego na R5 i bez izrazitih kratera.Rezervoar R7 (V=700 m3, D=9250 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.Rezervoar R8 (V=700 m3, D=9250 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.Rezervoar R9 (V=1400 m3, D=15600 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 minv = ————— , tpri čemu je:v [mm / god] – brzina korozijehu = 14 mm – debljina ugrađenog limahmin = 7,2 mm – izmerena minimalna debljina limaOtuda: 14,0 – 7,2v = ————— = 0,17 [mm / god] 40Na osnovu rezervne debljine lima i moguće brzine procesa korozije određuje se preostali vek rezervoara 2T = —— = 11,70 god. 0,17

4.2. Tenzometrijska merenjaPri 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 specifi čne težine γ = 0,7 daN / dm3. Ovo je učinjeno iz razloga mogućih promena specifi čne 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 eksploatacijeNa 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.

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 korozije2. Obezbeđenje rezervoara od prodora

atmosferskih padavina3. Uređenje instalacija i pumpnih

postrojenja4. Primenu kvalitetnih antikorozivnih

materijala za zaštitu rezervoara5. Realizaciju pouzdanog čišćenja

(odmuljivanja) rezervoara6. Nabavku moderne opreme za

protivpožarnu zaštitu7. Primenu uređaja za centralizovano

merenje svih bitnih veličina (nivo, količina, sastav...)

8. Obuku radnika koji rade u skladištu9. Izgradnju prilaza, koji bi cevovode

učinili pristupačnim10. 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~akPrimenjena 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 identifi kacije 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

[097]

energija

Dejan Ivezi}, Nenad \aji}, Toma Tanaskovi}, Marija @ivkovi}, Milo{ Tanasijevi}, Du{an Danilovi}, Vesna Karovi} Mari~i}Rudarsko-geološki fakultet, BeogradMirko Todorovi}Ekonomski institut, BeogradDragan Zlatanovi}Ministarstvo rudarstva i energetike Republike SrbijeSa{a GalikRegionalna agencija za razvoj istočne Srbije, Zaječar

UDC: 696.2 : 697.001/.004 (497.11)

Razvoj gasne infrastrukture u Istočnoj Srbiji

1. UvodIstočni 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 gasifi kaciji istočnog dela Srbije. Projektom je defi nisan

RezimeU okviru Nacionalnog investicionog plana za 2008. godinu je pokrenut projekat gasifi kacije 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 defi nisane Generalnim projektom gasifi kacije. Ukratko je data fi nansijska ocena opravdanosti gasifi kacije ovog područja. Analiziran je značaj gasifi kacije na održivi razvoj regiona.Ključne reči: prirodni gas, energetski bilans, gasovodni sistem

Development of Natural Gas Infrastructure in the Eastern SerbiaIn 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 defi ned 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 benefi ts 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 gasifi kacije ovog regiona sa fi nansijskog, ekološkog i šire društvenog značaja.

2. Energetski bilans po opštinamaIzrada 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 gasifi kacije. Realizator istraživanja Rudarsko-geološki fakultet je formirao potrebne upitnike i ankete, a zajedno sa direktnim

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 gasifi kacije 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 gasifi kaciji regiona. Ugalj je kao energent najviše zastupljen u industriji, ali se u značajnoj meri koristi i u širokoj potrošnji, dok je ogrevno drvo najvećim

[098]

energija

delom prisutno u zadovoljenju toplotnih potreba u domaćinstvima. Što se tiče sektorske raspodele industrija troši skoro 75% ukupne energije što

je sa stanovišta gasifi kacije 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.

3. Definisanje potreba za gasom po potroša{kim centrimaNa bazi urađenog energetskog bilansa za potrebe gasifi kacije i defi nisanih normativa potrošnje u projektu su za svaku od razmatranih opština istočne Srbije defi nisane potrebe u prirodnom gasu. Potrebe su defi nisane u obliku časovne i godišnje potrošnje za svaki od potrošačkih centara.Ukupne godišnje potrebe regiona za prirodnim gasom su defi nisane 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 gasifikacijeSnabdevanje 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 gasifi kaciju 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 defi nisanja 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

Tabela 1 Količine energenata koje je moguće supstituisati

Slika 1 Raspodela potrošnje energije po opštinama

Slika 2 Učešće pojedinih opština u predviđenoj godišnjoj potrošnji prirodnog gasa

[099]

energija

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 defi nišu prečnici deonica za četiri varijante:I varijanta: Snabdevanje svih razmatranih potrošačkih centara,

pritisak na ulazu 50 bar-aII varijanta: Snabdevanje svih razmatranih potrošačkih centara, pritisak na ulazu 40 bar-aIII varijanta: Snabdevanje razmatranih potrošačkih centara bez Majdanpeka, Kladova i Boljevca, pritisak na ulazu 50 bar-aIV varijanta: Snabdevanje razmatranih potrošačkih centara bez Majdanpeka, Kladova i Boljevca, pritisak na ulazu 40 bar-aPrema napred defi nisanim 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

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. Defi nisane 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 merno-regulacionih stanica su određeni tako da zadovolje potrebe sektora široke potrošnje (domaćinstva, komercijalno-uslužni 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 gasifikacijeZa svaku od četiri predložene varijante u Projektu su određena potrebna investiciona sredstva za izgradnju,

Slika 3 Predviđena potrošnja prirodnog gasa u toku godine

Slika 4 Raspodela prečnika magistralnog gasovoda po varijantama

[100]

energija

Slika 5 Šema magistralnog gasovoda kroz istočnu Srbiju

[101]

energija

defi nisani 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 merno-regulacione 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 gasifi kaciju svih osam razmatranih opština su investiciono najintenzivnije. U poređenju varijanti sa istim ulaznim pritiskom, smanjenje broja opština i potrošačkih centara obuhvaćenih projektom gasifi kacije, 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 merno-regulacione 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 gasifi kacije celokupnog područja istočne Srbije. Razlog za ovo leži u činjenici da značajno višu investiciju koju povlači gasifi kacija 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 gasaJedna od pretpostavki održivog razvoja ovog regiona je i energetski racionalno, ekonomski efi kasno 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 specifi čnosti potrošnje u svakom od njih. Rekapitulacija dobijenih podataka

Tabela 2 Potrošnja prirodnog gasa po potrošačkim centrima

Tabela 3 Pokazatelja ekonomske isplativosti po varijantama

[102]

energija

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~akOsnovni 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 gasifi kaciju na

teritoriji Republike Srbije. Između ostalog u tim dokumentima je defi nisana potreba gasifi kacije 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 gasifi kacije 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.

Literatura1. Grupa autora, Energetski bilans po

opštinama za potrebe gasifi kacije, Projekat „Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd, 2008.

2. Grupa autora, Generalni projekat gasifi kacije istočne Srbije, Projekat „Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd, 2008.

3. Grupa autora, Prethodna studija opravdanosti – ekonomska ocena

Tabela 4 Trenutna emisija i moguće procentualno smanjenje uvođenjem prirodnog gasa

opravdanosti gasifi kacije, Projekat „Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd, 2008.

4. Grupa autora, Ocena uticaja gasifi kacije na održivi razvoj područja, Projekat „Razvoj gasne infrastrukture u istočnoj Srbiji“, Rudarsko-geološki fakultet, Beograd, 2008.

[103]

energija

Rade Guberini}, dip.ing.rud.JP za PEU, RMU «Soko» SokobanjaDr Miodrag Deni}, dipl.ing.rud.JP za PEU ResavicaDr 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. UvodRudnici 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 razli ka 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.

2. Prirodno-geološki uslovi eksploatacije uglja u jami RMU ”Soko”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;

RezimePri 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.

AbstractDuring underground coal exploatation to atmosphere are delivery of large quantifi es 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.

- 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 fi zičko-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.

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

[104]

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 fl eksibilnih cevovoda.Kontrola gasno-ventilacionih parametara vrši se operativno i automatski.Operativna kontrola gasno-ventilacionih 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 pot rebi i drugih opasnih gasova u jamskom vazduhu. O rezultatima hemijskih analiza jamskog vaz duha takođe se vodi evidencija.

3. Na~in pojavljivanja metana u ležištuNosilac 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.

U okviru sistema ADK gasno-ventialcionih 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 dolazi se do podatka da se iz jame RMU ”Soko” sistemom ventilacije za godinu dana prosečno izdvoji cca 2.985.408 m3 metana. U izolovanim starim radovima jame ostanu veće količine metana, što pokazuju analize jamskog vazduha iz starih radova.U tabeli 2 su prikazane analize jamskih gasova iza izolacionih objekata starih radova.Iz tabele 2 se jasno vidi da su koncetracije metana u starim radovima visoke. S obzirom da se radi o velikim količinama metana, iste bi se pomoću posebnih cevovoda mogle odvoditi u 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~akPosmatrajući ležište RMU ”Soko” sa aspekta metanoobilnosti može se zaključiti da se radi o visoko gasonosnom ležištu,

s obzirom da apsolutna metanoobilnost iznosi prko 5m3/min a relativna prelazi 30m3 CH4 /toni proizvedenog uglja. Količine metana koje se izdvajaju redovnim putem usled provetravanja dostižu cca 3.000.000 m3 CH4 na godišnjem nivou, a u slučaju eventualnog kontrolisanog odvođenja metana iz starih radova ova količina bi bila znatno veća. Nakon analize ekonomske opravdanosti eksploatacije metana i korišćenja istog kao energenta, koji po svojoj energetskoj vrednosti može da zameni prirodni gas, mogao bi se dati konačan zaključak o mogućnosti eksploatacije metana iz jame RMU”Soko” primenom odgovarajuće tehnolaogije.

Literatura1) 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

Tabela 1 Prikaz apsolutne i relativne metanoobilnosti za period 2000.-2008.

Tabela 2 Analize jamskih gasova iza stalnih izolacionih pregrada

[105]

energija

Branko Lekovi}, Vesna Karovi} Mari~i}, Du{an Danilovi}Rudarsko-geološki fakultet, Beograd

UDC: 696.2.004 : 622.691

Mogućnosti transporta prirodnog gasa

UvodPrirodni 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. Efi kasnost ovog načina je bazirana na činjenici da se procesom likvefakcije gasa dobija 600 puta manja zapremina LNG, što je mnogo efi kasnije 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.

1. Priprema prirodnog gasaProcesi koji prethode samom procesu likvefakcije prirodnog gasa su: separacija, stabilizacija kondenzata, uklanjanje primesa i prerada.- SeparacijaProces separacije predstavlja prvi vid pripreme prirodnog gasa. Njime se razdvaja gas od vode i tečnih ugljovodonika. Promenom pritiska i

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

RezimeZbog 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. liquefi ed state of natural gas, 600 times gas volume is transformed, which then could be transported onward, by special ships to specifi c 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.

[106]

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 kondenzataProces 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 fl ešovanja, 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 gasaBudući 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 gasaPrirodni 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 fi lm 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 živeNeka 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 gasaPod preradom prirodnog gasa podrazumeva se proces izdvajanja etana, propana, butana i tečnih ugljovodonika iz prirodnog gasa. Izdvajanje ovih težih

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. LikvefakcijaLikvefakcija 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 fl uida, najčešće ohlađenim metanom uzetim iz samog procesa likvefakcije. Hlađenje rashladnog fl uida vrši se u nekoliko faza, da bi se na kraju ohlađen rashladni fl uid 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 fl uid.

b) kaskadni postupak, u kojem se hlađenje vrši u nekoliko ciklusa i upotrebljava više vrsta rashladnih fl uida, koji struje kroz izmenjivače toplote povezane u seriju. Kao rashladni fl uid služe proizvodi dobijeni u samom procesu likvefakcije. Karakteristika ovog procesa je da rashladni fl uidi isparavaju svaki put na različitoj ali konstantnoj temperaturi.

c) procesi sa mešanim rashladnim fl uidom. To su procesi koji, u sistemu za rashlađivanje prirodnog gasa,

[107]

energija

koriste mešavinu više vrsta rashladnih fl uida, 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 fi nalnim fl ešovanjem tečnog prirodnog gasa.Izbor procesa za likvefakciju prirodnog gasa vrši se na osnovu analiziranja svih tehničkih i ekonomskih parametara.

3. RezervoariRezervoari 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 fl uidom (LNG).

- rezervoari koji su tako konstruisani da i unutrašnji i spoljašnji rezervoar budu u mogućnosti da nezavisno skladište fl uid.

- 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 LNGBrodovi 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 specifi čnih 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 prostora-kontejnera 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 LNGEventualna 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 prijemUtovar 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 regasifi kacionih 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 regasifi kaciju 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 gasaGlavni 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 Pacifi ka 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 regasifi kaciju LNG, sa ukupnim kapacitetom 542 milijarde m3 gasa.

7. Zaklju~akU 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 diversifi kaciju 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

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 efi kasnost samog procesa likvefakcije i povećao kapacitet proizvodnje postrojenja uz smanjenje kapitalnih i operativnih troškova.

Literatura1. 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.tokyo-gas.co.jp

7. www.lngcleanenergy.com8. www.shell.com

[109]

energija

Thomas FrantaAquanova, Zagersdorf, ÖsterreichMilo{ @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 UvodAko delujemo hidro impulsima na fi lter i formaciju u blizini fi ltera u bušotinama, možemo uticati na materijal koji je deponovan u fi fl teru i u blizini fi ltra. 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 fi rma Aquanova. Osnovni fi zički 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 modifi kacija 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

2. Principi radaPrincip 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 fl eksibilnom crevu) stvara niz impulsa pritiska. Impulsni generator je opremljen sistemom ventila koji su sposobni da oslobode akumulisanu energiju u obliku visokog pritiska gasa

(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 fi nih frakcija, sintera, sedimentnih naslaga itd. koje su unete u ispunu fi ltera i porni prostor vodonosne formacije (akvifajera). Ovako oslobođene čestice transportuju se usisnim talasom u centar bunara odakle se potom ispumpavaju. Proces je certifi kovan po DVGW tehničkom biltenu W 130.

2.1. Karakteristika postupkaNajvažnije karakteristike postupka generisanja impulsa su:• brzina stvaranja impulsa je 2000 m/s,

aproksimativno i može se podešavati u specifi čnom opsegu tokom operacije

• stvaranje mekih impulsa, zahvaljujući čime se mogu tretirati razni materijali od kojih su izrađeni fi lteri, 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

RezimeU 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 fi zički 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 fi nih frakcija, sintera, sedimentnih naslaga itd. koje su unete u ispunu fi ltera i porni prostor vodonosne formacije. Prikazano je nekoliko primera upotrebe ove metode.

Hydraulic Pulse Method for the Water Wells RecoveryIn 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 fi ne fractions, sinterings, sedimentary depositions etc. which were in-rinsed into the gravel fi lling and the pore area of the aquifer. Several examples are presented.

[110]

energija

• brza, isplativa aplikacija sa malim operativnim troškovima

2.2. PrednostiU 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 opremeDa 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

Slika 1 Primeri primene hidraulične impulsne metode. Gore su prikazane bušotine pre primene, a dole posle primene

Tabela T1 Karakteristike impulsnih generatora

i jedan snimak delovanja impulsa na vodu u buretu.

3. Prakti~ni primeriU 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.

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 fi rma Aquanova. Pored toga Aquanova obezbeđuje specijalizovane servise u proizvodnji kako pitke vode , tako i industrijske vode (video inspekciju sa bušotinskim kamerama,

[111]

energija

Slika 2 Prikaz opreme koja se koristi za hidro impulsnu metodu

[112]

energija

Tabela T2 Oblasti primene

Tabela T3 Primeri primena

Slika 3 Prikaz opreme: (a) Generator GII sa centralizerom, (b) Efekat impulsa i (c) Bubanj sa crevom i generatorom

(a) (b) (c)

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’’.

4. Zaklju~akStvaranjem snažnih mehaničkih impulsa u bušotinama za vodu mogu se otkloniti razne štetne naslage u fi lteru 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.

Literatura1. 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-Sea-Ice Seismic Refl ection 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 fl uid pulse propagating along a fault, American Geophysical Union, Fall Meeting 2004, abstract #T23A-0565

[113]

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 geofi zički karotaž

1. Bušotinska GFK merenjaU procesu izrade bušotina, radi određivanja geoloških i fi zičkih svojstava formacija zemljine kore potrebno je izvesti merenja različitih geofi zičkih veličina – ova merenja zajedničkim imenom se nazivaju geofi zičko-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.

2. Podsistem za prenos podatakaPodsistem 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 defi nisanim 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

RezimeZa potrebe merenja geofi zičkih parametara u bušotinama razvijen je sistem za prenos informacija pri geofi zičkim 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 geofi zičkih sondi.Ključne reči: Akvizicija podataka, bušotine, geofi zička merenja, prenos podataka

One Solution for Realisation of Data Transfer in Borehole Measurement SystemsFor 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

[114]

energija

razdvajanje jednosmerne komponente od komunikacionih signala. Da bi se to moglo što jednostavnije izvršiti informacije koje se prenose se prvo obrade u signal koji je pogodan za prenos, u oblik kontrolisane povorke negativnih naponski impulsa unapred defi nisanog trajanja. Ovi impulsi se „utiskuju” u napon (obaraju napon) na liniji (slika 2), te se lako detektuju na prijemnoj strani. Prednosti ove vrste prenosa signala su jednostavna realizacija i robustnost predajnog i prijemnog sistema, kao i velika sigurnost pravilnog prenosu podataka, a mana je mala brzina prenosa (teoretski maksimum za impulse širine 50μs je 10kHz). U većini slučajeva nema potrebe za slanjem veće količine informacija, a pošto geofi zička merenja

mogu trajati desetine sati i znaju biti izuzetno skupa, pouzdanost sistema je od krucijalnog značaja. Problemi koji se pojavljuju pri prenosu:1. Zbog specifi čnosti izrade kabla (čelična 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 signala. Ovo uzrokuje da se kabel ponaša kao NF fi ltar, što je ujedno i njegov glavni nedostak. Iz ovog razloga dugačak elektromehanički kabel ne može da prenosi visokofrekvencijske signale. 2. Kako se u stringu sondi postavljaju i određeni tipovi sondi koje funkcionišu tako što kratkotrajno utiču na vrednost napajanja (obaraju napajanje oscilacijama čija je srednja učestanost svega nekoliko Hz), potrebno je u obradi signala isfi ltrirati signale frekvencija bliskih nuli (do 10Hz), čime se uklanja i jednosmerna komponenta (napajanje). 3. Prilikom povećanja broja impulsa povećava se i potrošnja sistema za predaju signala, koja može biti

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 sistemaGeofi zički podsistem za prenos podataka se sastoji od površinske jedinice za komunikaciju i geofi zičke 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 fi ltar 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 fi ltar dodatno slabi NF smetnje, aktivni NF fi ltar od 30kHz uklanja sve komponente signala na polovini frekvencije odabiranja,

Slika 2 Impulsi utisnuti u napajanje

Slika 3 Blok šema podsistema za razdvajanje napona i signala

Slika 5 Blok šema površinske jedinice

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 geofi zička 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

[115]

energija

Slika 6 Blok šema geofi zičke sonde

Slika 7 Prenaponska zaštita Slika 8 Podnaponska zaštita i prekidački stabilizator

Slika 9 Šema prvobitnog rešenja 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 10 Šema našeg rešenja

režimu i samim tim ima veliku efi kasnost. 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 drajverLinijski 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

[116]

energija

popraviti smanjivanjem otpornika R na vrednost manjoj od Rlinije, ali se u tom slučaju značajno povećava potrošnja ovog rešenja, jer se povećava struja kroz R . Ova struja je beskorisna, ne protiče kroz kondenzator, nego samo dovodi do povećanja termogenih gubitaka.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 mosfetovi pri provođenju imaju veoma malu otpornost), tako da su i vremenske konstante male i međusobno jednake. Kada se na ulazu kola pojavi negativan napon, gornji operacioni pojačavač brže promeni stanje ,pošto u tom slučaju odmah provede dioda D16, te se na negativnom ulazu OP-a pojavi niži napon od referentnog (podešenog odnosom R8 I R7),te se na izlazu OP-a pojavi nizak naponski nivo i isključi Q1, a malo kasnije (kad se napuni C4 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, te nema gubitaka struja kroz njih.

5. Matemati~ka analizaIzvršena 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 11 Uprošćena šema našeg rešenja

zamjenjeni sa idealnim prekidačima. Kako je kapacitivost C1 mnogo veća od kapacitivnosti kabla, kapacitivnost kabla je zanemarena pri pročunavanju napona na C1. Broj impulsa u sekundi je 3000. Uprošćeno kolo prikazano je na slici 11.Primenjena je Tevenenova teorema i dobijeno je kolo na slici 12.

Slika 14 Simulaciona šema prvobitnog rešenja Slika 15 Signali na površini(crvena) i liniji(plava)

Slika 13 Uprošćena šema za izračunavanje impulsa

Kako je vremenska konstanta τ = (Rtev)*C1 vrlo mala=0.001, kondenzator je u ustaljenom radu napunjen na 20V, te je napon na liniji Vlinija=Vtev –V1Da bismo dobili napon na površini, vratićemo kondenzator Ckabl, i kondenzator C1 predstaviti kao konstantan naponski izvor, čime se dobija šema na slici 13.

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 fi ltar, vrednosti komponenti fi ltra 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 fi ltar 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

[117]

energija

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.

7. Zaklju~akU ovom radu opisano je hardvesko rešenje sistema za prenos informacija u geofi zičkom 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

Slika 16 Simulaciona šema našeg rešenja Slika 17 Signali na površini(crvena) i liniji(plava)

Slika 17 Sagrađen uređaj

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.

Literatura[1] G. Mančić, St. Martinović, M.

Živanov, “Geofi zički karotaž – osnovni fi zički principi”, DIT Naftagas, Novi Sad, 2002.

[2] Nikola Mrđa, “Prenos podataka pri bušotinskim GFK merenjima”, (diplomski rad), FTN Novi Sad, 2007

[118]

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

UvodZaštitne 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.

Konstrukcija zacevljenja bušotinaPoslednjih 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

RezimeU 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.

Demages and Consequence of Corrosion Demages the Casing Stell Tubes in Petroleum IndustryIn 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 bušotiniDa bi se pravilno i u potpunosti sagledao složeni mehanizam korozivnog delovanja smeše proizvodnog fl uida iz ležišta, treba uzeti u ubzir sve faktore koji utiču na razvoj i delovanje korozije,

uzrokovane prisustvom vodonik-sulfi da, 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 korozijeTopljivost 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 korozijaOvo je elektrohemijska korozija, čiji se proizvod, železo-sulfi d, 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

[119]

energija

Slika 1 Konstrukcija Mississippi Istražno – proizvodne bušotine /1/

parcijalni pritisak vodonik-sulfi da veći od 1,0 kPa.

Tačkasta korozijaTačkasta 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 korozijaPrsline usled naponske korozije (Stress Corrosion Cracking, SCC, ili Sulfi de Stress Cracking, SSC), javljaju se na određenim materijalima zbog istovremenog hemijskog delovanja sulfi dne 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 “Sulfi de Stress Corrosion Cracking” , SSCC /2, 3/.

Korozija usled prisustva hloridaOvaj 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 sulfi da (ЅЅCC), korozija usled hlorida (CЅCC ) ne uključuje pojavu vodonikove krtosti.Korozija usled prisustva živePrisustvo 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 bušotinaZa 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.

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 defi nisana 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

[120]

energija

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

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

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

strukture (,,duplex,,) se sastoje od približno jednakih delova austenita i ferita. Austenit je materijal koji je otporan na SSC (Sulfi de Stress Cracking) koroziju, ali je zato podložan koroziji kojas nastaje delovanjem hlorida. Iz tih razloga se metalurški stvara i delimično feritna struktura koja

[121]

energija

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

kod niske pH vrednosti, pa može doći do loma. Ovo još nije tačno razjašnjeno pa se sada intenzivno rade laboratorijska ispitivanja. Prema NACE standardu ove legure mogu imati tvrdoću do 35 HRc. Međutim proizvođači ih proizvode u različitim tvrdoćama. Za svaku od ovih legura standard NACE propisuju metaluršku obradu.Materijali se svrstavaju u klase i prema elastičnoj čvrstoći. Minimalna elastična čvrstoća koja se navodi u dokumentaciji proizvođača označava donju granicu elastične čvrstoće. Raspon za svaku klasu materijala obično je oko 10,3 daN/mm2 , što znači da je gornja granica za tu vrednost veća.Sigurnosni faktor koji se odnosi na čvrstoću zaštitnih i ulaznih cevi za uslove visokog pritiska, temperature, kao i agresivnih sastojaka zemnog gasa, predmet je svestranog interesa zbog svoje velike važnosti. U studiji preduzeća iz SAD i Evrope uobičajni koefi cijenti sigurnosti za bušotine navedeni su u tabeli 3.

Korozija ~eli~nih elemenata zacevljenih bušotinaU 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

ukoliko su naprezanja veća. Lom čeličnih elemenata bušotina može biti izazvan i ubrzan sledećim vrstama korozije: rupičastom, interkristalnom naponskom korozijom i vodoničnom krtošću. Na slici 2 prikazana su mesta mogućeg pojavljivanja korozije u naftnoj bušotini.Oštećenja se mogu razvrstati u tri kategorije.Prva kategorija su oštećenja koja direktno utiču na nosivost i stabilnost bušotine u celini, a to su:• oštećenja čiji je obim takav da je

nosivost preseka umanjena a time ugrožena bušotina u celini i

• oštećenja čiji obim ne ukazuje na smanjenu nosivost preseka ali je progresija znatna i ubrzana pa će se u dogledno vreme dogoditi.

Tabela 3 Vrednosti koefi cijenata sigurnosti za bušotine

Slika 2 Mesta pojavljivanja korozije u bušotini /4/

[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 bušotinamaČelične 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 fotografi jama slike 3.Koroziona oštećenja pri kojima je nosivost preseka umanjena, veoma ugrožavaju bušotinu u celini.

Posledice korozije zaštitnih ceviUprkos 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 korozijeIako 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

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 ceviProgram 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;

Slika 3 Primeri korozionog oštećenja cevi u naftnoj bušotini /5/

[123]

energija

• procenu i otklanjanje greške;• zakonsku regulativu za vraćanje

postrojenja u rad.Bavljenje opisanom problematikom zahteva interdisciplinarno znanje iz različitih oblasti – hemije, mašinstva, fi zike, 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 (specifi kacija 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 eksploatacijiUz 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

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~akNaftne 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

Slika 4

a) uređaji za ultrazvučni pregled /8/ b) primeri izveštaja ultrazvučnog pregleda /9/

[124]

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.

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

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, Oilfi eld 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 fi nansiran od strane Ministarstva nauke Republike Srbije.

[125]

energija

P. StefanovElektrotehnički fakultet, BeogradD. Balkoski EMS, Beograd

UDC: 621.315.001/.004

Izmena i dopuna programa ostvarivanja strategijeModul: Prenos električne energije

RezimeSaglasno 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, identifi kovani 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 identifi kovane 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 fi nansiranja, u cilju upoznavanja šire stručne javnosti sa predviđenim aktivnostima u oblasti prenosa električne energije.Ključne reči: Program ostvarivanja strategije, prenos električne energije.

AbstractIn 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 fi ve 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 specifi ed 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 defi ned 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 infl uence of newly constructed plants in the period 2005-2007. The analysis of the transmission network is also done, from the viewpoint of bottlenecks, voltage profi le 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 identifi cation 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 defi ned. The identifi cation 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 fi nancing, with the aim to introduce the wide professional circles with foreseen activities in the fi eld of the transmission of electrical energy. Key word: Program of the realization of strategy, Transmission of electrical energy .

[126]

energija

1. UvodOsnovni 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 defi nisanom 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 fi nansijske 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 razvoja energetike Republike Srbije 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 defi nisani 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 radaPrenosni 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

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 defi cita reaktivne snage u sistemu. Elektroenergetski sistem Srbije u proseku preuzima više od 500 Mvar od susednih sistema, a kao posledica defi cita 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

[127]

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 efi kasnosti, 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 fi nansiranog 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 radio-relejnim 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 defi cit električne energije u Jugoistočnoj Evropi najvećim delom pokriva proizvodnjom u centralnoj Evropi i Ukrajini. Defi nisanjem razvoja prenosnog sistema su obuhvaćena i moguća priključenja

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 defi nisanim tretmanom obnovljivih izvora energije. Posebno se izdvaja problem nedefi nisanosti 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 defi nisala pravila pri priključivanju i radu novih izvora.

2.1. Pregled kapitalnih investicija po oblastimaNajveći 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 specifi cira planirane troškove do 2012. godine. Identifi kovana 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 efi kasnosti, ispunjenje UCTE/regionalnih standarda itd. Projekti su identifi kovani i projekti su u fazi obezbeđenja fi nansija i početka realizacije. I/II. Poželjan Potreban za unapređenje performansi rada sistema i ispunjenje ekoloških standarda. Finansiranje još uvek nije identifi kovano i/ili obezbeđeno. II. Budući Planirani projekti koji nisu urgentni. Projekti su identifi kovani u odnosu na postojeći sistem i mogu postati višeg prioriteta u zavisnosti od razvoja i potreba mreže.

[128]

energija

Programom ostvarivanja strategije je identifi kovano 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 identifi kovano 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 fi nansijska 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 mre`a 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 identifi kovanih 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 identifi kovane 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 identifi kovanih 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

sisteme SCADA/EMS i SRAAMD (System for Remote Acquisition and Accounting of Metering Data – sistem za daljinsko prikupljanje i obradu mernih podataka) je fi nansirala švajcarska vlada, odnosno organizacija SECO, dok su sistem za upravljanje tržištem električne energije i sistem za alokaciju kapaciteta fi nansirani iz EAR donacija. SCADA system i SRAAMD sistem za daljinsku akviziciju i obračunsko merenje, kao i funkcije upravljanja tržištem i fi nansirani 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.

Tabela 1 Investicioni i razvojni plan po oblastima i prioritetima (2009 – 2012)

Slika 1 Planirane investicije za prenosni sistem prema prioritetnim nivoima (2009 – 2012)

[129]

energija

2.2.3. Ostale investicije Planirane su i određene kapitalne investicije koje će EMS fi nansirati 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 predlo`enih 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 kvantifi kovati 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

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

Tabela 2 Prioritetne investicije u prenosnu mrežu 400 kV


[130]

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)

životne sredine. Ekološki značaj ovog problema je od podjednake važnosti kao i njegova ekonomska strana. Radi sprovođenja efi kasne 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

[131]

energija

održavanja opreme i objekata. Potrebno je defi nisati 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 efi kasnosti 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 fi nansijska 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 defi nisanje jedinstvenog programa merenja.

4. Zaklju~akIzmene 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. Literatura1. Zakon o energetici Republike Srbije,2. Strategija razvoja energetike

Republike Srbije do 2015. godine,3. Prostorni plan Republike Srbije

4. Program ostvarivanja strategije razvoja energetike Republike Srbije

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.

[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. UvodMERENJE 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 modifi kacije, 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

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)

RezimeU 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 profi la 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-benefi t analysis for implementation of this system is also presented.Key words: Remote meter reading, costs, unpaid electric energy.

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

[133]

energija

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.

II. Opis sistema za daljinsko upravljanje i o~itavanje brojilaSistem 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 brojilo2. PLC modem3. koncentrator 4. GPRS modem

sa strane distributivnog preduzeća1. GPRS modem2. 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

Slika 1 Primer strukture sistema za daljinsko upravljanje i očitavanje

– Interneta, kojom se povezuju podaci o potrošnji pojedinačnih korisnika i upravljanje potrošnjom na nivou distributivnog preduzeća.

III. Prednosti sistema za daljinsko upravljanje i o~itavanje brojilaA. Smanjivanje troškova usled nenaplaćene električne energijeRedovna 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.

Sprovođenjem Tehničke preporuke TP-13a 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

[134]

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 fi nansijske 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 snageSistem 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.Sistem daljinskog upravljanja i 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 Sistem daljinskog upravljanja i 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 opterećenjemUpotrebom 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 energijeSistem daljinskog upravljanja i 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 gubitakaZahvaljujući 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, Easyfl ex i Cable Counter.

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 energijeJoš 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 tarifi ranje 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 kvantifi kovati, pa

[135]

energija

stoga nije uzeta u obzir pri izradi tehno-ekonomske 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 isplativostiAnaliza 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 brojila-mernih 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 godinaDinamički 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 grafi ka 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 kvantifi kovano, 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

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 klasifi kovavši, 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 električne energije.

V. Zaklju~akPrednosti 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 profi la 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.

Slika 3 Period otplate u odnosu na gubitke usled neregularnog preuzimanja električne energije

Slika 4. Period otplate u odnosu na broj brojila po jednoj TS

VI. Literatura[1] Zdravko Hukavec: „Indukciona

brojila“, Savezni zavod za mere i dragocene metale, Beograd

[2] 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.

[3] 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.

[4] Tehnička preporuka TP-13a ED Srbije: „Osnovni tehnički zahtevi za ugradnju mernih uređaja na granici vlasništva ili javnim površinama“, Beograd-Vrnjačka Banja, april 2006.

[5] V.M.Šiljkut: „Izmeštanje mesta merenja električne energije u cilju povećanja efi kasnosti rada i smanjenja gubitaka elektroprivrede“, ELEKTRA IV, Tara, septembar 2006.

[6] Odluka o Tarifnom sistemu za prodaju električne energije, Sl. glasnik RS, br. 24/01 (IV 2001) do br. 12/08 (VIII 2008.)

[137]

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. UvodOsnovne teorijske postavke ove tehnologije su proistekle iz matematičke fi zike 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.

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

veće pritiske u domenu dozvoljenih deformacija.

1.2. Revitalizacija reni bunara u izvori{tima vodosnabdevanja i otpu{avanje cevovodnih instalacijaProduženje 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

tehnologijama koje bi što efi kasnije podržale čitav taj proces. Vek eksploatacije reni bunara je uslovljen brzinom krustifi kacije 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 krusifi kovanog materijala čime bi se dobila veća pukotinska poroznost, a time i vodopropusnost materijala u kome se nalazi dren.

RezimeU radu je opisana koncepcija nove i originalne tehnologije zasnovane na teorijskim istraživanjima matematičke fi zike. 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 verifi kacija fi zikalnosti procesa u predviđenim oblastima primene ove tehnologije.Ključne reči: Električna struja, električno impulsno pražnjenje u vodi, hidrodinamika, udarni talas

New Electrohydraulic TechnologyIn 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 verifi cation of the physicality process in certain application fi elds, a special mechanical and electrical subsystem has ben designed. Key words: Electrical current, electrical pulse discharge in water, hydrodynamic,

[138]

energija

Na ovaj način bi se povećalo vreme eksploatacije samih reni bunara.

4. Analiza fizikalnosti ELHIM tehnologije i istraživanje uticajnih parametaraSuština 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 fl uidu. 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 fl uidu. Shodno postojećem Paskalovom zakonu, nastali varnični kanali i gasni mehurovi trenutno se šire u radnoj zoni tečnog fl uida prenoseći pritisak u formi udarnog talasa, vrlo sličnog eksplozivnim udarima, na sve strane podjednako. Objekat koji se nalazi sa druge strane komore sa tečnim fl uidom, 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 fl uid 7 sa uronjenom elektrodom 9. Držač elektrode 9 je

Slika 1 Prikaz izvođenja oblikovanja lima sa vertikalnom elektrodom i sudom kao masom

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 defi niše izrazom (1) kao zavisnost napona električnog pražnjenja U i kapacitivnosti kondenzatorskih baterija C: (1)

Analitička zavisnost električnih parametara defi niše 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 – koefi cijenti koji predstavljaju konstante zavisne od vrste materijala elektrode a f – sopstvena frekvencija instalacije za električno pražnjenje, određena je sledećom relacijom (3):

(3)

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):

(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)

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 koefi cijente naponskih stanja materijala obradka i za martenzitni čelik imaju vrednost: k =190 i α = 0,16 , dok za materijal od aluminijuma navedeni koefi cijenti 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)

defi niše energiju E kao funkciju parametara sa relevantnim značenjima. U izrazu (7) veličina M predstavlja masu nepoželjnog sloja i vode u radnoj zoni, kv - koefi cijent brzine deformisanja nepoželjnog sloja, kd -koefi cijent udarnog talasa i njegovog širenja, ψ-koefi cijent sferičnosti udarnog talasa koji zavisi od visine R vrha elektrode od matrice, So -poprečni presek matrice, a parametar Adef predstavlja potreban koristan rad.

[139]

energija

5. Idejnodejno i realno rešenje instalacije eksperimentalnog ELHIM sistemaVarijanta 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 tehnološko-mašinskog podsistema.

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.

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

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 verifi kovana fi zikalnost procesa impulsnog električnog pražnjenja u tečnosti.

Slika 4 Baterija kondenzatora sa otporničkim modulom

Slika 5 Izgled deformisanog uzoraka u oblasti mašinstva pomoću nove ELHIM tehnologije

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 verifi kovali istraživačke napore i omogućili nam dalja istraživanja koja treba da omoguće

[140]

energija

primenu ELHIM tehnologije na široku lepezu mogućih industrijskih procesa, a ukazuju da se ona može primeniti i u građevinarstvu i vodoprivredi.

6. Zaklju~akU 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 fl uidu 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.

Literatura1. 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.

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 Machines-SME , Polish Academy of Science and Poznan University of Science and Technology, Poznan, Poland, 2007, pp. 285.

8. CVETKOVIĆ-MRKIĆ S., Metode geotehničkih melioracija, Rudarsko-Geološki fakultet, Beograd, 1995.

[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 podaciNaziv 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

IstorijatHidroelektrana 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

RezimeTema 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 - fi nansijske analize.Ključne riječi: HE “Perućica”, modernizacija, rekonstrukcija, elektroenergetska situacija, hidromehanička oprema, elektro oprema, investicioni program, energetski efekti.

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

horizontalni sa po dvije Pelton – turbine. Za razliku od prethodnih agregata nove turbine imaju po dvije mlaznice po kolu.

Osnovni podaciHE »Perućica« je složeni sistem koji se sastoji od tri međusobno povezana podsistema. Ti podsistemi su:− podsistem dovodnih kanala− podsistem pod pritiskom− podsistem odvodnih vadaHidroelektrana 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

[142]

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 profi l 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

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 modernizacijeHE »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

Tabela 1 Osnovne karakteristike turbinskih agregata

[144]

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 defi nisanjem 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 dokumentacijaAnalizirane 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% insta lisane 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 gor njim graničnim kriterijumom i za sve ostale djelove sistema HE ”Perućica”,

− da predviđenu dogradnju i rekonstrukciju bazira na potrebama nor malnog pogona modernizovane elektrane sa osam agregata vodeći računa o kasnijoj nesmetanoj dogradnji samog sistema HE ”Perućica”,

− da sadrži specifi kacije na osnovu kojih će se raditi tenderska dokumentacija za isporuku i izvođenje radova,

− da sadrži procjenu potrebnog broja i kvalifi kacione 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 – fi nansijske 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 modernizacijeNajvažnija 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,

− 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 i uključenje u Tehnički sistem 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,

[145]

energija

− dogradnja procesnog informacionog sistema za upravljanje elektranom i uključenje u Tehnički sistem 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,

− 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:

− 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 fi nansijske 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

Tabela 2 Akumulaciona jezera HE »Perućica«

Tabela 3 Energetski ekvivalenti u HE »Perućica«

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 fi nansijskim 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, fi nansijske 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”.

[146]

energija

Zaklju~akIz 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.

Literatura1. 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.

- Modernizacija, osposobljavanje i dogradnja HE „Perućica“, Idejni projekat, Knjiga I: Hidrfograđevinski deo, Sveska 1: Analiza nestacionarnih hidrauličkih režima u sistemu HE „Perućica“, II deo: Sistem pod pritiskom, Energoprojekt Energodata, Beograd, SFR Jugoslavija, 1984.

- Modernizacija, osposobljavanje i dogradnja HE „Perućica“, Idejni

Tabela 4. Pregled proizvodnih jedinica EPCG

projekat, Knjiga I: Hidrfograđevinski deo, Sveska 1: Analiza nestacionarnih hidrauličkih režima u sistemu HE „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.

[147]

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 Confi guration

1. IntroductionReliability 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 qualifi cation.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 signifi cant factors affecting its operational life is temperature, which can be infl uenced by:• degradation of insulation systems,• effects of short currents,• symmetric overload over nominal

value of a transformer,• asymmetric overload at the

transformer output.

2. Analysis of Distribution Transformer FailuresThe 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,

AbstractThis article describes analysis of frequent faults on 630kVA, 22/04kV transformer which is connected in star - delta confi guration (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 fi nancial loss.

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 defi ned 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 simplifi ed 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 infl uence 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 signifi cantly affect

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 identifi cation 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 fl owchart, depicted in Fig.1.

3. Analysis of Transformer ConsumptionConsumer 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

Fig. 1 Basic EMC fl owchart

[148]

energija

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

did faults on transformer 630 kVA.

4. Power analysis at the Transformer Output 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 electro-energetic 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 TransformerApplication 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 chiefl y because of: effect of a non-sinus function on an

inherent equipment, effect of a non-sinus function on other electrotechnical equipment.

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

Fig.2 Consumed Electrical Power 2 Days (1/4 hour maxim)

Fig. 3 Flowchart and Schematics of Electro-energetic Feed of technology Equipment and its Measurement

[149]

energija

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. ConclusionIn 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

Fig. 4 Output Currents and Voltages at the Output Side of a Distribution Transformer

Fig. 5 Harmonic Analysis

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 fi nely – this distribution transformer is able to provide reliable operation and fulfi l 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 Over-currents.

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

[150]

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

U1. vodU 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

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 defi nišu tehnički problem koji se rešava priloženim predlogom.Prilikom pisanja oznake za spregu trofaznih transformatora, najpre se

RezimeU 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 koefi cijenata 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 VoltagesDetermining 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 (10-300) .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 coeffi cients. 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

[151]

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

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

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

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)

[153]

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 spezanjaTehnički 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 grafi čku 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 koefi cijentima 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 tehno-ekonomskih efekata i pogrešnih

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 rezultatiNa 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 koefi cijente svih harmonika Furijeovog reda, a onda se sa tako dobijenim koefi cijentima 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:

[154]

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 - koefi cijenti 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 koefi cijenata ak i bk; i θk - početna faza ekvivalentne prostoperiodične sinusoidne funkcije vremena za linijski napon, koja se određuje pomoću koefi cijenata 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)

Tabela 2 Rezultati ispitivanja trofaznog transformatora za slučajeve sprega: Dd0, Dd6, Yz11 i Yz5.

(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

[155]

energija

koliko iznosi broj časova na časovniku za nepoznatu spregu ispitivanog trofaznog transformatora, što se daje sledećom jednačinom:

α=θ′′−θ″, (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~akDobijeni 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 fl uksa, tj. zato što se nije odredila indukovana elektromotorna sila primara usled promene zajedničkog magnetnog fl uksa. Što se tiče indukovane elektromotorne sile sekundara usled zajedničkog magnetnog fl uksa 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

zaostajanjem faznog napona sekundara za faznim naponom primara, a koji se pomoću mernog sistema za akviziciju podataka određuju sa greškom manjom od propisane.8. Literatura1. 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.

15. Nacional instruments, LabVIEW analysis concepts, NI Corporation, 2000.

16. Nacional instruments, LabVIEW getting started with LabVIEW, NI Corporation, 2000.

17. Nacional instruments, LabVIEW measurementsmanual, NI Corporation, 2000.

[156]

energija

Mr ^edomir Zeljkovi}, Sini{a Zubi}Elektrotehnički fakultet Banja LukaDr Nikola Rajakovi}Elektrotehnički fakultet Beograd

UDC: 621.316.001.573/.003

Primjena algoritma za minimizaciju troškova na ekonomsku procjenu isplativosti uvođenja distribuirane proizvodnje

1. UvodInstalacija distribuiranih energetskih resursa, kao dodatak skupu tradicionalnih komponenti elektroenergetskog sistema, može donijeti niz značajnih poboljšanja.Jedna grupa benefi cija odnosi se na potrošača električne energije, koji dobija na fl eksibilnosti 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 električne energije.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 efi kasnije iskorišćavaju fosilna goriva, čime se smanjuje nivo aerozagađenja, te povećava energetska sigurnost zajednice.Iako ova lista mogućih benefi cija 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

RezimeSopstvena 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 GenerationSelf-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 fi nd 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 fi nansijskim kalkulacijama koje trebaju dati odgovor na pitanje isplativosti uvođenja distribuirane proizvodnje.

2. Uop{teno o korisnosti uvo|enja distribuirane proizvodnjeTri su osnovna razloga koji korisnike motivišu na razmišljanje o uvođenju distribuirane proizvodnje:

- Smanjenje troškova kupljene električne energije

- Povećanje pouzdanosti snabdijevanja potrošača

- Poboljšanje kvaliteta električne energije

2.1. Smanjenje tro{kova kupljene elektri~ne energijeDistribuirana 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 kilovat-časovima (kWh) i njena cijena ne mora da bude konstantna, odnosno moguće je da cijena jednog kilovat-časa bude skuplja u slučaju veće

[157]

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~aJedan 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 energijeKvalitet 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 benefi cije 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

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 agregataU 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

[158]

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

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 fl eksibilnosti 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

[159]

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 formuleU 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 fi nalnog suda o isplativosti uvođenja distribuirane proizvodnje (slika 4).

4.1. Prosti period otplateKao 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 fi guriše 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 analizaProjekti koji bi prošli ulazni test baziran na prostom periodu otplate, morali bi se detaljnije razmotriti uz uvažavanje drugih važnih fi nansijskih 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 afi rmativnu 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 modifi kaciju i postaje:

(3)

gdje se pojavljuje nova veličina, faktor anuiteta iA , koefi cijent 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 koefi cijent pomoću kojeg se može modelovati stepen nesigurnosti da će se realni dispečing izvesti u potpunosti u skladu sa predloženim optimalnim planom. Taj koefi cijent 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 rezultatiKao 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

[160]

energija

Slika 5 Ulazni podaci za analizu isplativosti

Slika 6 Optimalno angažovanje novog agregata u prvoj godini eksploatacije

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

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 koefi cijente 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 defi nitivni iznos uštede za korisnika na godišnjem nivou. Na kraju se sve godišnje uštede diskontuju (usvojena stopa je 6%) i sabiraju tvoreći željeni pokazatelj –

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.

[161]

energija

6. Zaklju~akU 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 fi nansijskim kalkulacijama koje trebaju dati odgovor na pitanje isplativosti uvođenja distribuirane proizvodnje.

7. Literatura[1] H. A. Gil, G. Joos “Models for

Quantifying the Economic Benefi ts 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 Defi nition”, Electric Power Systems Research vol. 57, 2001, pp. 195-204.

[5] A. Siddiqui, C. Marnay, R. Firestone, N. Zhou “Distributed Generation with Heat Recovery and

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 Profi les - Small Industrial Customer Groups”, http://www.ieso.ca/imoweb/transInfo/demand.asp

[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

RezimeSvako 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 defi niše 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 defi ne 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 confi dential data and information.Key words: Electromagnetic radiation, viral (information) radiation, telecommunication’s system, computer, functional telecommunication and computer system, protection.

1. UvodDa bi se shvatilo i razumelo pitanje elektromagnetnog zračenja potrebno je defi nisati neke osnovne pojmove. Kao prvo, potrebno je defi nisati 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 fi zičko 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 identifi kovana kao vrlo opasna po ljudski organizam, tako da je njihova primena, u mnogim

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

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.

[163]

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

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 defi nisane RFS predstavljaju EM energiju

[164]

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~enjaTehnički 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 fi zička 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,

provode se na hardveru ili pomoću dodatnih hardverskih zahvata. Normalni postupak je defi nisanje 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 sistemimaPitanjima 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

1 TEMPEST - Total Electronic and Mechanical Protection against the Emission of Spurious Transmissions

[165]

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 (mistifi kacija),

- 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. Najefi kasnija 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

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~akMogućnost 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 efi kasne su za jedan deo opsega nisu uvek efi kasne 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 efi kasno 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

[166]

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 fi nansijska sredstva.Sistem zaštite je najefi kasniji 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 sertifi kat 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

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 Offi cer. 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 научно-практическая конференция “Безопасность информации в информационно-телекоммуникационных 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.

[167]

energija

Mr Miroslav Elezovi}, dipl. in`. Tehnički opitni centar, BeogradProf. dr Lazar Petrovi}, dipl. in`.Kriminalističkopolicijska akademija, BeogradDoc.dr Radi{a Stefanovi}, dipl. in`.Doc.dr Nikola Leki}, dipl. in`.Vojna akademija, Beograd

UDC: 621.316.91

Zaštita elektronske opreme od naponskih udara u mreži za napajanje

UvodTranzijentni 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

SadržajOtpornost 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 SupplyImmunity 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 defi niše IEC/EN 61000 – 4 - 5 (Surge immunity test). Posle izvršene ubrzane

harmonizacije naših standarda sa IEC/EN, njegova primena je postala i kod nas obavezna.

2. Naponski udar1.2. Izvori i posledice naponskih udaraUdar 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.

1 ns = 10 – 9 s – nanosekunda2 μs = 10 -6 s – mikrosekunda

[168]

energija

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

standardi defi nišu 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

Slika 1 Atmosfersko pražnjenje

Slika 2 Mehanizam generisanja naponskih udara usled pojave atmosferskog pražnjenja

Slika 3 Dijagram uticaja parametara naponskih udara na elektronske uređaje

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|ajaZaštita 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 klasifi kovati 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 fi zičko izlaganje tranzijentima - naročito, indirektnim efektima atmosferskih pražnjenja koji proizilaze iz projekta zgrade, lokacije, fi zičkog 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

[169]

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 tranzijenataZa 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 efi kasan 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 naponaOvi 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 fi zičkih procesa, su prihvaćene u industriji: polikristalni varistori i lavinske diode sa jednim spojem.

2.3.2.1. Lavinske diodeLavinske 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 efi kasnim 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

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 najefi kasnija konfi guracija 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 4 Potiskivanje naponskog udara u tri koraka Slika 5 Ekvivalentno kolo varistora

[170]

energija

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

Slika 6 Opcije povezivanja varistora i efekat na tranzijentne prenapone zajedničkog ili normalnog moda

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.Konfi guracija 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 konfi guracija 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.

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 defi niše ″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.

[171]

energija

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 defi niše naponski impuls oblika 10/700μs, primenljiv na telekomunikacione priključke.

Slika 8 Oblik kombinovanog impulsa naponskog udara: a) naponski, b) strujni impuls

Generator naponskih udara koji defi niše standard IEC/EN 61000 – 4 – 5 ima kombinaciju strujnog i naponskog impulsa specifi ciranog 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 defi nisane 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).

a) b)

Kako su oblici impulsa specifi cirani 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 opremomNaponski udari sadrže visoku energiju, jer amplitude napona iznose i do 4 kV, a

Slika 9 Način sprezanja generatora naponskih udara sa linijom napajanja ispitivane opreme

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

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.

2.7. Rezultati ispitivanjaIspitivanje je izvršeno prema kriterijumima datim u standardu IEC CISPR 24:1997 (odeljak 8, tabela 4 pod 4.4, kriterijum B) i prema metodologiji defi nisanoj 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

[172]

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~akIzvori 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 defi nisanog oblika i nivoa na svaki relevantni kablovski priključak, na specifi ciran 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 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

V380220 / 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 alata-Furijeove 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:

...,,,,, 4321N1NPh

gde je: h - red harmonika, P - impulsni broj 2418126P ,,, 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 6P i .12P

Za 6P karakteristi~ni harmonici su:

...,,,,,,,, 25231917131175h

a za :12P

...,,,,,,,, 4947373525231311h 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]

UDC: 621.316.1 : 621.94.004

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 ( THDV ), 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:

.maxh

1h

22hECEC hIPP

1 ,

gde su: ECP –totalni gubici usled vihornih struja (Eddy Current);1ECP –gubici usled vihornih

struja kada postoji samo fundamentalni harmonik (linearno optere}ewe); hI –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:

.maxh

1h

22h hIK .

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:

%...

100I

IIII

1

2h

23

22

THD - totalno harmonijsko izobli~ewe, 2THDI1

1PF -

faktor snage, hI –RMS harmonika h, izreèna u p.u. sistemu u odnosu na RMS 1I .

Problem pojave vi{ih harmonika struje u mreì elektri~nih instalacija napona V380220 / 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.

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 Hz50 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

A106 , a neutralnog provodnika je A152 , {to je velika vrednost.

Harmonik %Fund. RMS(%)

22hI %Fund. RMS(%)

22hI %Fund. RMS(%)

22hI %Fund. RMS(%)

22hI

1

100% 100% 1.00 100% 92% 0.84 100% 77% 0.59 100% 66% 0.433 0% 0% 0.00 35% 32% 0.93 70% 54% 2.61 90% 59% 3.155 0% 0% 0.00 21% 19% 0.93 35% 27% 1.81 55% 36% 3.277 0% 0% 0.00 12% 11% 0.59 20% 15% 1.16 35% 23% 2.599 0% 0% 0.00 9% 8% 0.55 15% 12% 1.08 20% 13% 1.4011 0% 0% 0.00 3% 3% 0.09 10% 8% 0.72 15% 10% 1.1813 0% 0% 0.00 2% 2% 0.06 7% 5% 0.49 10% 7% 0.7315 0% 0% 0.00 1% 1% 0.02 3% 2% 0.12 6% 4% 0.3517 0% 0% 0.00 1% 1% 0.01 2% 2% 0.07 4% 3% 0.2019 0% 0% 0.00 1% 0% 0.01 1% 1% 0.02 2% 1% 0.0621 0% 0% 0.00 0% 0% 0.00 0% 0% 0.00 1% 1% 0.02

I(THD) 0% 0 44% 40% 83% 64% 115% 75% I(RMS) 100% 109% 130% 152% Faktor

snage 1.00 0.92 0.77 0.66 K-Faktor 1 4 9 13

kVA

74,099 66% 80,851 72% 96,365 86% 112,698 100% kW 74,098 74,098 74,098 74,098

Gubici(W) 3,559 4,468 6,648 8,958

Efikasnost 96.3% 95.4% 93.1% 92.0%

[176]

energija

Napon St r uja

F aza A

F aza B

F aza C

Neut r al nipr ovodni k

120o 240o 360o 120o 240o 360o

St r uja neut r al nog pr ovodni ka = 3 f azna st r ujax

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 Hz50 , ve} Hz150 . 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 V380220 / , - 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 mo`e 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 okru`ewu,

[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.

Faz

na s

tru

ja [A

]

150

100

50

01 3 5 7 9 11 13 15

Red har moni ka Slika 2. Harmonijski spektar fazne struje u instalaciji sa prikqu~enim energetskim

pretvara~ima

St

ruja

neu

tra

lnog

pro

vodn

ika

[A] 150

100

50

01 3 5 7 9 11 13 15

Red har moni ka 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 sadr`ajem vi{ih harmonika, uzima se kao polazna u re{avawu problema. Merewa se obavqaju na slede}im mestima:

- lokalne razvodne table V380220 / , - 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:

смањењафактор =

)(

.

вредностмаксималнаструјепикавредност

струјевредностефективна4141.

Kada transformator napaja kompjutere i drugu elektronsku opremu, tipi~na vrednost faktora

smawewa se kre}e od 50. do 70. , {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

Na slspregpodeqnultise nalimpedkompoprovodobarbespo 3.2.El Faznopetogharmo

odgovtransprostkonfiharmopovezoptersabir

fazni

kasnestrujuharmodirek

Rharm

Kompsi

Na slza sad

struja

lici 5 je prinut u slomq

qen u dva jednih struja (A0, Blaze na istomdansa postajeonente strujeodnik rasterer, jer se struotrebno prim

liminisawe v

o pomerawe jeg, sedmog, jedaonika da bi

varaju}e strusformatora sta i generaiguracije. Ov

onika. Na slzani na iste re}ewa u faziraju. Transfo

i pomeraj od

e za primarniu fundamentaonika i simetktni, inverzn

Red monika (f

ponentni istem

Ta

lici 7 je prikda, samo pona{

a 7-og harmon

ikazan princenu zvezdu. Nnaka polunamB0 i C0) uvek

m stubu, }e se pe veoma nis

e, jer niska nue}uje. Ovaj n

uje trostrukiarni namotaj

vi{ih strujni

e veoma efikanaestog i tr

i se poni{t

uje harmonisa razli~iti

alno se mo`vde }e na jed

lici 6 su prsabirnice.

i, kao i da suormator TX-A

o30 , {to zn

im veli~inamalne u~estanotri~nih kompi ili nulti r

1 fund.) 2

d i

Tabela 2. Veza

kazan uticaj f{awe struja 7

nika na prima

Slika 4. Sim

cip rada traNa zajedni~kmotaja koji su

u fazi, flukponi{titi. Kska. Zato seulta impedansa~in poni{t

ih harmonika transformat

ih harmonika

kasan metod zarinaestog strtio drugi iz

ika za 180im faznim pè primenitdnom primerurikazana dva

Radi upro{}u struje na prA nema fazni

na~i da napon

ma za o30 . O

osti (1. harmoponenti naponredosled (tab

3 4

o d

izme|u reda h

faznog pomer7-og harmonik

aru ( AP7I ) je,

metri~ne kom

nsformatorakom jezgru se u motani u su

ksevi proizveKako su fluks

ovakva vezsa “privla~i”tavawa harmoa poni{tavajutora i ne {ir

a tehnikom fa

a poni{tavawrujnog harmonzvor istih h

0 (suprotanomerajem izmti kada se u biti predst

transforma}ewa, pretporimarnoj strai pomeraj izm

n i struja na

Ovo pomeraweonik), na primna i struje, {ela 2).

5 6 7

i o d

harmonika i k

rawa na strujka. Po{to tr

, kao i struja

mponente

a koji ima cnalaze tri

uprotnim smeedeni u razli~sevi nultog ra ~esto kor” struje nulto

onika nulte ku na sekundarre se daqe u m

faznog pomera

we vi{ih strnika). Ova teharmonika, p

n smer). Tome|u primar

koriste trtavqen na~in

atora (TX-Aostavi}emo dani oba tranme|u primar

sekundaru ov

e ni na koji marnoj strani

{to znači da s

7 8 9

d i o

komponentni

e 5-og i 7-og ansformator

a osnovnog har

ik-cak namotnamotaja. Sverovima. Po{~itim polunaedosleda pon

risti u filog redosleda,komponente srnoj strani,

mreù.

awa

rujnih harmonehnika koristpomo}u fazn

o se postià i sekundar

ransformatorn poni{tavai TX-B) ~ij

da su naponinsformatora

a i sekundar

vog transfor

na~in ne utii. Postoji vezsvakom harmo

10 11

d i

ih sistema

harmonika. Pr TX-A nema f

rmonika, u f

taj tj. namotvaki od wih j{to su fazoramotajima koj

ni{teni, nultlterima nult, ~ime se nultstruje je veom

ne optere}uj

nika (pre svegti jedan izvonog pomeraw

è primenora. Tehnika jri razli~itwa 5-og i 7-oji su primar

i i struje obu fazi i da s

ra, a TX-B im

rmatora fazn

i~e na napon za izme|u red

oniku odgovar

1 12 itd

o itd

Posmatra}emfazni pomera

fazi sa strujo

aj je

ri ji ta te ti ma ju

ga or wa

om je te og ri ba se

ma

no

i da ra

d.

d.

o, aj,

om

[180]

energija

istog

sekun

harmonika

ndara BS1V fa

Slik

S

na sekundar

azno kasni za

ka 5. Princip

Slika 6. Uti

u ( AS7I ). Tr

naponom prim

p rada transf

icaj faznog po

ransformator

mara BP1V za

formatora s

omerawa na ve

r TX-B ima

o30 .

a spregom slo

eli~ine osno

fazni pome

omqena zvezda

ovne u~estano

eraj, pa napo

a

osti

on

[181]

energija

Fazno pomerawe napona BS1V prouzrokuje da se struja 7-og harmonika na sekundaru BS7I fazno

pomeri za o210 . Po{to je struja 7-og harmonika direktnog redosleda (tabela 24), BS7I mora

fazno da kasni za BP7I . Zakqu~ujemo da je struja 7-og harmonika na primaru TX-B

transformatora ( BP7I ) fazno pomerena za o180 u odnosu na struju AP7I tj. one su suprotnog

smera. S’ obzirom da su optere}ewa PPA i PPB sli~na, struje AP7I i BP7I 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 mre`u. 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 (

BS5I fazno predwa~i u odnosu na BP5I ). Tehnikom faznog pomerawa od o30 , 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

o15 , poni{tavaju se 11-ti 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.

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.

Ka

tra

nsf

orma

tor

u (n

apaj

awe)

F aza A5-t i i 7-mi har moni k

3-’} i har moni k

st r uja neut r al nog pr ovodni ka

3-}i

, 5-t

i i

7-mi

ha

rmon

ik i

z po

tro

{a~

a

N C E

F aza B

F aza C

Neut r al ni pr ovodni k

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 A153 ) i sa

instalisanim NCE ure|ajem (struja je A30 ). 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

Zakqnego t NCE Impedkod f

Slika 9. Tala

Slika

u~ujemo da Ntransformat

ima jednu sdance). Ova t

filtera i cik

asni oblici s

ka 10. Na~in pr

NCE ima boqoru, jer se tim

specijalnu otehnologija sek-cak (slomqe

struja neutrneutralno

rimene elimi

qe radne karame smawuje ci

pciju. To jee {iroko priena zvezda) ko

ralnog provodog provodnik

inatora stru

akteristike irkulacija nu

e promenqivimewuje pri onfiguracija

dnika sa i beza-NCE

uje neutraln

ako je instalulte struje.

a impedansaograni~avaq

a. Razvojem el

z eliminator

og provodnik

liran bli`e

– FAI (Fiequ struje nultlektroenerge

ra struje

ka

potro{a~im

eld Adjustablte komponentetskog sistem

ma

le e, a,

[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.

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 o30 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 o180 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:

Veli~ina Rezultat

Tre}i harmonik i struja neutralnog provodnika

smawewe %80

Napon neutralnog provodnoka smawewe %80

Izobli~ewe napona smawewe %% 8050 − Sredwa vrednost fazne struje smawewe %10

Neuravnoteènost faznih struja smawewe %70

[185]

energija

- vezuje se redno ( V380220 / 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

Razvodna t abl a A

Tr ansf or mat or

CNCE

3B3 , 5 , 7A A A

5 , 7A A 5 -5A B

7 -7A B

3 , 5 , 7B B B

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 %.62 ). 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: kWhSn ;15 ;30 ;45 ;.5112 ;150 ;225 ;300 ,500 i biraju se na osnovu snage potro{a~a.

[186]

energija

5%

3 5 7 9 11 13 15

10%

0%

pr e pr i mene - 11%CNCEposl e pr i mene - 2.6%CNCE

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 mre`u. Taj uticaj se ogleda u minimalnom pove}awu impedanse sistema, ali to nema zna~ajnije posledice na struju kratkog spoja.

100

40

01 3 5 7 9 11 13 15

Red har moni ka

20

60

80

[%]

100

40

01 3 5 7 9 11 13 15

Red har moni ka

20

60

80

[%]

3A 3B

CNCE

2A 2B

3. SPRAT

2. SPRAT

PRI ZEMQ E

Tr ansf or mat or 112.5 kVA600/120-208V

a)

b)

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

Tab

Izo

Izo

Strpro

Nappro

Fak

Ta Kao iomogumre`strujupromestruju

Stru

−5

Napo

Neur

Najv

Napo

abela 4. Perfo

Slika 14. Pr

Parameta

obli~ewe stru

obli~ewe nap

ruja neutralnovodnika

pon neutralnovodnika

ktor snage

abela 5. Pobo

i NCE, CNCEu}ava kontroe tj. napojne s

u neutralnog enqivom impu neutralnog

V

uja neutralno

ti i −7 mi h

on neutralno

ravnote`eno

ve}a fazna str

onsko izobli

ormanse komb

Primer insta

ar

uje

pona

og

og

oq{awe pokaz

E ure|aji se polu i tretmanstrane. Kao s

provodnika pedansom (CN

provodnika

Veli~ina

og provodnika

harmonik stru

og provodnika

st optere}ew

ruja i~ewe

binovanog eli

lacije elimi

Pre ugradw CNCE

64% 11.1%

111A

6.04

0.76

zateqa kvali

prave i u vern neutralne serijski vezan

sa napojne sNCE-FAI) }e s

sa napojne s

a

uje

a

wa

iminatora st

natora stru

we Po

iteta elekt

rziji sa promestruje kako sn ure|aj, stanstrane. U sluniziti ulazntrane. Smaw

truje neutra

uje neutralno

osle ugradwe CNCE

14% 2.6%

18A

1.6

0.95

tri~ne energi

enqivom impsa strane pri

ndardni CNCEu~ajevima gdenu nultu imped

ewem, ili po

Rezul

smawewe

smawewe d

smawewe

smawew

smawew

smawewe

alnog provodn

og provodnika

U~

smaw

smaw

smaw

smaw

poboq

ije nakon ugra

pedansom (FAijemnika, takE }e veoma mae je to potredansu ure|ajaotpunim ukla

ltat

e %90

do %100

e %90

e %70

e %15 e %80

nika-CNCE

a CNCE

~inak

wewe 78%

wewe 77%

wewe 84%

wewe 74%

{awe 25%

adwe CNCE

AI). Ova opcijko i sa stranalo uticati nbno, CNCE s

a i povu}i ve}awawem struj

ja ne na sa }u je

[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)

Goran \uki}, Elektrotehni~ki fakultet u Beogradu 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. K-faktor 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 trougao-zvezda. 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

UDC: 621.316.1 : 621.94.004

[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 Izobli~ewe izlaznog napona

Slomqena zvezda Harmony-2 IEEE Std 5191 100.0% 100.0% n/a 3 4.6% 1.2% 3.0% 5 0.2% 0.8% 3.0% 7 1.1% 0.5% 3.0% 9 0.3% 0.3% 3.0% 11 0.5% 0.2% 3.0% 13 0.7% 0.4% 3.0% 15 0.4% 0.1% 3.0% 17 0.9% 0.1% 3.0% 19 0.3% 0.1% 3.0% 21 0.3% 0.2% 3.0% 23 0.2% 0.1% 3.0% 25 0.1% 0.1% 3.0%

THD = 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 V480 ili V600

distribucije sa transformatorima koji sni`avaju napon na V208120 − 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: kVASn ;15 ;30

;45 ;75 ;.5112 ;150 ;225 ;300 .500

Veli~ina Rezultat tre}i harmonik i struja neutralnog provodnika

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 posti`u ugradwom ure|aja Harmony – 1

[192]

energija

Razvodna t abl a B

Razvodna t abl a A

t r ansf or mat or( t r ougao-zvezda)

t r ansf or mat or( t r ougao-zvezda)

120-208V

120-208V

BB

AA

B

B+A

480V (600V)

Razvodna t abl a B

Razvodna t abl a A

harmony - 1t r ansf or mat or


BB

AA

B

B-A

480V (600V)

a) 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, 15-ti). 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

Glavne karakteristike:

[193]

energija

Sve {2 imasekunpotreharmodati ssekuntranskao i se poHarmmodelse prina isstranDo po

- Harmo- ima ug- elimi

strani- elimi

{to je re~eno a dva izlaza pndarnoj straneban jedan uronik se elimsu na slici 1

ndarnoj stransformator um

Harmony-1. ni{tavaju f

mony-1 transfla Harmony-2imari dva ova

ste sabirniceni na isti na~oni{tavawa d

ony–2 je trangra|en eliminni{e struju n

i, ni{e peti i s

Slika 17. Kar

za Harmony–pa se shodno tni. Tako|e, sre|aj. Harmoini{u na sek9. Harmony-2ni. Svaki o

mawuje poremSekundari ov

fluksevi 5-ogformatora, o2 ure|aja: sa fakva transfoe, do}i }e do~in kao {to sdolazi u ta~ki

nsformator snator struje nneutralnog p

sedmi harmon

rakteristi~

–1 vaì i za Htome poni{tsmaweni su fony–2 se vezukundarnoj str2 transformod ovih sek

me}aje naponava dva transfg, 7-og, 17-og ovi harmonicfaznim pomerormatora, jedo poni{tavase kod Harmoi gde se ove st

sa dva izlaza,neutralnog prrovodnika i

nik na sekunda

~na primena H

Harmony–2. Javawe petog

finansijski uje u system rani). Efektator poseduje

kundara imaa nastale usleformatora su

i 19-og struci se eliminirajem od 00 i oan sa faznimwa 11-og i 1

ony-1 poni{ttruje susre}u

rovodnika, struju tre}eg

arnoj strani.

Harmony-1 t

Jedina razlii sedmog strutro{kovi jekao na slic

ti Harmony–2e dva trofazn

a nisku nuled trostrukime|usobno f

ujnog harmoni{u na sekunod 150 izme|u

m pomerajem o13-og strujnogtavaju peti i , a to su sabir

g harmonika n

transformat

ka je u tome {ujnog harmon

er je za treti 18 (tre}i, 2 na naponskna ~etvoroìtu impedansh harmonika

fazno pomerenika. Dakle, ndarnoj stranu primara i seod 00 a drugi og harmonika sedmi harmon

rnice na prim

na sekundarno

tora

{to Harmonyika obavqa nman problempeti i sedm

ko izobli~ewi~na izlaza nsu pa i ovna isti na~ini za 300 ~imza razliku oi. Postoje dv

ekundara. Kadod 150, pove`

na primarnonik (slika 20marnoj strani

oj

y–na ma mi we na aj

in me od va da

ù oj

0). i.

[194]

energija

Razvodna t abl a A


120-208VAB-A

480V (600V)

2. SP RAT

1. SP RAT Razvodna t abl a B

B

Slika 18. Na~in vezivawa ure|aja Harmony–2

5

3 5 7 9

10

4 3 2 1 0

6 7 8 9

[%]

Red har moni ka

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 uravnote`ena (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, 7-og, 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

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

K-13 transformator 9.7% 7.3% 4.8% 4.8% 3.6% 2.4% Dvoizlazni Yzn transformator

7.1% 5.4% 3.6% 3.6% 2.7% 1.8%

Harmony-1 6.5% 4.9% 3.2% 3.2% 2.4% 1.6% Harmony-2 3.5% 2.7% 1.8% 1.8% 1.3% 0.9% Harmony-3 3.4% 2.6% 1.7% 1.7% 1.3% 0.9%

Tabela 8. Pore|ewe izobli~ewa napona za nekoliko tipova transformatora 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.

VTHD pri

punom optere}ewu

Maksimalno optere}ewe za

VTHD<5%

Maksimalna iskoristivost

(kVA) Cena

instalacije

Cena po iskori{}enom

kVA K-13 transformator 9.7% 50% < 60 $13,000 $217

Harmony-1 6.5% 75% < 90 $15,500 $172 Harmony-2 3.5% 100% 112.5 $18,400 $164

Tabela 9. Cost-Benefit analiza

[197]

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. 75 − eliminator i 1311 − eliminator Glavne karakteristike:

- vezuju se redno, - biraju se na osnovu snage napajawa,

- 75 − 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

75 − , 135 − i 1311 − 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 75 − eliminatora na

talasni oblik napona u vremenu od ms6716. (jedna Hz60 perioda) kao i spektar naponskih

harmonika. Pre ugradwe 75 − eliminatora totalno naponsko izobli~ewe je bilo %.211

(tamni pravougaonici), a posle ugradwe %.74 (svetli pravougaonici). Tipi~ne performanse eliminatora date su u tabeli 10.

75 − 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. 1311 − 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 135 − 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 75 − Eliminatora i dva 1311 −

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: ;15kVASn ;30 ;45 ;75 ;.5112 ;150 ;225

;300 .500

[198]

energija

Slika 22. Primeri instalacije Harmony transformatora

[199]

energija

sabi r ni ce

i zvor B

A+BEliminator

>>

i zvor A>>

sabi r ni ce

i zvor B

B-A

>>

i zvor A>>

a) b)Slika 23. Slu~aj bez eliminatora a); slu~aj sa ugra|enim eliminatorom

Veli~ina Rezultat

peti, sedmi, jedanaesti harmonik struje

smawewe do %100

naponsko izobli~ewe 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 mre`u 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

Glavne karakteristike: - 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

3

80

60

40

20

0

Napon[V]

5 7 9 11 13 15Red har moni ka

1000

500

0

- 500

- 100016.67ms

[V]

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 mre`u −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

pogon B

konvenci onal ani zol aci onit r ansf or mat or

konvenci onal ani zol aci onit r ansf or mat or

BBB

B+A

sabi r ni ce

Drive Tamer

Drive Tamer

B

B-A

a) b)

pogon A

AA

pogon B

BB

pogon A

AA

sabi r ni ce

Slika 26. Sistem sa konvencionalnim izolacionim transformatorom (a); sistem sa ure|ajem Drive Tamer (b)

Broj napajanih

pogona Ure|aj Poni{teni harmonici Redukcija harmonika

2 D12/24 5, 7, 17, 19 60-70%

3 D18 5, 7, 11, 13 65-75%

4 D24 ili 2 x D12/24

5, 7, 11, 13, 17, 19 70-80%

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

konverezonpode{niìhsvih d

encionalni fnancije sa pri{en za harmoh harmonika,

dominantnih

Slika 28. U

filteri moguirodnom indunik vi{eg re

, kao {to su 5harmonika, p

Sli

U~inak Lineat

u postati kapauktivno{}u oeda (npr. 11-t5-ti i 7-mi. P

pa je tako ne`

ika 27. Primer

tora instalir

acitivni, {tostatka elektti), moè lakPrirodna u~e

èqena rezona

ri instalaci

ranog u elekt

to predstavqatroenergetskko u}i u rezoestanost Lineancija izbegn

ije Lineatora

tromotorni

a potencijalnkog sistema. Konanciju na featora je isponuta.

pogon ja~ine

nu opasnost oKada je filtefrekvencijamod u~estanost

150HP

od er ma ti

[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 Non-Utility 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

Goran \uki}, Elektrotehni~ki fakultet u Beogradu

UVOD

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:

1I

ITHD

1

2i

2i

.

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]

UDC: 621.316.1 : 621.316.94.004

energija

Osno

1)Pr

PregOtpose gub

Sli

ovne posledic

regrevawe

grevawe vodoornost vodovbici i prerg

Sl

lika 2. Prime

ce dejstva vi

ova, motora iva i transfogevawe.

lika 1. Ilust

er signala ko

i{ih harmon

i transformormatora zav

tracija harm

oji je harmon

nika su:

matora poti~visi od frek

monijskog iz

nijski izobli

~e od ve}e frkvencije sis

obli~ewa

i~en-interh

rekvencije ststema. Wenim

harmonici

truje koja krm pove}awem

roz wih te~e.m pove}avaju

. u

[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 .maxavI . Oznake veli~ina u tabeli 3 su: h–red pojedina~nih neparnih harmonika, KSI –

struja kratkog spoja na mestu prikqu~ewa potro{a~a, .maxavI –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 .maxavI . 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 .maxavI . 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 re`imi ANSI C62.41 IEC 1000-4-4

Harmonici

IEEE STD 519

IEEE STD 1001

IEEE STD 292 IEC 555 ANSI C57.11

AS 2279-1997 IEC 1000-4-7

Fluktuacije napona IEEE STD 446 IEC 1000-3 AS 2279-

1991 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

Pouzdanost IEEE STD 493

Tabela 1. Nazivi standarda koji obuhvataju podru~je kvaliteta elektri~ne energije

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 mre`i

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

.maxavKS II 11h (%)

11 17h(%)

17 23h(%)

23 35h(%)

35 h (%)

Maksimalno dozvoqeno

THD (%)

<20 4.0 2.0 1.5 0.6 0.3 5.0

20–50 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

Tabela 3. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika, za naponske nivoe od 120V do 69kV, koji se mogu iwektirati u mre`u

.maxavKS II 11h

(%) 11 17h

(%) 17 23h

(%) 23 35h

(%) 35 h

(%)


THD (%)

<20 2.00 1.00 0.75 0.30 0.15 2.50

20–50 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

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.

.maxavKS II 11h

(%) 11 17h

(%) 17 23h

(%) 23 35h

(%) 35 h

(%)


THD (%)

< 50 2.00 1.00 0.75 0.30 0.15 2.50

50 3.00 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 2.40 5 1.19 7 0.80 9 0.42 11 0.35 13 0.22 15 0.16

15<n<39 0.15x(15/n) parni harmonici

2 1.13 4 0.44 6 0.31

8<n<40 0.23x(8/n) Tabela 6. Ograni~ewa strujnih harmonika prema standardu AS2279.1

Red harmonika–n Harmonici napona (%)

neparni harmonici

3 0.85 5 0.65 7 0.60 9 0.40 11 0.40 13 0.30

15<n<39 0.25 parni harmonici

2 0.30 4<n<40 0.20

Tabela 7. Ograni~ewa naponskih harmonika prema standardu AS2279.1

Izvor napajawa Napon u ta~ki vezivawa (kV)

Ukupno naponsko izobli~ewe (%)

Pojedina~ni harmonici napona (%)

neparni parni distributivna

mre`a mawi ili jednak 33 5 4 2

prenosna mre`a 22, 33 i 66 3 2 1

ve}i ili jednak 110 1.5 1 0.5

Tabela 8. Maksimalne dozvoqene vrednosti harmonika napona u svakoj ta~ki elektroenergetskog

sistema prema standardu AS2279.2

[212]

energija

Prvo9, sa

strujnoblik

objavJedno

standsvaku

navodgrani

napon

Klasi

KLAUravjednoostal

KLAPren

KLAOpre25W.KLAJednone spelektoblik

Ta

obitno objavspecijalnim

nog talasa, ka. Posle p

vqena je izmo vreme su s

dard (amandmu od 4 klase

de se vrednosi~ne vredno

n 220V.

ifikacija IEASA A

noteèni ofazni prijlim klasama.

ASA B nosivi elekt

ASA C ema za elekt

ASA D ofazni prijepadaju u kltri~ne motok'' (slika 3).

Tabela 9. Klas

Sl

qen standarm talasnim o

tj. 95% strpregovora sa

mena ove klase koristile

man A14). U prijemnika.

sti faktorasti za total

IEC 1000 – 3

trofazni emnici koj.

tri~ni alati

tri~no osvet

emnici, snaglase B i Core i imaju

sifikacija p

lika 3. Speci

rd IEC 61000oblikom (sli

rujnog talasa nekim pro

asifikacije,e obe klasif

tabelama 1. Prime}ujem

a totalnog halno strujno

3 – 2

prijemnii se ne na

i.

tqewe, snag

ge ispod 600C, nemaju uu ''poseban

prijemnika s

ijalni talas

0-3-2 je koriika 3). Ovaj

sa, u svakoj oizvo|a~ima

, amandman Afikacije, al

0 do 13 su dmo da su gra

armonijskog harmonijsko

Kl

ici i alaze u

KLUrapD)DiopurosKLN

e preko KLSvdi

0W, koji ugra|ene

talasni

KLJepe

shodno IEC 6

sni oblik (za

istio klasiftalasni obl

poluperiodia koji se ni

A14, koja je li od januara

date grani~nanice date sa

izobli~ewao izobli~ew

lasifikacij

KLASA A ravnoteèni

parati (iskq); Elektriimeri za inkprema za re|aji; Pristalim klasa

KLASA B Nema izmena.

KLASA C va oprema imera za ink

KLASA D ednofazni ersonalni ra

61000-3-2 st

a klasu D)

fikaciju datlik predstav

i, mora bitiisu slagali

navedena u a 2004. godin

ne vrednostiamo za pojed

a (THD). Na swe, u funkci

ja prema ama

i trofazniqu~uju}i oni~ni alati kadescentne elektri~no

ijemnici koama.

za elektriadescentne l

prijemnici a~unari, mon

tandardu

tu u levoj kovqa grani~n

i unutar ovsa ovakvim

desnoj kolonne vaì sam

i strujnih hadina~ne harm

slici 4 su priji snage po

andmanu A14

i prijemnice koji spada

(osim prlampe (ali n

osvetqewoji nisu n

i~no osvetqlampe.

snage ispnitori, TV pr

loni tabelenu obvojnicu

vog talasnogm granicama,

ni tabele 9.mo izmeweni

armonika zamonike, a ne

redstavqeneotro{a~a za

ci; Ku}ni aju u klasu renosivih); ne i druga e); Audio

navedeni u

qewe osim

pod 600W, rijemnici.

e u

g ,

. i

a e

e a

[213]

energija

Red harmonika–n Maksimalna dozvoqena vrednost

strujnih harmonika (A)

neparni harmonici

3 2.30 5 1.14 7 0.77 9 0.40 11 0.33 13 0.21

15≤n≤39 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


strujnih harmonika (A)

neparni harmonici

3 3.450 5 1.710 7 1.155 9 0.600 11 0.495 13 0.315

15≤n≤39 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


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

75W<P<600W Maksimalna dozvoqena

vrednost strujnih harmonika (mA/W)

P>600W Maksimalna dozvoqena

vrednost strujnih harmonika (A)

3 3.40 2.30 5 1.90 1.14 7 1.00 0.77 9 0.50 0.40

11 0.35 0.33 13 0.296 0.21

15≤n≤39 3.85/n 2.25/n Tabela 13. Grani~ne vrednosti strujnih harmonika za klasu D prijemnika

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 mre`u (VN), (tabela 14).

0

20

40

60

80

100

0 1000 2000 3000 4000

THD

i(%)

Snaga (W)

Snaga

(W)

Grani~na vrednost THDi (%)

<600 90 1000–1500 60

>3500 26

[215]

energija

dozv

oqen

niv

o ha

rmon

ika

u el

ekt

roen

erge

tsk

oj m

rei

`

L oka

lna

emis

ija

harm

onik

a

ukup

na e

misi

jaha

rmon

ika

post

oje}

ihpo

tro

{a~

a

Emi si ja har moni ka 1. kor i sni kaEmi si ja har moni ka 2. kor i sni kaEmi si ja har moni ka 3. kor i sni ka

***

Emi si ja har moni ka M kor i sni ka

Dozvoq ena dodat na emi si jahar moni ka pot enci jal ni h novi hkor i sni ka

Mi ni mal na zaht evana r ezer va

Emi si ja har moni ka i z dr ugi h si st ema

ukup

na d

ozvo

qen

a em

isij

a ha

rmon

ika

koja

isc

rpq

uje

reze

rvu

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: nvkU -efektivna vrednost n–tog

harmonika merena u veoma kratkom prozoru (3s) ili nkU -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.

N e p a r n i h a r m o n i c i P a r n i h a r m o n i c i

nije multipl broja 3 multipl broja 3

red

har

mo

ni

ka

h

harmonik napona (%)

red

har

mo

ni

ka

h

harmonik napona (%)

red

har

mo

ni

ka

h

harmonik napona (%)

NN–SN VN NN–SN VN NN–SN VN

5 6 2 3 5 2 2 2 2 7 5 2 9 1.5 1 4 1 1 11 3.5 1.5 15 0.3 0.3 6 0.5 0.5 13 3 1.5 21 0.2 0.2 8 0.5 0.5 17 2 1 h > 25 0.2 0.2 10 0.2 0.5 19 1.5 1 12 0.2 0.2 23 1.5 0.7 h > 12 0.2 0.2 25 1.5 0.7

h > 25 25

0.2 1.3 h

25

0.2 0.5 h

Tabela 14. Nivoi naponskih harmonika u elektroenergetskom sistemu shodno standardu IEC 1000-2-2

Primeweno tehni~ko re{ewe

I

nd

ivi

dua

ln

i

po

tr

o{

a~i

do

50kV

A

G

rup

a p

ot

ro

{a~

a

50kV

A-2M

VA

Izv

od

i u

p

ost

ro

je-w

u

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

Motor-generatorske grupe sa 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

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).

Primeweno tehni~ko re{ewe

P

rek

id

rad

a

Tr

enut

ni

pr

eki

d

Pr

op

adi

nap

on

a

Fl

ukt

uac

ija

n

apo

na

H

arm

on

ic

i

T

ran

zije

nt

i

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 Motor-generatorske grupe sa

{tampanim polovima

Motor-generatorske grupe sa 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

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 raspolo`ivih 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. а) б)

tr

Ipod

t

I

t

I Ipod

Слика 1. Карактеристика реаговањапрекострујног релеја са дефинисаним временом реаговања (а) и са инверзном карактеристиком реаговања (б)

зона реаговања

зона реаговања

[220]

UDC: 621.316.9 : 001.573

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:

)2

,2

(, ϕϕ −karkar const .

[221]

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:

kar

kar

PQarctgPза

PQarctgPза

ϕ

ϕ

:0

:0

Коришћена функција arctg је релативно захтевна за нумеричко израчунавање и узимала би доста процесорског времена. Стога се тежи радити без ње. Начин да се избегне функција arctg је да се карактеристика ддобије преко tgϕkar у облику:

constуместоconsttg karkar ϕϕ :, .

Услов реаговања релеја за смер као на слици 2 би био:

kar

kar

tgPQPза

tgPQPза

ϕ

ϕ

:0

:0

У оба претходна случаја јавља се проблем када P 0 јер израз PQ

. Проблем се може

отклонити тако што се комбинују функције tg и ctg јер друга ради са изразом QP . 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.

jX

R Област блокирања

Област реаговања

Слика 2. Карактеристика усмерености релеја

karϕ

ak varϕ

[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. а) 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

jX

R

Област блокирања


jX

R Област блокирања


Слика 3. Карактеристика релеја активне снаге (а) и карактеристика релеја реактивне снаге(б)

[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.

Табела 1. Улазне величине за спрегу 90 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.

Табела 2. Међуфазни напон и фазна струја 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

фаза Ur Ir

A UBC IA

B UCA IB

C UAB IC

фаза Ur Ir

A UА IA

B UB IB

C UC IC

UA

UC UB

Ur=UBC

Ir=IA

90

Слика 4. Улазне величине за релеј у фази А

UC UB

Ir=IA

Ur=UA

Слика 5. Улазне величине за релеј у фази А

[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, Iasr

2, Pasr2, Qasr

2, 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

Померање регистара одбирака и регистара за

усредњавање за једно место

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

Близак 3пкс Uab,Ubc,Uca<Umin

Рачунање снага P и Q из тренутних вредности напона

Рачунање снага P и Q из меморисаних вредности напона

Двоструко усредњавање снага

да

да

не

Релеј већ одреаговао ? (Reaguje=1 ?)

Заштитни блок

Близак 3пкс Uab,Ubc,Uca<Umin

Меморисање напона и померање целог регистра

Меморисање напона у виши и ротација нижег дела регистра

да не

не

Слика 6. Алгоритам рада блока за мерење

[229]

energija

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).

Сљедећи подблок

Прекострујни услов Ia > Ipod испуњен ?

Декремент тајмера сигурносне задршке Да ли је истекла ?

да не

да

Услов усмерености P>0 испуњен ?

Услов за реаговање постојао од пре ? (usl_reag _a=1 ?)

Дефинисана временска задршка истекла ?

Сет. услова за реаговање (usl_reag_a=1)

Старт одбројавања дефинисане временске задршке

Релеј реагује (Reaguje=1)

да

да

Сетовање услова за блокирање

(usl_blok_a=1)

не

Ресетовање сигнала usl_blok_a=0 , usl_reag _a=0

ако су били сетовани

не

да

не

Заштитни подблок фазе А

[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.

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

не

не

Подблок за формирање сигнала блокирања

Постоји бар један услов за блокирање ?

Не постоји ни један услов за реаговање ?

Релеј блокира ( Blokira=1 )

Релеј не блокира ( Blokira=0 )

Сљедећи подблок

да

да

[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 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 raspolo`ivih 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]

UDC: 621.316.9 : 001.573

energija

Слика 9. Генерисани сигнали напона и струја за тестирање функционалности релеја

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

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10

2

4

6x 10

4 Ia2 eff

Ia2 eff Ipod 2

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 -5

0

5x 10

4 Pa, Qa

PaQa

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

Излазни сигнали релеја

t

P,Q

условно реагујереагујеусловно блокираблокира

t

t

I2

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1-200

-100

0

100

200 Напони

t

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1-400

-200

0

200

400 Струје

I

t

U

[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.

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

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10

2

4

6x 10

4 Ia2 eff

Ia2 eff Ipod 2

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1-4

-2

0

2x 10

4 Pa, Qa

PaQa

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

Излазни сигнали релеја

условно реагује реагујеусловно блокираблокира

t

t

t

I2

P,Q

[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.

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

-180 -90 0 90 180

Карактеристика усмерености без сигурносне задршке

-180 -90 0 90 180

Карактеристика усмерености са Tsz=10ms

-180 -90 0 90 180фазна разликаUr и Ir

Карактеристика усмерености са Tsz=20ms

ОБЛАСТ РЕАГОВАЊА

ОБЛАСТ РЕАГОВАЊА

ОБЛАСТ РЕАГОВАЊА ОБЛАСТ БЛОКИРАЊА

ОБЛАСТИ МОГУЋИХ ГРЕШАКА

ОБЛАСТ БЛОКИРАЊА





ОБЛАСТ МОГУЋИХ ГРЕШАКА

фазна разлика Ur и Ir

фазна разлика Ur и Ir

[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).

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.

0 0.01 0.02 0.03 tkv 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0

2

4

6x 10

4 Ia2 eff

I2 Ia2 eff Ipod 2

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -2

0

2

4x 10

4 Pa, Qa

Pa Qa

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

Излазни сигнали релеја t

условно реагује реагује условно блокира блокира

t

t

P,Q

[237]

energija

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.

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.

0 tkv=0.05 0.1 0.15

-2

0

2

x 105 Ua

U(V)

0 0.05 0.1 0.15

-5000

0

5000

Ia

t(s )

0 0.05 0.1 0.15

-2

0

2

x 105 Ub

0 0.05 0.1 0.15-2000

-1000

0

1000

2000Ib

t(s )

0 0.05 0.1 0.15

-2

0

2

x 105 Uc

0 0.05 0.1 0.15-2000

-1000

0

1000

2000Ic

t(s )

t(s )

t(s )

t(s )

U(V)

U(V)I(A )

I(A )

I(A )

АКТИВНА МРЕЖА А

АКТИВНА МРЕЖА Б

UM1 = 220 kV 0 RdM1 = 1 XdM1 = 16 RiM1 = 0.5 XiM1 = 8 RoM1 = 25 XoM1 = 32

UM1 = 220 kV -10 RdM1 = 1 XdM1 = 16 RiM1 = 0.5 XiM1 = 8 RoM1 = 25 XoM1 = 32

r = 0.01 km l = 1.27 10-3 H km c = 1.2 10-8 F km ro = 0.16 km lo = 4.14 10-3 H km co = 5.1 10-9 F km

LA=20 km

1пкс

LB=80 km

[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.

0

1

2x 10

7Ia 2

-1

0

1x 10

9 Pa, Qa

0

2

4

x 106

Ib 2

Ib2

Ipod2

-2

0

2 Pb, Qb

PaQa

0

2

4

x 106

Ic2

-2

0

2 Pc, Qc

0 tkv 0.1 0.150

1

2x 10

7(3Io)2

0 tkv 0.1 0.15-5

0

5 9Po,

t(s)t(s)

Слика 16. Мерене струје и снаге при једнополном кратком споју на воду са слике 14

[239]

energija

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

0

1

Излазни сигнали релеја у фази А

услов реаговања услов блокирања

0

1

Излазни сигнали релеја у фази В

0

1

Излазни сигнали релеја у фази С

0

1

Излазни сигнали нултог канала

0 0.02 0.04 tkv 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140

1

Коначни излазни сигнли релеја

реагује блокира

Слика 17. Излазни сигнали релеја при једнополном кратком споју на воду са слике 14

[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. UvodRestrukturisanje 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 tarifi ranja 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, ratifi kovan 14.07.2006. godine).

U oblasti elektroenergetike Zakon defi niše 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

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 (kvalifi kovanih 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

RezimeU 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

AbstractThis 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

[242]

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 defi nisani principi tržišta električne energije, uspostavljanje sistema licenciranja za učesnike na tržištu, defi nisana je organizacija tržišta električne energije i ustanovljeni uslovi za sticanje statusa kvalifi kovanog 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 efi kasne 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 EPSDirekciju 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 efi kasnosti rada proizvodnog sistema i povećanju prihoda kompanije.

4. Razvoj poslovanja DTEEU 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 defi nisane procedure i način obavljanja aktivnosti, koji će u narednom izlaganju biti ukratko opisani.

4.1. Planiranje trgovine elektri~nom energijomU 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 bilansaElektroenergetski bilans (EEB) izrađuje se na osnovu elektroenergetske situacije u predbilansnoj godini i očekivanih promena, planova proizvodnje i potrošnje, osnovnih tehničko-energetskih 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 nivouDirektor DTEE predlaže prodaju električne energije u cilju ostvarivanja profi ta uzimajući u obzir EEB,

[243]

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.

4.4. Prodaja elektri~ne energije po pozivu JP EPS na sedmi~nom, dnevnom i unutardnevnom nivouOva 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. Defi niše se dijagram snage i redosled prioriteta produkata.Ugovori za dan unapred moraju biti potpisani i razmenjeni do 15 h prethodnog dana.

4.5. Prodaja elektri~ne energije kvalifikovanim kupcimaGeneralni 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 kvalifi kovanim 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 tr`i{tu elektri~ne energijeDirektor DTEE, polazeći od trenutnih energetskih mogućnosti i zahteva iz javnih poziva, daje predlog za podnošenje ponude u cilju ostvarivanja profi ta.

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. Pra`enje i analiza trgovine elektri~nom energijomDTEE 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 ugovoriPotrebno 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 defi niše obračunski

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 defi niše 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 defi niše 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 električne energije.

6. Nove metodologije u DTEEU okviru DTEE defi nisane 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 profi ta od prodaje planiranih količina električne energije i minimizaciju troškova kod planiranog uvoza električne energije.- Metodologija za formiranje cene

električne energije za prodaju iz proizvodnih kapaciteta JP EPS na tržištu električne energije

[244]

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 profi ta prilikom prodaje električne energije.

7. Na~in poslovanja DTEEProdaja 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 kvalifi kacija partnera na period od 3 godine. U drugoj fazi pristupalo se tenderskoj proceduri sa ravnopravim učešćem svih kvalifi kovanih 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 kvalifi kacija 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 kvalifi kovano 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 fi nansijski obračun transakcija sa partnerima i sa PD (energetski i fi nansijski obračun, konfi rmacije 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 DTEEDosadašnji 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 kvalifi kacija partnera, standardizacija ugovora za trgovinu električnom energijom, kao i defi nisanje 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 poslovanjaI 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 defi nisan 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 fi rme 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

Takođe, smatra se da JP EPS-u veliki problem predstavlja i nepostojanje kvalifi kovanih 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 fi nansijsku 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 fi rmi 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 grafi ku prikazan je razvoj tržišta električne energije u tri faze. Prva faza (I) je period nastanka tržišta. Za ovu fazu karakteristični su ugovori o fi zičkoj 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 kvalifi kovanih kupaca i promene snabdevača električnom energijom. Cena električne energije na tržištu postaje transparentnija. Karakteristično je da u ovoj fazi da dolazi do pojave osnovnih fi nansijskih ugovora i naglog rasta njihovog broja. Oni po obimu i vrednosti počinju višestruko da prevazilaze ugovore o fi zičkim 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 fi nansijski 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. CiljeviCiljevi 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

Slika 1 Grafi k razvoja tržišta električne energije 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.

Literatura1. Zakon o energetici Republike Srbije,

Službeni glasnik RS 84/042. Direktiva EU 96/92/EC, Offi cial

Journal of the EU, L 027, 30/01/1997 p. 0020 - 0029

3. Direktiva EU 2003/54, Offi cial Journal of the EU, L 176, 15/07/2003 p. 0037 - 0055

4. Direktiva EU 1228/2003, Offi cial 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

[246]

energija

N. [ijakovi}EMS, BeogradI. [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. UvodRazvoj 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 “Tarifi kacija prekograničnog pristupa prenosnoj mreži” (ranije nazivana CBT – “Cross Border Tarifi cation” 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. Specifi čan geografski položaj našeg prenosnog

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

RezimeU 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.

AbstractThis 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 fl ows 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.

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 zagušenjima2.1 IstorijaUpravljanje zagušenjima kao jedna potpuno nova disciplina kojom

[247]

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 specifi čnog 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 Offi ce) 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{enjimaOsnovni 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

prekograničnih prenosnih kapaciteta

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 (fi nansijskim 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 fi zičkim 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, dry-run perioda, na prostoru jugoistočne Evrope, ovaj metod je napušten, odnosno potpuno modifi kovan, 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 defi nisanom 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 kapacitetaPodela mehanizama se može izvršiti na dva načina:

1. Prema načinu proračuna prekograničnih prenosnih kapaciteta

2. Prema načinu dodele, odnosno alokacije, prethodno proračunatih prekograničnih prenosnih kapaciteta

3.1 Podela prema na~inu prora~una prekograni~nih prenosnih kapacitetaProračun koji je baziran na programima razmena (fi nansijskim 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 modifi kovan,

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 prenosnih kapacitetaPostoje dva tipa mehanizama za dodelu, odnosno alokaciju, prethodno proračunatih prekograničnih prenosnih

[248]

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 fi zičkog 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 prekograničnih prenosnih kapaciteta 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 – fi rst come fi rst

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 fi zičkim 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 prenosnih kapaciteta 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 fi zičkim tokovima po granicama.

3. bazirana na tokovima snaga, orjentisana ka maksimalnim fi zičkim 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 - NTCDobre 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 fi zičkim tokovima snaga:- mehanizam ne uzima u obzir kružne

tokove snaga- međusobni uticaj granica nije uzet

u obzir3. 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 - NTCKoordinisana 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 vrednostimaPrelaz između bilateralnog i koordinisanog pristupa. Ovaj tip dodele prekograničnih prenosnih kapaciteta 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

[249]

energija

(izračunata vrednost NTC-a za više granica odjednom, na primer A+V → S). I dalje se sam proračun prekograničnih prenosnih kapaciteta zasniva na programima razmena a ne na realnim fi zičkim tokovima.Koordinisana eksplicitna aukcija bazirana na tokovima snaga orjentisana ka granicamaOsobine [3]:1. Zasnovana je na fi zičkim tokovima

snaga po granicama (ograničavajući faktor predstavlja prenosna moć interkonektivnih dalekovoda).

2. Koristi se PTDF matrica za transformaciju programa razmena u fi zičke tokove snaga (PTDF matrica pokazuje koji deo aktivne snage koji potiče od neke međunarodne razmene električne energije teče po defi nisanim dalekovodima).

3. Dodela kapaciteta uz uvažavanje ograničavajućih faktora se vrši centralizovano od strane nezavisnog tela koje se naziva aukcijska kuća (CAO – Coordinated Auction Offi ce).

Koordinisana eksplicitna aukcija bazirana na tokovima snaga orjentisana ka elementima u mrežiOd januara prošle godine počeo je sa test primenom novi metod koordinisanih eksplicitnih aukcija baziran na fi zičkim 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 defi nisana maksimalnim mogućim tokovima snaga u mreži [5].Poređenje BC i MF pristupaIskustvo 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 defi nisanom 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

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~akPovećanje 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

[250]

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 ^oj~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 specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata opšte kulture na konzumu EDB

Uvod1. 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

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

RezimeRadom se iznose neke specifi čnosti 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 defi nišu 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 EDBThis paper presents some specifi c 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 defi ning 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.

[251]

energija

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 mrežeNajveći 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 energijePotrošački 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

Tabela 1 Rangiranje potrošača u klasi „opšta kultura“ prema ostvarenim vršnim snagama

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~akRadom su prikazane neke specifi čnosti 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 1 Elektrodistributivna mreža 10 kV oko Narodnog Pozorišta na Trgu Republike

Slika 2 Elektrodistributivna mreža 0,42 kV oko Narodnog Pozorišta na Trgu Republike

[252]

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. LiteraturaInterna dokumentacija EDB o virmanskim potrošačima i mrežama na konzumu

Tomislav Milanov, dipl. el. ing.Ivana ^oj~i},dipl.el.ing.PD „Elektrodistribucija Beograd“

UDC: 621.316.1 : (661+669+69)

Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata metalske, hemijske i građevinske industrije na konzumu EDB

1. UvodBrojni proizvodni objekti metalske, hemijske i građevinske industrije na području beogradskih opština su značajni potrošači aktivne i reaktivne električne energije i snage. Maksimalna

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 en-ergije prevazilazi 150 MW i 2.000.000 MWh. Posle nestabilne političke

RezimeRadom se iznose neke specifi čnosti 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 periodu od 1970. do 2007. godine.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 refl ektovati 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.Rad može da bude koristan mladim planerima, energetičarima i projektantima koji određuju način napajanja i defi nišu tehničke uslove za napajanje ovih objekata.Ključne reči: Potrošnja električne energije, veliki potrošači, visokonaponska i srednjenaponska elektrodistributivna mreža.

Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of Metallurgy, Chemical and Construction Industry on Consumer Area EDBThis paper presents some specifi c issues concerning supply of metallurgy, chemical and construction industry 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 defi ning 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

[253]

energija

situacije, embarga prema SRJ i rata – u periodu od 1991. do 2000. godine, kao i posle veoma „nezgodnog po proizvodn-ju“ procesa privatizacije, sada se polako zahuktava sveukupna proizvodnja i potrošnja električne energije postaje sve intenzivnija.

Tabela I Ukupno zaposlenih u objektima bazne privrede u Beogradu

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 fi nansijske efekte za društvo u celini.

2. Pregled potro{nje aktivne i reaktivne elektri~ne energije i snage i raspolo`ivi energetski kapaciteti u objektima bazne privrede Ovde su u priloženim tabelama II, III i IV dati osnovni energetski pokazatelji o

Instalisana snaga

TS 10/0,4

kV

Na in napajanja Vršna snaga kW

Mese na potrošnja aktivne elektri ne

energije MWh

Mese na potrošnja reaktivne

elektri ne energije MVArh

U eš e potrošnje elektri ne energije u

osmo asovnoj no noj tarifi [%]

Naziv

TS 35/10 kV 3000-15000 500-3000 100-1000 10%-40% IMR Rakovica TS 35/10 kV 1000-10000 1000-5000 300-1000 30%-50% 11.maj Više od

10 MVA TS 110/10 kV 1000-10000 1000-15000 500-3000 10%-50% FOB

5-10 MVA

TS 35/10 kV 2000-7000 500-3000 500-1000 10%-40% IMT

TS 110/10 kV 500-4000 100-5000 100-3000 30%-50% Livnica Ralja TS 35/10 kV 1000-6000 1000-10000 3000-8000 20%-40% ILR Železnik TS 10/0,4 kV 500-3000 300-2000 50-200 40%-70% IKL Knez

Danilova TS 10/0,4 KV 500-3000 100-2000 50-500 20%-40% Industrija precizne

mehanike TS 10/0,4 kV 500-1500 50-300 5-100 20%-50% Teleoptik Mreža 10 kV 500-3000 50-500 5-200 20%-50% Moma Stanojlovi Mreža 10 kV 500-4000 50-1000 5-500 10%-50% Zmaj – Zemun Mreža 10 kV 100-3500 10-2000 10-1000 10%-20% Ikarus

2-5 MVA

TS 10/0,4 kV 100-300 10-500 5-20 10%-40% Nikola Tesla TS 35/10 kV 800-2000 200-1000 50-500 20%-60% IKL Barajevo TS 10/0,4 kV 50-200 20-100 10-50 20%-40% BMG Železnik TS 10/0,4 kV 400-1500 20-200 20-100 10%-50% Inos Železnik TS 10/0,4 kV 100-

1000 50-500 20-100 10%-30% Jugostroj

TS 10/0,4 kV 500-3000

3-10 0,1-0,2 10%-20% Kosovoprojekt

TS 10/0,4 kV 10-300 10-100 1-50 10%-30% Grme TS 10/0,4 kV 10-500 10-100 10-30 10%-30% Livnica Pobeda TS 10/0,4 kV 10-300 10-100 5-20 10%-50% IMK francuska TS 10/0,4 kV 50-300 10-100 1-5 10%-30% David Paji TS 10/0,4 kV 50-500 10-200 1-10 10%-50% Utenzilija TS 10/0,4 kV 100-

500 20-300 5-30 10%-60% Metal V. Ili a

TS 10/0,4 kV 50-500 10-300 10-50 10%-30% Minel Radni ka TS 10/0,4 kV 50-400 20-100 10-50 10%-30% Institut za

ispitivanje materijala

TS 10/0,4 kV 50-1500

20-200 10-50 10%-60% Impa Zemun

TS 10/0,4 kV 50-700 20-200 20-100 10%-20% Insa Zemun TS 10/0,4 kV 100-

500 20-200 5-100 10%-40% Ikarbus

TS 10/0,4 kV 50-700 20-150 5-80 10%-40% Intersilver TS 10/0,4 kV 10-200 10-200 5-50 10%-20% Brodoremont TS 10/0,4 kV 50-300 10-50 2-10 10%-20% Rotor TS 10/0,4 kV 50-200 10-40 1-10 20%-70% Rad Vojvode

Miši a

0,1-2 MVA

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.

[254]

energija

TS 10/0,4 kV 10-300 5-20 1-8 10%-30% Zavod za zavarivanje

TS 10/0,4 kV 200-1000

50-300 5-20 10%-20% Kron

TS 10/0,4 kV 10-700 5-200 5-50 10%-20% Minel Zemun …. TS 10/0,4 kV 50-600 5-100 2-20 10%-80% Ineks Zemun TS 10/0,4 kV 50-200 5-50 1-5 10%-20% Ktitor TS 10/0,4 kV 50-300 5-50 2-20 10%-30% Lola Fluidomatik TS 10/0,4 kV 10-500 0,1-10 0,1-0,2 10%-20% Birostroj TS 10/0,4 kV 10-200 1-50 1-5 10%-20% David Paji

kontrukcije TS 10/0,4 kV 100-

700 50-200 50-200 10%-20% Minel Uralska

TS 10/0,4 kV 1-50 1-20 0,1-0,2 30%-70% Projektomontaža TS 10/0,4 kV 1-50 1-20 0,1-0,3 10%-20% Union-invest Tre i

bulevar Novi Beograd

TS 10/0,4 kV 10-200 5-40 1-5 10%-20% Neon - Zemun

Tabela II (nastavak)

TS 10/0,4 kV 5-50 1-10 0,5-2 10%-30% Niro - DMD TS 10/0,4 kV 10-200 5-30 0,5-10 10%-40% Radulaška TS 10/0,4 kV 5-50 5-20 1-10 10%-20% BS inženjering TS 10/0,4 kV 5-200 1-10 0,1-0,5 10%-20% Beogradsko

mašinsko grafi ko preduze e

TS 10/0,4 kV 10-600 5-50 0,1-0,5 10%-70% Montaža Kružni put

TS 10/0,4 kV 10-100 5-20 0,1-2 10%-20% Energoprojekt TS 10/0,4 kV 50-300 5-50 1-50 10%-50% Beograd montaža TS 10/0,4 kV 10-100 5-50 1-10 10%-20% Kontaktor TS 10/0,4 kV 10-50 1-20 1-5 10%-20% Palilula Višnji ka TS 10/0,4 kV 10-100 1-10 1-5 10%-20% Sartid Deligradska TS 10/0,4 kV 5-20 1-5 0,1-0,2 10%-40% Minel - Ba vanska TS 10/0,4 kV 50-300 5-50 5-15 10%-20% …. Fabrika

signalnih ure aja TS 10/0,4 kV 50-150 5-40 5-20 10%-40% Mašinoprojekt TS 10/0,4 kV 5-100 5-20 1-10 do 10% Minel Brankova TS 10/0,4 kV 5-100 5-20 1-5 do 40% Srbijaprojekt TS 10/0,4 kV 5-100 5-20 1-10 do 40% Minel Šreder TS 10/0,4 kV 100-500 20-100 5-40 do 20% Aeroinženjering

Instalisana snaga

TS 10/0,4 kV

Na in napajanja

Vršna snaga kW

28,300 MW


energije MWh

Mese na potrošnja reaktivne

elektri ne energije MVArh



Naziv

5-10 MVA TS 110/10 kV 500-6000 1000-5000 500-3000 10%-40% Prva Iskra Bari

TS 10/0,4 kV 500-3000 500-1000 20-100 10%-30% Grme

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 Višnji ka

Mreža 10 kV 500-1500 100-700 100-500 10%-50% Avala Ada Huja

2-5 MVA

TS 10/0,4 kV 500-3000 500-1000 50-200 10%-40% Rekord – fabrika gumenih proizvoda

TS 10/0,4 kV 200-1000 500-3000 10-50 10%-40% 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% Grme – Kumodraška 261

TS 10/0,4 kV 50-200 5-40 5-20 10%-50% Grme – 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

0,1-2 MVA

TS 10/0,4 kV 100-1500 10-300 10-50 10%-40% Galenika - plastika

Tabela III Način napajanja električnom energijom objekata hemijske industrije, vršna snaga, potrošnja aktivne i reaktivne električne energije i učešće potrošnje u osmočasovnoj tarifi u periodu od 1970-2008.

[255]

energija

Instalisana snaga

TS 10/0,4 kV Na in napajanja Vršna snaga kW

12,3 MW


energije MWh

Mese na potrošnja reaktivne elektri ne

energije MVArh



Naziv

Gradilišta TS 10/0,4 kV do 100 kV do 500 do 20 do 20% Lokalne lokacije

100-200 kVA TS 10/0,4 kV 1000-2000 100-1000 50-500 10%-50% Trudbenik – Slana ki put

TS 10/0,4 kV 100-700 100-300 5-100 10%-20% Mostogradnja Matrozova

TS 10/0,4 kV 100-300 10-50 5-50 do 40% Ratko Mitrovi Savski nasip

TS 10/0,4 kV 50-300 10-100 5-30 do 50% 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% Rad – mehanizacija Batajni ki drum

TS 10/0,4 kV 50-300 5-100 2-10 do 70% Komgrap - Kijevo

TS 10/0,4 kV 5-20 5-200 1-5 do 50% Dinara – Fabri ki put Zemun

TS 10/0,4 kV 50-200 5-100 1-10 do 40% Energoprojekt Batajni ki drum

TS 10/0,4 kV 50-500 5-50 1-20 do 50% Ratko Mitrovi mehanizacija Kružni put

TS 10/0,4 kV 10-200 5-20 1-5 do 30% Planum asfaltna baza Savski nasip

TS 10/0,4 kV 10-300 10-100 5-20 do 20% Ivan Milutinovi – Bra e Krsmanovi

TS 10/0,4 kV 5-70 1-10 0,1-2 do 70% Fabrika betona Požeška 6

TS 10/0,4 kV 50-300 5-40 5-40 do 40% Partizanski put Drobilica na Savi

TS 10/0,4 kV 10-100 1-20 1-6 do 20% Hidroprojekt Vele Nigrinove 16

TS 10/0,4 kV 50-200 5-20 1-40 do 20% Kamenolom - Kijevo

TS 10/0,4 kV 50-400 50-200 1-10 do 40% Vijadukt – Rakova ki put

TS 10/0,4 kV 50-150 5-100 1-10 do 30% Izolacija - Kumodraška

TS 10/0,4 kV 50-300 5-100 1-50 do 70% Bagersko brodarsko preduze e Viline vode

TS 10/0,4 kV 100-1200 5-50 1-10 do 80% Deponija šljunka Batajni ki drum

TS 10/0,4 kV 500-3000 500-2000 5-200 do 40% Energoprojekt - generalservis

TS 10/0,4 kV 100-300 10-100 5-20 do 20% Asfaltna baza – Viline vode

Tabela IV Način napajanja električnom energijom objekata građevinske industrije, vršna snaga, potrošnja aktivne i reaktivne električne energije i učešće potrošnje u osmočasovnoj tarifi u periodu od 1970-2008.

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 privredBezmalo 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 „indus-trijskih“ 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 grafi ta, molibdena, volframa, karborunduma,

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

[256]

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 specifi čni 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 fl uksa i njihov vek života zavise od naponskog režima u mrežama.

4. Eksploatacioni zahtevi koji se postavljaju elektrodistribu-tivnim objektimaElektrodistributivnim 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“ defi niše 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~akObjekti 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. LiteraturaInterna 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

UvodU poljoprivrednoj delatnosti, zajedno sa prehrambenom industrijom, na području Beograda danas „radi“ preko 300.000 zaposlenih (tabela I) te poljoprivred-nika. 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 poljo-privredi 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, “sekundar-na” potrošnja, značajnija. Svakako da se procentualno najveća količina električne energije „troši“ u objektima prehram-bene industrije, u “tercijarno” delatnosti, o čemu će u ovom stručnom radu biti i najviše govora.Potrošnja električne energije u ob-jektima poljoprivrede, stočarstva, živinarstva, ribarstva i prehrambene industrije na području BeogradaOvde su u priloženoj tabeli IV prikazani načini napajanja objekata poljoprivrede, stočarstva, živinarstva, ribarstva i preh-rambene industrije na području Beograda, njihova nejednovremena vršna snaga,

Tomislav Milanov, dipl. el. ing.Ivana ^oj~i}, dipl.el.ing.PD „Elektrodistribucija Beograd“

UDC: 621.316.1 : (661+669+69)

Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata poljoprivrede i prehrambene industrije na konzumu EDB

prosečna mesečna potrošnja aktivne i reak-tivne 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

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-

RezimeRadom se iznose neke specifi čnosti u napajanju elektrodistributivnim srednjenapon-skim i niskonaponskim mrežama na konzumu EDB objekata poljoprivrede i preh-rambene 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 objek-tima 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 preuzima 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 defi nišu tehničke uslove za napajanje ovih objekata.Ključne reči: Potrošnja električne energije i snage u objektima poljoprivrede i prehrambene industrije, načini napajanja elektrodistributivnom mrežom, rezervni izvori električne energije.

Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of Agricultural Objects and Food Industry on Consumer Area EDBThis paper presents some specifi c issues concerning supply of agricultural objects and food industry 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 deal-ing with defi ning 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.

[258]

energija

Godina Ukupno

stanovnika u Beogradu

Ukupno stanovnika na konzumu EDB

gradski deo vangradski deo

Ukupno zaposlenih u

Beogradu

Ukupno zaposlenih

poljoprivredi – Tab.III

Ukupno zaposlenih u poljoprivredi u

Beogradu -procena-

1970. 1.209.361 851.100 321.600 405.114 11.410 150.000 1975. - - - 479.605 12.628 - 1980. 1.455.096 992.120 427.080 581.506 8.095 200.000 1985. - - - 616.891 9.083 - 1990. 1.554.104 1.065.500 477.820 607.131 8.757 250.000 1995. - - - 521.587 7.772 - 2000. 1.707.008 1.187.000 520.000 484.108 6.573 300.000 2005. - - - 613.744 7.530 -

Tabela I Ukupno stanovnika u Beogradu, posebno na gradskom a posebno na vangradskom delu i ukupno zaposlenih u poljoprivredi

Ukupno zaposlenih Poljoprivreda Godine Srbija Vojvodina Kosovo Srbija Vojvodina Kosovo

1975. 1.206.509 491.778 140.947 6.959 Šum 50.142

2.849 Šum 77.007

1.923 Šum 8.365

1980. 1.514.399 580.177 190.629 7.153 Šum 3.411 Vod. 29.869

2203 Šum 1.865 Vod. 60.367

1626. Šumarstvo 447 Vodoprivreda 7.732

1985. 1.651.100 623.454 218.324 3.639 V. 7.642 Š. 36.301

2.651 V. 2.165 Š. 66.497

516 Vodoprivreda 1.782 Šumarstvo 8.456

1990. 1.682.644 622.708 193.059 2.945 V 8.425 Š 36.146

2.401 V 2.112 Š 64.088

511. V 1.444 Š 9.409

1995. 1.530.964 565.242 140.758 2.156 V 6.749 Š 33.244

1.936. V 1.811. Š 56.584

260. V 927. Š 4.475

2000. 1.394.051 513.482 - 2.118 V 5.384 Š 24.346

1935 V 1786 Š 44.106

-

2005. 1.524.198 544.766 - 302 Ribarstvo 25.520

869 Ribarstvo 38.367 -

Tabela II Ukupno zaposlenih u Srbiji i ukupno zaposlenih u poljoprivredi u Srbiji u periodu od 1975. do 2005.

Godina Poljoprivreda i šumarstvo

Poljoprivreda i ribarstvo

Šumarstvo Vodoprivreda Poljoprivreda, šumarstvo i

vodoprivreda 1970. 11.410 1975. - 12.440 188 1980. - 7.743 352 1985. - 7.950 360 773 1990. - 7.694 306 757 1995. - 6.748 605 419 2000. - 5.641 498 434 - 2005. - - - - 7.530

Tabela III Ukupno zaposlenih u poljoprivredi u Beogradu

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

industrije u Beogradu, proizvodnja komba-jna, 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 prigrad-skom i vangradskom delu konzuma EDB.

Karakteristike elektrodistributivnih mreža i struktura potrošačaNajveći 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.

[259]

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 na-pajaju 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 indus-trije 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.

4. Zaklju~akNa 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

[262]

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. Literatura1. Interna dokumentacija EDB2. Republički zavod za statistiku i infor-

matiku – saopštenja ZP 20 o strukturi zaposlenosti na nivou opština (izlazi iz štampe 3 puta godišnje) u periodu od 1970. do 2008. godine.

Ivana ^oj~i}, dipl.el.ing.Tomislav Milanov, dipl. el. ing.Mr. Du{an Vukoti}, dipl. el. ing.PD „Elektrodistribucija Beograd“

UDC: 621.316.17.004

Neke specifi čnosti u napa-janju električnom energijom objekata trgovine na konzu-mu EDB

1. UvodU 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

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.

RezimeRadom se iznose neke specifi čnosti u napajanju elektrodistributivnim srednjenapos-nkim i niskonaponskim mrežama na konzumu EDB objekata trgovine. 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 objek-tima 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 defi nišu tehničke uslove za napajanje ovih objekata.Ključne reči: Potrošnja električne energije i snage u objektima trgovine, načini napajanja elektrodistributivnom mrežom, rezervni izvori energije.

Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of Trade Buildings on Consumer Area EDBThis paper presents some specifi c issues concerning supply of trade buildings 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 deal-ing with defi ning of type of power supply and technical requirements for the power supply of these buildings.Kay words: consumption of electrical energy and power, trade buildings, way of power supply via power distribution network.

[263]

energija

2. Rangiranje potroša~a u klasi trgovina prema vršnoj snaziOvde je u priloženoj tabeli II prika-zan 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 energijeOvde su u priloženoj tabeli III prika-zani 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 specifi čni parametri o potrošnji električne energije i snage u ovim ob-jektima u 1986., 1996. i 2006. godini. Očigledno je da se specifi čni 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 na-pona sa pripadajućim TS 10/0,42 kV.

4. Potrošnja reaktivne elektri~ne energije u objektima trgovineU 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 prin-cipu 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

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

[264]

energija

Tabela III – Karakteristični podaci za potrošače iz grupe „trgovina“

Tabela IV Specifi čni parametri u periodu od 1986. do 2006.

Slika 1 Elektrodistributivna mreža 10 kV trgovačkog kompleksa oko Beograđanke

Slika 2 Elektrodistributivna mreža 0,42 kV trgovačkog kompleksa oko Beograđanke

objektima uglavnom sva reaktivna opterećenja klima-uređaja kompenzova-na. Međutim, značajan broj postojećih objekata trgovine takođe uvodi sve snažnije klima-uređaje sa značajnom

potrošnjom reaktivne električne en-ergije, te EDB preduzima sve mere da i u pripadajuće TS 10/0,42 kV ugradi iz svojih skromnih fi nansijskih sredstava nove baterije kondenzatora u elektrodis-

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-

[265]

energija

je, te da eliminiše jako neugodne tokove reaktivnih jalovih snaga kroz elektrodis-tributivne 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 bloko-vima 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 fi nansi-jsku 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~akRadom su prikazane neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom ob-jekata trgovine na području Beograda; svi potrošači si rangirani prema vršnoj snazi, a za nekoliko objekata iznešeni su i neki specifi čni parametri.Sve dinamičnija izgradnja grada sa pretežno trgovinskim objektima EDB priključuje na mrežu na principu interpolacija između postojećih ob-jekata, 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 apso-lutno najvišim nivoima svih parametara kvaliteta.Međutim, porasti potrošnje električne energije kod postojećih i novih potrošača moraju da dovedu i do izgrad-nje 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. LiteraturaInterna dokumentacija EDB- M. Jeličić, M. Kirović – neki

specifi čni 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.Tomislav Milanov, dipl. el. ing.PD „Elektrodistribucija Beograd“

UDC: 621.316.17.004

Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata javne rasvete na konzumu EDB

1. UvodNapajanje električnom energijom svet-losnih izvora koji služe za osnovno os-vetljenje ulica, dekorativnog osvetljneja parkova, trgova, mostova, spoemnika i javnih zgrada, vrši se posebnom niskonaponskom mrežom 0,42 kV čija

je ukupna dužina na konzumu EDB itekako značajna, kako u kablovskoj mreži na gradskom konzumu tako i u nadzemnoj mreži na prigradskom i van-gradskom konzumu. To je posledica i činjenice da se upravljanje uključenjem i isključenjem sijalica vrši još i poseb-

Rezime Radom se iznose neke specifi čnosti u napajanju elektrodistributivnim niskonapons-kim 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 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 defi nišu tehničke uslove za napajanje ovih objekata.Ključne reči: Potrošnja električne energije i snage, javna rasveta, načini napajanja elektrodistributivnom mrežom.

Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of Public Lighting on Consumer Area EDBThis paper presents some specifi c 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.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 deal-ing with defi ning of type of power supply and technical requirements for the power supply of these buildings.Kay words: consumption of electrical energy and power, public lighting, way of power supply via power distribution network.

[266]

energija

Tabela I Osnovni pokazatelji za inkadescentne svetlosne izvore

Tabela II Osnovni pokazatelji za fl uorescentne 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

nim komandnim provodnicima na koje su u dosadašnjem periodu delovale na-jpre 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 napa-janje domaćinstava i široke potrošnje. Na seoskim područjima, jako defi ci-tarnim 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 fi nansiraju iz budžeta Grada .Ukupna snaga svih sijalica (sa balas-tom) iz godine u godinu se stalno povećava, sa, u nekim fazama razvoja grada, godišnjim trendovima i preko

[267]

energija

5%. Međutim, odmah treba napomenuti da svi objekti javne rasvete na kon-zumu 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 os-vetljenosti Grada.

2. Jednopolne šeme TS 10/0,42 kV sa ybirnim obra~unskim i kontrolnim brojilimaNa kraju rada su prikazane jednopolne šeme tipskih TS 10/0,42 kV na grad-skom i vangradskom konzumu EDB

Slika 1

Slika 2

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 kon-trolna 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 inkades-centnih sijalica pri snažnom i povišenom naponu, a u tabeli II i III i za fl uorescentne, natrijumove i živine sijalice

4. Potrošnja aktivne i reaktivne elektri~ne energije Inkadescentni svetlosni izvori (sijalice sa užarenim vlaknom) su potrošači

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 (induko-van 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 kapaci-tivnom 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 fl uo-rescentne 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 transforma-tora i prigušnica ostvaruje faktor snage u rasponu 0,25 do 0,45, a u kompen-zovanom 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 energijeEDB 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 delo-vima grada sa stanovima u zgradama (višespratnicama) u dosadašnjem peri-odu 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-

[268]

energija

centa/KWh) potrošači u porodičnim kućama na gradskom, a naročito prigradskom, te vangradskom konzumu, „kradu“ električnu energiju, pre svega

Slika 3

Slika 4

Tabela V Procentualni joule-ovi gubici u mreži 0,4 kV izvedenoj samonosećim kablovskim snopom 70 mm2 A

za zagrevanje u zimskim mesecima (pri tome grejući snažnim električnim bojlerima ili enormnim brojem termoa-kumulacionih peći apsolutno sve sobe u

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 „izgu-bljena“ električna energija usled Joule-ovog efekta u svim niskonaponskim mrežama na gradskom, prigradskom i vangradskom konzumu je reda 2-3%. Srednjoročnim i godišnjim planskim programima predviđen je za izgrad-nju 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 elektro-distributivnim mrežama sa kablovima IPO 13-150 mm2 A, prikazani u tabeli IV procentualni gubici pri skoncentri-sanom 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 sno-pom preseka 70 mm2 A. Očigledno je da su u naseljima tipa solitera , sa kablo-vima 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).

Takođe, treba napomenuti opet da je ukupna godišnja potrošnja električne energije javne rasvete ispod 1% od uku-pne potrošnje električne energije svih

[269]

energija

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 fi nansijskih sredsta-va. 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~akRadom su prikazane neke specifi čnosti 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 konden-zatorima.Predlaže se da se u oko 3500 elektro-distributivne TS 10/0,42 kV na kon-zumu 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 ras-vete, 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. Literatura1. Interna dokumentacija EDB2. Ivo Eterović– „New Belgrade“-An

intimate view, knjiga, Beograd 1995., i „Belgrade Today“, knjiga, Beograd 2000.

Slika 6

[270]

energija

R.MilankovElektrovojvodina, Srbija

UDC: 621.316.1 : 621.317.002/.004

Reklamacije kupaca na kvalitet električne energije i merenja

Uvod 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 po-javljuju 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.

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 kat-egorija 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 specifi čne 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 napon-skom nivou.

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 nivoaPlanirani radovi se mogu podeliti na kratkotrajne i one koji traju duže od

RezimeU 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 stan-darda 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

Quality of Electric Energy – Customer’s Reclamations and Mea-suringIn now days, due to transitions, owner’s transformations and changes in relation-ships 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 fi nd some experience attentions to defi nitions 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

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

[271]

energija

vreme dolazi do prekida. Kvarovi mogu biti prolaznog ili trajnog karaktera. Prolazni su oni kod kojih do uspostavl-janja ponovnog naponskog stanja dolazi delovanjem lokalne automatike u ob-jektima isporučioca električne energije, dok prekidi trajnog karaktera zahtevaju delovanje manipulanata ili izvođenje na-knadnih 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 aktivnos-tima 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 individu-alnim domaćinstvima, a naročito kod drugih kategorija kupaca, zahtev kupaca je počeo da se menja i zahtevani kriteri-jumi 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 post-avljaju 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 prijem-nog kontrolisanja kvaliteta električne energjie, kao i kontrolu kvaliteta u procesu distribucije električne en-ergjie, kao i procedure koje obrađuju proces reklamacije kupaca na kvalitet isporučene električne energije. Prilikom kontrole procesa i upravljanja procesi-ma, 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 napa-janja 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 kvalitetSve žalbe kupaca se svode na žalbe na 0.4 kV naponskom nivou. Uglavnom se pritužbe kupaca mogu podeliti u neko-liko kategorija:- na sniženu efektivnu vrednost faznog

napona u dužem vremenskom periodu- na sniženu efektivnu vrednost faznog

napona u kratkom vremenskom inter-valu

- na asimetrično napajanje- na vrlo česte prekide u isporuci

električne energije - na pojave treperenja sijalica u retkim

slučajevimaPritužbe se mogu podeliti i po mestu prijema u elektrodistribuciji: - reklamacija upućena telefonom i

to službi upravljanja distributivnim

sistemom – dispečerskom centru. Centar upravljanja može dati on-line podatke o trenutnom uklopnom stanju, planiranim radovima ili drugim ra-zlozima 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 zado-voljiti 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 konstruktiv-na 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 dis-tributer električne energije: - propisati, defi nisati 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 električne energije.

- Ovakav vid razgraničenja je još potrebniji ukoliko se ima na umu deregulacija tržišta električne en-ergjie, 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

[272]

energija

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 defi nisane elemente kvaliteta električne energije.

Pošto se žalbe kupaca odnose generalno na svaku vrstu tehničko-obligacione primedbe koja se tiču kupca i njegovog komfora koju on očekuje, opravdano ili

neopravdano, za naknadu koju je on pri-hvatio, potrebno je defi nisati područije primene obaveze. Kontrola kvaliteta električne energije u smislu primene nacionalnih standarda se mora strogo defi nisati na mesto primene. Na slici 1 je dat primer gde se vidi da je kontrola obavezna samo na specifi čnim mestima kada je u pitanju DNO. Mora se strogo podvući da je standard usko vezan samo za tačku koja je defi nisana kao tačka napojnih priključaka.Polazeći od napred iznetog i upoređujući dobijene rezultate me-renjem 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.

Merenje kvaliteta elektri~ne energjieUzimajući 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 raspola-gali distributeri bila ispod očekivanog nivoa i korišćenjem takve opreme nije se mogao dobiti adekvatan rezultat merenja a naročito se nije mogao doku-mentovati rezultat merenja. Pojavom novih uređaja koji imaju karakteristike takve da mogu generi-sati 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. har-monijska analiza, fl ikeri i poremećaji u mreži. Upotrebna vrednost ovih mrežnih analizatora se sastoji i u mogućnosti pri-kupljanja 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 pi-tanju, 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

Slika 1 Prikaz položaja napojnih priključaka

Slika 2 Viši harmonici napona i struje invertor u ED

Slika 3 Trofazni talasni oblik napona i struje

[273]

energija

struje trofazno jednog postrojenja vodo-voda naseljenog mesta gde je regulacija brzine motora pumpe urađena vektors-kim regulatorom. Kada se govori o uticaju viših har-monika mora se spomenuti da se koriste pokazatelji: totalna harmonijska distorzija THD napona i struje

THDU(%) = (%)

THDI(%) = (%)

faktor distorzije napona (%) ili struje (%).

Flikeri i treperenja sijalica se defi nišu kao efektivna vrednost fl ikera:

,

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

Slika 4 THD U(%) i I(%) Slika 5 Talasni oblik U i I (po fazama)

Slika 6 Tropolni prekid Slika 7 Jednopolni prekid

Ovaj parametar se koristi u iskazivanju parametra za opažanje fl ikera u dužem vremenskom intervalu od 10 min: ,

gde je N broj posmatranih intervala od 10 min. Ovakvim uređajem se mogu identi-fi kovati, 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.

Poreme}aji u mrežiJedan od najčešćih načina reagovanja na žalbe kupaca je registracija poremećaja u mreži (disturbances). Velika fl eksibil-nost ovog načina snimanja se ogleda u načinu podešenja mernih sistema napona i struja. Poremećaj se defi niše u

domenu nominalnih vrednosti param-etara. Ovaj faktor kvaliteta se iskazuje preko nekoliko parametara. Radi se o postavljanju nominalnog napona (Un), donjeg praga osetljivosti uređaja – mini-malnog napona - Umin (koji se iskazuje u % od U), prati se nominalna frekvencija fn (Hz) i proradni prag osetljivosti – trig-ger 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 defi nisana razlikom između dve tačke uzorkovanja merne veličine. Ako uređaj uzorkuje 40 odbiraka po periodi onda se maksimalna promena napona u pojedinim tačkama defi niše 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.

Tako da se za Un=230 V, i okidnim nivoom od 1.5 dobija snimljena svaka promena veća od 76 V. Program koji je

[274]

energija

Slika 8 Strmina – propad Slika 9 Visoka osetljivost

Slika 10 Propad napona u dve faze Slika 11 Propad napona u jednoj fazi

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 )

tada se mogu dobiti snimci kao na slici 10 gde je prikazan propad napona u dve faze. Uređaj radi tako da počne sniman-je 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 mini-

malnog praga reagovanja, tako da je po-java obojena u braon. Vidi se sa snimka da je pojava bila prolaznog karaktera i da je došlo do propada napona i do us-postavljanja normalnog stanja posle oko 500 ms. Uzrok ovom propadu napona je verovatno pojava zemljospoja.

Posebnu pažnju u praćenju param-etara kvaliteta električne energije jeste asimetričnost napajanja trofaznih kupaca. U standardima se obično

asimetrričnost napajanja u višefaznom sistemu defi niše 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 kompo-nenti. 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

[275]

energija

Ovakva asimetrija je najčešće posledica izgradnje NN mreže i nesimetrično raspoređivanje monofaznih potrošača.

Reklamacije kupaca u PDPD „Elektrovojvodina“U PD „Elektrovojvodina“ seg-ment 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 pri-jemnog kontrolisanja, preko kontrole kvaliteta u procesu distribucije pokrive-na 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 pri-jemne 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 prob-lem bilo preko službe za održavanje tehničkog sistema ili investiranjem u određenom pravcu.

Zaklju~akKvalitet 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 ku-paca 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 defi nisati potrebne najminimalnije parametre kvaliteta električne energije sa što većom pri-menljivom 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 deregu-lacije tržišta, vlasničke transformacije delova sistema koji je do sada obavljao sve funkcije u procesu snabdevanja električne energije, formiranjem Agenci-je, Operatera i drugih još ne formiranih regulatornih tela, naročita briga se mora posvetiti kvalitetu električne energije, bilo da je u pitanju kvalifi kovani ili tarifni kupac. Po sadržaju i defi nicijama kvaliteta električne energije u standardu EN60150 može se uočiti da su postav-ljeni nivoi kvaliteta možda previsoki, ukoliko se ima u vidu dosadašnja praksa

i trenutno stanje u međusobnim odno-sima. Potrebno je obezbediti i zakonsku podlogu koja bi podržala standard i obezbediti odgovarajuću mernu opremu koja bila propisana i obavezna.

Literatura1. 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 kom-patibilnost (EMC) Deo 4-30: Tehnike ispitivanja i merenja – Metode me-renja kvaliteta električne energije

6. Uputstva i procedure sistema kvalite-ta ISO 9001: PD Elektrovojvodina Novi Sad

7. Internet

[276]

energija

Dragan Ristivojevi}, Sne~ana Vukovi}, Slobodan Damnjanovi}

UDC: 621.311.1.004.64

Analiza specifi čnih 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 kVKapacitivnost 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:

(1)

gde je:x- horizontalno rastojanje zaštitnog

užeta od najvišeg provodnika

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.

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

Slika 1 Zona zaštite zaštitnog užeta

[277]

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 talasab) 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 konfi guracije uzemljivača, udarne struje i specifi čne otpornosti. Defi niše se impulsni koefi cijent.

(3)

U narednoj tabeli date su vrednosti impulsnog koefi cijenta u zavisnosti od specifi čne otpornosti tla.

Analiza posledica spajanja i razdvajanja zaštitnog i pogonskog uzemljenja u trafo stanici 6/0,4 kVPostavlja 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:

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:

(5)

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 Ωv) 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

Tabela 2 Vrednost impulsnog koefi cijenta

Tabela 1 Vrednosti udarne struje Slika 2 Skica pogonskog i zaštitnog uzemljenja

[278]

energija

eliminisanja kvara pri proboju faznog voda prema masi objekta TS 6/0,4 kV. Primer: Osigurači In= 160ARpog = 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:

(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).

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

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.

Literatura[1] Nikolić, Čengić: Zaštita

uzemljenjem [2] Milanković: Tehnika visokog

napona [3] Zbirka propisa iz elektrotehnike ,

Beograd, 1996.g

Slika 3 Iznošenje potencijala

[279]

energija

Tomislav Milanov, dipl. el. ing.

UDC: 621.316.002/.006 (497.11)

Komentar strukture potrošnje električne energije na konzumu PD „Elektrodistribucija Beograd“

1. UvodRazvoj 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.

Treba prokomentarisati i tabele III i IV: sav rad i aktivnosti počev od 1950. godine na elektrifi kaciji i gradskog i ruralnih područja, i uvođenje šuko-priključnica u svaku sobu svakog stana

( što je rezultovao u najintenzivnijem grejanju „na struju“ ), i brza industrijalizacija svih beogradskih opština, i izuzetna dinamika izgradnje gradskog i seoskog područja – odvijali

RezimeRadom 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 specifi čnih 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 En-ergy on Consumer Area EDBThis 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 signifi cant 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 specifi c 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 defi ning 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.

[280]

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 EDBTabelom III prikazane su specifi čne potrošnje električne energije i snage po stanovniku na području Beograda u periodu od 1950. do 2005. godine, a tabelom VI i specifi čni 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 „fi nansijska 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 fi nansijska 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 defi nisani 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 specifi čna snaga ostvaruje danas u svim naseljima sa porodičnim kućama; specifi čno 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

realizovana gasifi kacija 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 EDBSpecifi čni 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 specifi čnih parametara po zaposlenom kod svih grupa potrošača.Međutim, neprivredne delatnosti, i pored zagrevanja drugim energentima, ostvaruju zaista visoke specifi čne 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 EDBZa potrebe planiranja izgradnje nove mreže u EDB se već 20 godina „prati i analizira“ specifi čno opterećenje (opterećenje po stanovniku) na nivou svih TS X/10 kV. Ovde su, u tabeli XI, prikazana specifi čna 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 specifi čno opterećenje oko 2000 W/st.

5. Zaklju~ciGrupa stručnih radova grupe autora prezentovana na prošlom savetovanju „Energetika 2008“ kao i ovom

Tabela I Ukupno zaposlenih u Beogradu i procentualno učešće žena

[281]

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 specifi čnih 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

Tabe

la IV

Str

uktu

ra z

apos

leno

sti u

pri

vred

i, ne

priv

redn

im d

elat

nost

ima

i pol

jopr

ivre

di n

a ko

nzum

u E

DB

u p

erio

du o

d 19

70 d

o 20

05.

(„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. Specifi čni 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

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. Specifi čni 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. Specifi čna 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 specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata prosvete na konzumu EDB- Savetovanje „Energetika 2008“

[2] D.Vukotić, M.Kirović, T.Milanov- Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata zdravstva na konzumu EDB- Savetovanje „Energetika 2008“

[3] T.Milanov,M.Kirović, D.Vukotić- Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata ugostiteljstva na konzumu EDB- Savetovanje „Energetika 2008“

[4] B.Todorović,M.Kirović,T. Milanov,D.Vukotić - Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata sportskih centara na konzumu EDB- Savetovanje „Energetika 2008“

[5] T.Milanov - Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata administracije na konzuma EDB- Savetovanje „Energetika 2008“

[283]

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- Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata beogradskih toplana na konzuma EDB- Savetovanje „Energetika 2008“

[7] Tomislav Milanov, dipl. el. ing., Ivana Čojčić,dipl.el.ing.- Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata metalske, hemijska i građevinske industrije na konzumu EDB - Savetovanje „Energetika 2009“

[8] Tomislav Milanov,dipl.el.ing.,Ivana Čojčić,dipl.el.ing.- Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata poljoprivrede i prehrambene industrije na konzuma EDB- Savetovanje „Energetika 2009“

[284]

energija

Tabela VIII Dostignuti nivoi potrošnje električne energije i snage na uzorcima pojedinih reprezentativnih grana delatnosti u Beogradu

Tabela IX Razvoj i prognoza specifi čnog 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- Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata opšte kulture na konzuma EDB- Savetovanje „Energetika 2009“

[10] I.Čojčić,T.Milanov - Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata trgovine na konzuma EDB- Savetovanje „Energetika 2009“

[11] R.Radisavljević,A,Stanković,T.Milanov - Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata javne rasvete na konzuma EDB- Savetovanje „Energetika 2009“

[12] Tomislav Milanov, dipl. el. ing. - Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata beogradskog vodovoda na konzuma EDB- Časopis „Elektrodistribucija“, god. 2001, br. 3

[13] Tomislav Milanov, dipl. el. ing. - Neke specifi čnosti u napajanju električnom energijom objekata saobraćaja na konzuma EDB- Savetovanje „Energetika 2009“

[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 KlimentaFakultet tehničkih nauka, Kosovska Mitrovica

UDC: 621.313.52 : 621.317

Metodologija merenja stepena iskorišćenja asinhronih generatora i motora

1. Uvod 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 efi kasnosti [4,5].

2. Indukcioni senzor brzine obrtanja i na~in dobijanja mehani~kih parametaraUređaj 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

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)

RezimeU 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.

Methodology of Measuring the Efficiency of Asynchronous Gen-erators and MotorsA new practical methodology of measuring the effi ciency of asynchronous machine during their operating conditions is presented in this paper. The methodology enables obtaining of the dependency between the effi ciency 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 fi elds of speed and winding resistance measurements. With this methodology, it is possible to infl uence on increasing the effi ciency not only of asynchronous generators but also of small power plants at all.Key words: asynchronous generator, asynchronous motor, effi ciency, mechanic parameters.

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

[288]

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 /

fU priključen na statoru mašine i poznate parametre uzdužne grane T ekvivalentne šeme mašine određuje obrtni moment mašine M koji se daje sledećom jednačinom:

(5)

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 fl uksa statora; - reaktansa po fazi ukočenog rotora

svedena na stator, usled rasutog magnetnog fl uksa rotora; - Hopkinsov sačinilac usled rasutog magnetnog fl uksa 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 fl uksu 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 fi gurišu 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)

(7)

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 uslovimaPoznata su rešenja za određivanje parametara ekvivalentne impedanse kratkog spoja asinhronih mašina

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 efi kasnosti 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.

[289]

energija

[290]

energija

4. Rezultati merenjaMerenja 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;

Mn=1.7554 Nm; sprega statorskih namotaja u zvezdu. Rezultati su dati u tabeli 1.

Tabela 1 Rezultati merenja mehaničkih parametara asinhrone mašine

[291]

energija

Tabela 1 (nastavak)

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: MP-2008/0084, 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: MP-2008/0085, Zavod za intelektualnu svojinu Republike Srbije, Beograd, 2008.

[3] National instruments: ’’LabVIEW development guidelines, NI Corporation, 2000.

Slika 2 Ekvivalentna električna šema asinhrone mašine: a) pri kratkom spoju; b) u normalnom radu

Slika 3 Dobijena mehanička karakteristika asinhrone mašine

Slika 1 Principijelna električna šema za izvođenje ogleda kratkog spoja asinhronih mašina sa kratkospojenim rotorom, u pogonskim uslovima

[292]

energija

[4] IEEE Std 112: Standard test procedure for Polyphase Induction Motors and Generators, 2004.

[5] IEC 61972: Method for determining losses and Effi ciency of Three-Phase 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 Scientifi c Meeting ’’Renewable Energy and future of its Application’’, The Montenegrin Academy of Sciences and Arts, Proceedings, vol. 84, Budva, 2007.

ZahvalnicaAutori se zahvaljuju Ministarstvu nauke Republike Srbije na fi nansiranju projekta pod nazivom ’’Istraživanje 16 mikro hidroelektrana u slivnom području Timoka u cilju povećanja njihove energetske efi kasnosti’’, 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

I. UvodIstraživanja 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 efi kasnosti 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

RezimeU 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.

AbstractThis 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

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 efi kasno 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

[293]

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 pe-riodaCilj 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

Slika 1 Reprezentativni deo mernog perioda (17.-21. jul 2008. godine)

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 specifi čna 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 periodaCilj 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.

Ugao solarnog panela je iznosio 45°.Korišćen je solarni fotonaponski panel fi rme 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 rezultataA. Letnji periodTokom 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 specifi čnu 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.

TLD = Wukupno /Pp = 1.060/200 = 5,3h.Fotonaponski sistem se pokazao kao odlično rešenje sofi sticiranog 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.

Zimski periodA. 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,

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~akNa 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 elektrifi kaciju.

VI Literatura[1] Nikolić Z., Vasiljević J., Škrnjug

S., Šiljkut V., Elektrifi kacija manastira Hilandar i doprinos “Elektrodistribucije - Beograd”, Elektrodistribucija, 28, Beograd, (2000), 2, 147-160.

[295]

energija

[2] 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.

[1] Nikolić Z., Elektrifi kacija Hilandara i njegovih poseda, Četvrta kazivanja o Svetoj Gori, Prosveta, Beograd, (2005), 430 – 464.

[2] 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), 109-116.

[3] 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.

[4] Stevović S., Nikolić D., Eksperimentalna instalacija dopunskog snabdevanja izolovanog sistema sunčevom energijom, Zbornik radova VII simpozijuma industrijska elektronika Indel 2008, Banja Luka.

[5] 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

1. UvodDa 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

RezimeRad 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 predefi nisati 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 AutocadIn this paper, we have presented a simple way of creating blocks made of different elementsneeded 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 predefi ned 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.

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 osnoveKako 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.

[296]

energija

Slika 3 Geopolitički rizik snabdevanja energijom za 2008. godinu

Slika 1 Izgled građevinske i kompletne građevinske osnoveBlokove 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 defi niciju. 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 Defi nition. 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 Defi nition i klikne na OK. Treba napomenuti da u okviru prozora Block Defi nition postoje u delu Objects tri dugmeta od kojih treba izabrati Delete, što znači da se objekti automatski brišu nakon što se defi niše 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

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 defi nisati 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 defi niše tačka umetanja bloka u crtež, u polju Scale vrši se defi nisanje faktora razmere po koordinatnim osama za simbol koji se umeće, a u polju Rotation se vrši defi nisanje 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, defi nisati 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 defi niše 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

[297]

energija

praviti blokove jer su to samo prave linije. Ovim je završena kompletna građevinska osnova.

3. Razmena informacija izme|u crtežaDa 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 3 Prevlačenje objekata sa jednog na drugi otvoren crtež

Slika 2 Dva crteža istovremeno otvorena u AutoCAD-u

4. Prevla|enje objekata sa jed-nog na drugi otvoren crtežPojedini 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~akSavremeno 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 grafi ka VTŠ, Čačak, 2005.

[3] Nikšić, P., Mitrović, A., Zemanić, I., Ulemek, M.:Kompjuterska grafi ka, Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak ,2008.

[4] Finkelstein E., AutoCAD 2004 Biblija, Napredne tehnike, Beograd, 2005.

[298]

energija

Nenad Stevanovi}„Kolubara Površinski kopovi“ BaroševacDaliborka Ili}, Aleksandar Dimitrijevi}

UDC: 621.315 : 621.316.94 (497.11)

Harmonijski sastav struje neutralnog voda u niskonaponskoj napojnoj mreži Direkcije „Kolubara Površinskih kopova“

UvodObično, 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.

Struja neutralnog vodaU 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.

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

RezimeU 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

AbstractIn 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 offi ce in Baroševac Infl uence 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

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 napojnoj mreži. Potrošači priključeni na tu napojnu mrežu 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

Slika 1 Trofazni četvorožični sistem sa simetričnim opterećenjem(struja neutralnog voda je nula)

[299]

energija

Slika 2 Trofazni četvorožični sistem sa nesimetričnim opterećenjem (struja neutralnog voda nije nula ali mala u odnosu na fazne struje)

uočiti da su treći harmonici ovakve linijske struje u fazi ( možemo reći da su homopolarne komponente). Isti je rezultat kod ostalih harmonika čiji je red umnožak trećeg harmonika, ali je njihov uticaj mnogo manji. Iz ovoga sledi da je struja neutralnog voda aritmetički zbir amplituda harmonika linijskih struja čiji je red umnožak broja tri. Na istoj slici može se uočiti da je učestanost struje neutralnog voda trostruko veće nego kod faznih struja.Viši harmonici napona i struje predstavljaju generator dodatnih troškova, jer dolazi do dodtnog zagrevanja elemenata EES-a, povećanja gubitaka električne energije i ubrzanog starenja izolacije i skraćivanje njihovog eksploatacionog životnog veka, što opet uvećava troškove održavanja. Viši harmonici pored toga što loše utiču na životni vek opreme EES-a ugrožavaju siguran i pouzdan rad kontrolnih, upravljačkih i zaštitnih uređaja i time ugrožavaju siguranost i pouzdanost čitavog EES-a.Ovo su značajni razlozi zbog kojih praćenje kvaliteta električne energije sve više dobija na potrebi i važnosti.

Merni postupakMerenje je vršeno dve nedelje neprekidno (od utorka 05.februara do utorka 19.februara 2008. godine).

Razlog ovom produženom merenju (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 iz trafo stanice TS 6/0,4kV br.14 (250kVA, 24/361A, Dyn5). Ova trafo stanica se napaja visokim naponom kablovskim dovodom priključenim na vazdušni vod 6kV dalekovoda sa koga se napaja još nekoliko trafostanioca 6/0,4kV ali i razvodna postrojenja na koja supriključeni veliki rudarski objekti (rotorni bager, samohodna pretovarna traka tzv. band-wagen, kao i par etažnih transportera sa velikim pogonskim asinhronim motorima

sa kratkospojenim rotorom). Na slici 5 prikazana je jednopolna šema napajanja trafostanice TS Upravna ygrada Baepševac u kojoj je vršeno merenje. Prikazan je samo jedan izvod (DV Ceroviti) iz TS Rudovci 35/6kV, jedne od manjih trafostanica u sistemu napajanja Površinskih kopova Kolubare. Celokupna šema napajanja RB„Kolubar“-e dosta je obimna i razgranata sa značajnim brojem trafostanica 35/20kV, 35/6kV i 6/0,4kV i prevazilazi predmet ovog rada.Merenje tj. snimanje, je vršeno trofazno, korišćenjem mrežnog analizatora druge generacije visokih performansi i velike brzine (Power Guide 4400, Dranetz BMI). Korišćen je i „snažan“ softverski alat Dran-View Profesional za detaljnu analizu i obradu rezultata merenja na PC platformi.

Slika 3 Trofazni četvorožični sistem sa nelinearnim opterećenjem po fazama (struja neutralnog voda nije nula i može biti veća od faznih struja zbog homopolarnosti harmonika)

Slika 4 Treći harmonik struje neutralnog provodnika

Slika 5 Jednopolna šema napajanja TS Uprava Baroševac 6/04kV(izvod DV „Ceroviti“)

Primenjeni mrežni analizator, uz upotrebu dodatnog softvera, pruža veoma široke mogućnosti u pogledu praćenja parametara kvaliteta električne energije. Rad samog uređaja, merenje i preračunavanje, standardizovan je i saglasan sa standardima IEEE 1159, IEC 61000 i EN50160.Snimani su naponi sve tri faze i učestanosti direktno na sabirnicama niskog napona trafostanice 6/0,4kV. Takođe merena je struja ukupne potrošnje zgrade u sekundarnom kolu strujnih mernih transformatora (prenosnog odnosa 600/5A) priključenjem strujnih mernih klješta (TR-2501, 0-10A) bez prekidanja strujnog kola. Pored faznih struja opterećenja merena je i struja u povratnoj grani, čiji rezulati su predmet ovog rada. Merenje je obavljeno u pretežno zimskim uslovima sa periodima niske temperature (minimalna temperatura je iznosila -100C 17/02/2008.) ali i u danima kada je zztemperatura bila visoka za ovo doba godine (maksimalna temperatura je iznosila 140C 05/02/2008.) kada je verovatno došlo i do upotrebe individualnih uređaja za klimatizaciju obzirom na veoma sunčan dan i lošu termičku izolovanost zgrade.Posmatrana zgrada pripada tipu većih administrativnih zgrada sa oko stotinak

[300]

energija

kancelarija. Od potrošača skoro da potpuno preovlađuju nelinearni potrošači relativno male snage ali velikog broja. Veoma je mali broj čisto omskih potrošača i njihova snaga je pojedinačno značajnija reda nekoliko kilovata (šporeti u kantini za topli obrok i bifeu, nekoliko akumalcionih i protočnih bojlera). Nasuprot tome značajno je veliki broj nelinearnih potrpšača pojedinačno male snage gotovo svi monofaznog tipa. Veliki je broj personalnih računara (oko 120) pretežno napajanih preko uređaja za besprekidno napajanje, veliki broj kancelarijskih štampača, nekoliko velikih fotokopir aparata, skenera i druge mrežne kompjuterske opreme, nekoliko velikih frižidera i vitrina za hlađenje, velikog broja (negde oko 60) pojedinačnih uređaja za klimatizaciju različitih kapaciteta i snaga kao potrošača veće snage.

Rezultati merenjaNa slici 6 prikazana je vremenska promena efektivne vrednosti faznih struja i struje neutralnog voda. Na njoj se uočavaju dva dnevna maksimuma radnim danom, jedan prepodnevni koji u suštini traje od oko sedam sati pa do tri popodne uz izvesne oscilacije. Drugi maksimum, po intenzitetu znatno manji, traje od nekih 16:30 pa do oko 21:30. Period snimanja obuhvatio je tri neradna dana, petak 15.02. je dan Državnog praznika. Obzirom da opterećenje po fazama nije simetrično a zbog bolje

Slika 6 Vremenska promena faznih struja i struje neutralnog voda

Tabela 1 Tabelarni prikaz maksimalnih efektivnih vrednosti faznih struja i struje neutralnog voda zabeleženih u periodu snimanja

jasnoće snimka nisu uzete iste razmere za amplitudu efektivnih vrednosti struje.U tabeli 1 prikazane su maksimalno zabeležene vrednosti faznih struja i struje neutralnog voda, sa datumom i vremenom postizanja tih vrednosti. U istoj tabeli prikazane su i kolone u kojima je struja neutralnog voda (IN) izražena preko faznih struja u procentualnom iznosu. U okviru ove tabele može se zapaziti da je maksimalno zabeležena vrednost struje neutralnog voda 128,04A, što je 360,17% minimalno opterećene faze u tom momentu a to je faza A (IA) ili 85,30% od struje maksimalno opterećene faze u tom trenutku a to je faza C (IC). U tabeli 2 prikazane su maksimalno zabeležene vrednosti krest faktora struje, za sve snimke struje, sa vremenom i datumom postizanja. Krest faktor faktor struje predstavlja maksimalne i efektivne vrednosti i izražen je sledećom relacijom:

(1)

Prikaz vremenske promene trećeg harmonika faznih struja i struje neutralnog voda dat je na slici 7. Vrednost harmonika izražena je u apsolutnim jedinicama tj. amperima. Može se zapaziti da je promena trećeg harmonika u toku vremena posmatranja dosta slična vremenskoj promeni efektivne

vrednosti. Struje, osnosno periodi maksimuma su istovetni. Na slici 8 može se videti promena neparnih harmonika (3., 5., 7. i 9.-tog) struje neutralnog voda u toku vremena. snimanja. Praktično se potvrdilo teorijsko razmatranje da su kod harmonijskog izobličenja struje neutralnog voda dominantni harmonici čiji je red umnožak broja 3, odnosno h=6k+3, gde je k= 0, 1, 2.....n.U nastavku rada biće prikazana tri specifi čna slučaja snimljenih talasnih oblika struja. Prvi slučaj je prikazan na slici 9. Ona prikazuje talasne oblike struja u momentu kada nema znatnih deformacija napona, a opterećenje je značajno i blisko je nekom dnevnom maksimumu. Detaljniji numerički podaci vezani za ovaj talasni oblik, kao što su efektivna vrednost struje, vrednost prvog harmonika, ukupno harmonijsko izobličenje struje, vrednost pojedinih dominantnih neparnih harmonika struje prikazani su u tabeli 3.U momentu snimanja talasnih oblika, struja neutralnog voda iznosi 86,60 % struje najmanje opterećenje faze odnosno 52,98% struje najopterećenije faze . Ukupno harmonijsko izobličenje struje neutralnog voda iznosi 95,60% osnovnog harmonika, a dominantan je treći harmonik, čije harmonijsko izobličenje iznosi 91,18% osnovnog harmonika.Procentualno povećanje gubitaka u niskonaponskim vodovima u odnosu na gubitke koji se imaju pri osnovnom harmoniku (na nominalnoj učestanosi 50Hz), a koji potiču od viših harmonika faznih struja i struje neutralnog voda, može se predstaviti sledećom relacijom:Shodno ovoj relaciji dobijamo da povećanje gubitaka usled uticaja trećeg harmonika struja, čiji je talasni oblik prikazan na slici br.9, iznosi, ∆Phar3 [%] = 7,06% gubitaka koji se imaju samo pri prvom harmonikau (∆Phar5 [%] = 8,23% , ∆Phar7 [%] = 8,65% , ∆Phar9 [%] = 9,11%, ∆Phar25 [%] = 9,40%).Sledeći primre snimljenih talasnih oblika struja odražava slučaj sa znatno većim harmonijskim izobličenjima

Tabela 2 Tabelarni prikaz maksimalnih vrednosti krest faktora

[301]

energija

Slika 7 Vremenska promena trećeg harmonika faznih struja i struje neutralnog voda

Slika 8 Vremenska promena neparnih harmonika struje neutralnog voda

Slika 9 Talasni oblik struja pri relativno malom harmonijskom izobličenju

Tabela 3 Tabelarni prikaz numeričkih vrednosti harmonijskog sastava struja i napona čiji su talasni oblici prikazani na slici 9

i nižim efektivnim vrednostima opterećenja i prikazan je na slici10. Karakteristično za ovaj primer jeste

da su harmonijska izobličenja napona znatno veća nego u prvom slučaju. Snimak je napravljen u ponedeljak 11.02.2009. u 15:11 po završenom radnom vremenu najvećeg dela zaposlenih (što se može deklarisati i po opterećenju koje je znatno manje nego u

prvom slučaju).U tabeli 4 prikazani su numerički podaci slično predhodnom slučaju.

Iz ove tabele može se zapaziti da su izobličenja svih struja znatno veća (totalno harmonijsko izobličenje struje neutralnog voda iznosi 280,23% od vrednosti prvog harmonika). Međutim, harmonijski spektar je veoma bogat i javljaju se, pored dominatnog trećeg harmonika (koji iznosi 78,06% osnovnog harmonika) i drugi netipični neparni harmonici strujnog izobličenja (npr. I22= 66% od I1 ).Grafi čki prikaz harmonijskog spektra struje neutralnog voda, za talasne oblike sa slike 10 dat je na slici 11.Sledeći snimak talasnih oblika faznih napona i struja, kao i struja neutralnog voda napravljen je u nedelju 17.02.2009. u 10:43. U ovom slučaju

Slika 10 Talasni oblik struja pri većem harmonijskom izobličenju napona napajanja

Slika 11 Harmonijski spektar struja

[302]

energija

strujna opterećenja su još manja nego u predhodnom (Imax=36,95A i Imin=26,44A). Talasni oblici snimljenih struja prikazani su na slici 12 dok su numeričko podaci prikazani tabelarno (tabela 4). Harmoijski spektar struje neutralnog voda je takođe veoma bogat i grafi čki je prikazan na slici 13 Sa ove slike može se zapaziti da

nije dominantan treći harmonik (IN3=128,90%IN1) već harmonik dvadesetog reda (IN20=153,90%IN1). Ukupno harmonijsko izobličenje struje IN je dosta veliko i iznosi 383,48% osnovnog harmonika.Takođe je dosta veliko i izobličenje napona napajanja, a maksimalno je za napon faze B i iznosi 8,38% od osnovnog harmonika. Mađutim i u ovom slučaju značajan

udeo u harmonijskom izobličenju struje IN imaju parni harmonici (između ostalog dominantan je parni harmonik, ali postoje harmonici iznad 25-tog reda).U momentu pravljenja ovog snimka od potrošača u zgradi je bilo uključeno osvetljenje po hodnicima, cirkulacione pumpe za etažno grejanje i uređaji koji su stalno priključeni na mrežno


Slika 12 Talasni oblik struja pri većem harmonijskom izobličenju napona napajanja

napajanje kao što je slučaj sa uređajima za besprekidno napajanje koji u sebi sadrže isparavljače za dopunjavanje sopstvenih baterija iz kojih crpe energiju za slučaj nestanka mrežnog napajanja. Ipak, i pored dosta visokih procentualnih vrednosti ukupnog harmonijskog izobličenja, u druga dva slučaja (280,23% od IN1 i 383,48% od IN1) relativno je mali iznos istih veličina izražen u apsolutnim jedinicama odnosno u amperima (THDIN=28,33A i THDIN=27,11A).Isto tako može se pretpostaviti da je talasni oblik struja u prvom slučaju posledica potrošača u okviru upravne zgrade. Dok su talasni oblici struje i napona u druga dva slučaja posledica „poremećaja“ u srednjenaponskoj mreži (6kV). Na jednopolnoj šemi napajanja TS Uprava Baroševac (slika 5) treba zapaziti rudarske objekte Glodar oznake G-3, pretovarna trak zvana Rudis i dve pogonske stanice (B-22 i 1-7). Na toj slici su date snage, broj i vrsta visokonaponskih motora. Na pogonskim stanicama su VN asinhroni motori kliznokolutni (VN AM KK) snage po 315kW čiji start nebi trebalo da izaziva veće poremećaje u napajanju. Mađutim motor radnog točka Glodara G-3 je VN asinhroni motor sa kratko spojenim


Slika 13 Harmonijski spektar struja čiji su talasni oblici prikazani na slici 12

[303]

energija

rotorom snage 600kW. Njegov polazak je propraćen velikim strujama i sigurno da stvara određene padove napona i poremećaje u 6 kV mreži, a talasni oblici napona na slikama 10 i 12 to i potvrđuju.

Zaklju~akNa osnovu rezultata merenja može se konstatovati da nelinearni potrošači, kakvih je u posmatranom slučaju ogromna većina, u velikoj meri deformišu prostoperiodične tj. sinusoidalne talasne oblike struje. Posledica rada ovih uređaja je i pojava povećanja struje neutralnog voda, koja je u nekim slučajevima veća i od faznih struja (npr. u tabeli 5 vidi se da je struja IN = 106,55% IC, ili momenat postizanja maksimalne vrednosti struje IN-tabela 1). Međutim moramo konstatovati da su to kratkotrajne pojave vezane neke prelazne režime i kratkotrajne poremećaje u srednjenaponskom napajanju. Sa vremenskog toka promene efektivnih vrednosti svih merenih struja (slika 3) vidi se da je struja neutralnog voda uglavnom manja ili jednaka faznim strujama.Međutim sve ovo dovodi do pojave dodatnih gubitaka što opet ima za posledicu povećanje gubitaka snage i energije, dodatnog zagrevanja što može dovesti i do pregrevanja i oštećenja. Prema tome ove pojave utiču i na pouzdanost sistema napajanja.Obzirom na trend broja nelinearnih potrošača može se očekivati još veće harmonijsko izobličenje stuja i napona napajanja, ali i porast struje neutralnog voda niskonaponske napojne mreže. Iz tog razloga biće potrebno uzeti u obzir i harmonijski sastav struje opterećenja kod određivanja preseka napojnih kablova. Standard IEC60364-5-52 u Aneksu D daje sledeću tabelu sa redukcionim faktorima, kod određivanja preseka provodnika uzimajući u obzir sadržaj trećeg harmonika u struji opterećenja:

Literatura[1] N.Stevanović- Analiza harmonijskog

izobličenja napona u niskonaponskoj napojnoj mreži zgrade Direkcije „Kolubara površinskih kopova“ Baroševac-Zbornik radova Energetika2007, Zlatibor mart 2007

[2] V. Katić – Kvalitet električne energije u distributivnim mrežama Elektroprivrede Srbije- Studija EPS, 2004

[3] A. Baggini Università di Bergamo J. Desmet, Hogeschool West-Vlaanderen Belgium- Neutral Sizing in Harmonic Rich Installations-Power Quality Application Guide

[4] PowerGuide-User manual-Dranetz BMI Inc USA

[5] Dran View 6.0-Power quality browser- User manual- Dranetz BMI Inc USA

[6] IEC60364-5-52:2001, ‘Electrical Installations in Buildings – Part 5-52: Selection and Erection of Electrical Equipment – Wiring Systems’

[304]

energija

Aleksandar Rosi}, dipl.in`.el. Dejan Kovini}, dipl.in`.el.

UDC: 621.314.001/.004

Prototip suvog energetskog transformatora sa namotajima višeg napona zalivenim epoksi smolom pod vakuumom

UvodSuvi transformatori su oni transformatori čije magnetno kolo i namotaji (aktivni deo) nisu potopljeni u izolacionu tečnost.Izrađuju se kao:

konvencionalni, lakom impregnisani suvi transformatori suvi energetski transformatori smolom zaliveni u kalupu – Cast Resin transformatori suvi energetski transformatori smolom zaliveni bez kalupa – laminirani transformatori

Suvi epoksi smolom zaliveni transformatori (Cast Resin Transformatori) su idealno rešenje kada gustina opterećenja iziskuje izvore napajanja u neposrednoj blizini potrošača. Oni daju neophodnu slobodu projektantima, budući da omogućavaju ekonomičnu implementaciju novih koncepata energetskih mreža. Bezbedni su i ispunjavaju stroge zakonske propise u pogledu zaštite životne sredine. Nezapaljivi su, ne koriste izolaciona ulja i omogućavaju instalaciju izvora energije u neposrednoj blizini potrošača bez posebnih mera preventivne zaštite. Ovo su aspekti koji u prvi plan ističu ovu vrstu suvih energetskih transformatora za ugradnju u velikim poslovnim i stambenim zgradama, bolnicama, stadionima, aerodromima, naftnim platformama, javnom saobraćaju, industrijskim postrojenjima. Suvi epoksi zaliveni transformatori su sve više u primeni i zbog boljih eksploatacionih karakteristika u vlažnoj i zagađenoj atmosferi u odnosu na konvencionalne suve transformatore. Generalno, prednosti suvih epoksi smolom zalivenih transformatora su sledeće:

Visoka pouzdanost i izdržljivost na dinamička naprezanja pri kratkim spojevima. Namotaji zaliveni smolom pod vakuumom ojačani mrežom od staklenih vlakana imaju veliku mehaničku čvrstoću. Visoka pouzdanost i izdržljivost pri udarnim talasima. Upotrebljeni izolacioni materijali imaju izvanredna dielektrična svojstva, a impregnirani smolom poboljšavaju svoju dielektričnu izdržljivost na udarne talase.

Otoprnost na temperaturne fl uktuacije. Poboljšane sposobnosti prilikom kratkotrajnih preoterećenja. Vrlo nizak nivo parcijalnih pražnjenja. Proces zalivanja smolom pod vakuumom eliminiše šupjine u izolaciji. Imaju nizak nivo buke. Ekonomični su, u smislu da ne zahtevaju posebne mere zaštite od požara i iziskuju miminmalno održavanje (čišćenje prašine iz

RezimeSuvi epoksi zaliveni transformatori imaju veoma široku primenu u javnim distributivnim mrežama i industrijskim postrojenjima, zahvaljujući svojim funkcionalnim karakteristikama. Ovi transformatori ispunjavaju stroge zakonske propise u pogledu zaštite životne sredine, što nije slučaj sa uljnim transformatorima kod kojih postoji mogućnost požara i izlivanja mineralnih ulja. Suvi epoksi zaliveni transformatori su sve više u primeni i zbog boljih eksploatacionih karakteristika u vlažnoj i zagađenoj atmosferi u odnosu na konvencionalne suve transformatore. U radu je opisan proces razvoja prototipa suvog distributivnog transformatora sa visokonaponskim namotajima zalivenim epoksi smolom u kalupu pod vakuumom. Izbor optimalnog dizajna i sistema izolacije visokonaponskih namotaja, kao i modelovanje kalupa koji je omogućio motanje visokonaponskih namotaja i njihovo zalivanje smolom pod vakuumom, ključni su faktori za uspešnu izradu prototipa. Pored ostalog, dat je i kratak pregled IEC standarda koji defi nišu ovu oblast, kao i rezultati izvršenih komadnih, tipskih i specijalnih ispitivanja prototipa.Ključne reči: Suvi transformator, Prototip, Dizajn namotaja, Zalivanje smolom

AbstractVacuum Cast Coil dry transformers due to their performances are largely used in public distribution system and industrial plant. This type of transformers meet strict regulations and laws regarding the environment, which is not the case with oil transformers where the risk of fi re and mineral oil spreading is present. Vacuum Cast Coil dry transformers are now largely preferred to the non-encapsulated type because of their better behaviour respect to the humidity and pollution.This paper describes development process of Vacuum Cast Coil dry transformer prototype. Choice of optimal insulating system for high voltage winding and design of casting mould proper for both, winding of coil and vacuum casting, are key elements in design of transformer as whole. In addition, there is a short overview of related IEC standards, as well as results of routine, type and special tests for this prototype. Key words: dry transformer, prototype, HV winding design, vacuum casting

[305]

energija

rashladnih kanala). Omogućavaju ugradnju u neposrednoj blizini opterećenja tako da su smanjeni troškovi kablovskog razvoda NN. Nisu higroskopni niti su zapaljivi i ne mogu da izazovu požar (čak imaju osobine samogasivosti). Bez negativnih su uticaja na životnu sredinu. S obzirom da nemaju izolacionih tečnosti, nema opasnosti od njihovog curenja u okolinu, što zajedno sa činjenicom da se prilikom akcidenata (požara) ne oslobađaju toksični i korozivni gasovi, kao ni halogeni, čini da ovakvi transformatori imaju veoma nizak nivo uticaja na životnu sredinu. Pogodni su za rad u vlažnoj, prašnjavoj i zagađenoj atmosferi. Otporni su na oštre klimatske uslove i niske temperature. Podnose ekstremno visoke vibracije. Imaju duži vek trajanja zbog manjih termičkih i dielektričnih naprezanja. Lepo izgledaju.

Ovi transformatori se projektuju kao: Distributivni transformatori Autotransformatori Prigušnice Transformatori za uzemljenje Transformatori za energetske pretvarače Transformatori za velike komercijalne i stambene zgrade Transformatori za industrijske

primene – u prehrambenoj, naftnoj, procesnoj industriji i sl. Transformatori za primenu u železnici i pomorstvu Transformatori za primenu u termo, hidro i nuklearnim postrojenja Transformatori za ugradnju u postrojenja sa visokim rizikom od požara Transformatori za vetrogeneratore

Izgled jednog ovakvog transformatroa da je na slici 1.Namotaji nižeg napona (NN) uobičajeno se izrađuju od tankih aluminijumskih ili bakarnih limova (tzv. folija) što minimizira aksijalna dinamička naprezanja nastala u uslovima kratkih spojeva u mreži. Međuslojna izolacija se radi od pre-impregnisanih fi lmova u F ili H klasi u B-stanju, koji se grejanjem polimerizuju i na taj način impregnišu namotaj, što mu daje odličnu dielektričnu izdržljivost. Poseban značaj za dizajniranje namotaja ovih transformatora imaju rezultati njihovog termičkog proračuna, pa se prema potrebi namotaji mogu raditi sa jednim ili više aksijalnih rashladnih kanala.Namotaji višeg napona (VN) su kritičniji u pogledu dielektričnih i termičkih naprezanja. Ovi namotaji se izrađuju od sekcija, vertikalno montiranih i redno vezanih, tako da se postiže linearan gradijent napona duž namotaja. Svaka sekcija se sastoji

iz više slojeva provodnika pri čemu u normalnim pogonskim uslovima naponska razlika između slojeva ne treba da prelazi nekoliko stotina volti. Može se reći da je napon po sloju osnovni parametar za projektovanje ovih namotaja (vidi sliku 2 levo dole). Kod jedinica većih snaga namotaji višeg napona izrađuju se „strip“ tehnologijom (vidi sliku 2 levo gore), gde se svaka sekcija sastoji od više navojaka tankog aluminijumskog lima. To su tzv. disk namotaji kod kojih su naprezanja između susednih navojaka minimalna. Međuslojna izolacija se radi od PET fi lmova u F ili H klasi sa armaturom od staklenih vlakana. Namotaji višeg napona se zalivaju epoksi smolom u kalupu pod vakuumom. Debljina zida smole je uobičajeno 5 do 10mm, a njegova osnovna uloga je da obezbedi zaštitu od vlage i zagađenja. Transformatori se impregnišu smolom takozvanim VPI (Vacuum Pressure Impregnation) postupkom. Impregnacijom se postiže poboljšanje osobina pouzdanosti proizvoda i uticaja na životnu sredinu, kao i ravnomerniji pogon. Ovim procesima se istiskuje vazduh iz šupljina unutar namotaja i one se popunjavaju smolom, čime se dobija izolacioni sistem bez praznina. Ovo poboljšava dielektrična svojstva koja odslikava nizak nivo parcijalnih pražnjenja (garantovano ispod 10pC)

Slika 1

[306]

energija

što je presudan faktor za izdržljivost transformtora na udarne talase.U svetu preovlađuju dve tehnologije izrade Cast Resin transformatora:

sa sistemom smola sa ojačanjima od staklenih vlakana sa sistemom smola sa SiO2 kao puniocem

Sastav smole treba da obezbedi dobre fi zičke i električne performanse, kao i postojanost u uslovima požara.Postupak zalivanja generalno se odvija u sledećim fazama:

Predgrevanje radi uklanjanja vlage Sušenje radi izdvajanja vlage i isparljivih komponenti

Nalivanje smole u kalup u autoklavu pod vakuumom

Želiranje radi očvršćavanja mase u pećima

Demontiranje kalupa i fi nalna obrada namotaja

Ovaj postupak, uz dobar izbor formule za sistem smole je veoma važan za pouzdan pogon transformatora i doprinosi poboljšanju naponskih i dinamičkih prilika u namotajima, a takođe unapređuje postojanost prema plamenu tj. vatri. Optimizacijom kalupa u kojem se vrši livenje, postiže se smanjivanje troškova proizvodnje, fl eksibilnost u projektovanju i proizvodnji kao i kraće pripremno vreme.

Sposobnost ovih transformatora da izdrže veoma oštre klimatske uslove i uslove stalno prisutne vlage, prašine i zagađenja u svojoj okolini, kako tokom pogona tako i prilikom transporta i skladištenja, stalno se unapređuje primenom novih tehnologija i sistema smola. Sve strožiji zahtevi koji se tiču ponašanja transformatora izloženih požaru u njihovoj okolini, ističu u prvi plana osobinu samogasivosti u toku gorenja.Prema IEC 60076-11 (tačka 13) izvršena je klasifi kacija prema uslovima rada suvih transformatora po sledećim klasama (tabela 1).Suvi energetski Cast Resin transformatori dostižu najvišu klasu u pogledu sva tri kriterijuma - F1 C2 E2.

Pregled IEC standarda koji se ti~u suvih energetskih transfor-matoraIEC standardi koji pokrivaju ovu oblast su (tabela 2).

Opšti podaci o projektu i proto-tipu ATE 630-20ABS Minel-Trafo a.d. iz Mladenovca u asortimanu svojih proizvoda nije imao

Slika 2

Tabela 1

Tabela 1

[307]

energija

ovu vrstu transformatora. Iz tog razloga pokrenut je razvojni projekat sa ciljem da se dizajnira, izradi i ispita prototip suvog energetskog transformatora sa namotajima višeg napona (VN) zalivenim epoksi smolom u kalupu pod vakuumom. Formiran je projektni tim sastavljen od inženjera iz ABS Minel-Trafo a.d. iz Mladenovca i ABS Minel FEPO a.d. iz Zrenjanina. Deo tima iz Mladenovca imao je zadatak da dizajnira, izradi i ispita prototip, dok je u Zrenjaninu trebalo zaliti namotaje VN, termički tretirati namotaje nižeg napona i sprovesti merenja parcijalnih pražnjenja.Tim se sastajao i međusobno komunicirao prema usvojenom planu, a obavezno po završetku svake od značajnih faza realizacije projekta. Pri tome je preispitivano napredovanje projekta. Defi nisane su aktivnosti, odgovornosti i rokovi za realizaciju. Ključni događaji u realizaciji projekta bili su:

formiranje tima, izrada plana realizacije i plana kvaliteta projekta

izrada proračuna i izbor koncepcije rešenja prototipa proizvoda izbor vrste i proizvođača sistema izolacije namotaja izbor vrste i proizvođača smole za zalivanje namotaja usvajanje koncepcije i izrada kalupa za motanje i zalivanje namotaja VN

nabavka materijala preispitivanje plana realizacije projekta

motanje, zalivanje i ispitivanje prvog namotaja VN

montaža prototipa ispitivanje prototipa izrada izveštaja zaključivanje projekta

Karakteristike prototipa ATE 630-20 date su u sledećoj tabeli 3.Transformator ATE 630-20 je suvi transformator sa namotajima VN zalivenim u epoksi smolu. Izrađen je kao dvonamotajni sa trostubnim magnetnim kolom i koncetričnim namotajima, pri čemu je namotaj NN postavljen do stuba magnetnog kola.Magnetno kolo je urađeno uobičajenim tehnološkim postupkom, step-lep

tehnologijom od visokokvalitetnog orijentisanog trafo lima. Namotaji NN urađeni su od tankog aluminijumskog lima (tzv. folije), bez kanala za hlađenje. Izolacioni materijal je u F klasi, pre-impregnisan, sa površinskim nanosom od epoksi smole u B stanju. Namotaji su posle motanja termički obrađeni da bi se postigla impregnacija epoksi smolom. U sušari sa zatvorenom cirkulacijom vazduha, držani su dva časa na temperaturi od 160°C u cilju sjedinjavanja preprega i njegovog konačnog očvršćavanja.Izolaciona barijera između namotaja NN i VN je od višeslojnog PET fi lma.Tim je razmatrao nekoliko mogućih koncepcija motanja i zalivanja namotaja VN. Usvojeno je rešenje u kojem je alat za zalivanje ujedno i alat za motanje namotaja VN. Namotaji VN motani su na unutrašnjem cilindru alata za motanje i zalivanje. Namotaji VN su cilindrični, sekcioni, od okruglog, lakom izolovanog aluminijumskog provodnika. Međuslojna izolacija je PET fi lm u F klasi, a armatura od staklenih vlakana

Tabela 3

[308]

energija

impregnisanih modifi kovanom epoksi smolom u klasi H. Izrađeni su bez kanala za hlađenje. Namotaji su pod vakuumom zaliveni epoksi smolom.Montirani kalup sa namotajem VN stavljen je u peć sa zatvorenom cirkulacijom vazduha na temperaturi od 110°C. Dva časa pre početka livenja pripremljena je zalivna masa po datoj recepturi koja je mešana i vakumirana pri vakuumu od 0,5mbar. Zagrejani kalup je zatim prebačen u

autoklav gde se vrši vakuumiranje u trajanju od 1,5h pri temperaturi od 110°C. Nakon isteka vremena mešanja i vakuumiranja zalivne mase vršeno je nalivenje mase u kalup u vakuumu. Naliveni kalup je iz autoklava prebačen u komoru za želiranje gde je vršeno početno očvršćavanje. Kada je odlivak dostigao dovoljnu mehaničku čvrstoću oslobađen je iz kalupa i prebačen u peć za konačno očvršćavanje gde je bio 24h na temperaturi od 130°C. Nakon isteka vremena konačnog očvršćavanja

Slika 3

Slika 4

odlivak je postepeno ohlađen do sobne temperature.

Ispitivanja prototipa i rezultati merenjaPrototip ABS-ovog suvog energetskog Cast Resin transformatora ATE 630-20 dizajniran je i proizveden u skladu sa zahtevima važećih IEC standarda. U tabeli 4 koja sledi dat je pregled ispitivanja i merenja sprovedenih na prototipu.

[309]

energija

Tabela 4

Može se reći da je prototip zadovoljio sve kriterijume i zahteve za komadna i tipska ispitivanja prema odgovarajućim IEC standardima. Realizacija preostalih ispitivanja omogućiće dobijanje tipskog atesta od nezavisne akreditovane laboratorije. Pri tome će se ovaj proizvod rangirati i odgovarajućim F (fi re) C (climatic) i E (environmental) klasama. U planu je da ovaj transformator ode i na probnu eksploataciju u vrlo ekstremnim radnim uslovima, kako bi se ispratilo njegovo ponašanje i u realnim prilikama.

Zaklju~akPotražnja za suvim Cast Resin transformatorima raste. Podstaknuta je njihovim performansama i zakonskom egulativom koja u sve većem broju

slučajeva nameće upotrebu proizvoda kompatibilnih sa životnom sredinom. Tehnologija njihove proizvodnje u svetu je u zreloj fazi sa dobro poznatim tehnološkim procesima i postupcima izrade. Proizvođači mašina i opreme za izradu ovih transformatora već su se isprofi lisali. Najveći proizvođači elektroenergetske opreme u svetu (ABB, Siemens, Schneider, ...) uobičajeno brendiraju ovu vrstu transformatora. Ovim razvojnim projektom ABS je učinio korak napred u nastojanjima da ispuni zahteve korisnika svojih proizvoda, kao i da se i sa ovim proizvodom svrsta uz najveća svetska imena u proizvodnji energetskih transformatora. Rezultati ovog projekta obiće potpuni značaj tek kao deo jedne

šire marketinško-razvojne analize koja bi defi nisala strategiju daljeg razvoja ovog proizvoda. Odluku o pokretanju daljih aktivnosti trebalo bi da donese najviše rukovdstvo ABS-a.

[310]

energija

Todorov Lj. Dragan

UDC:65.015.14 : 796.011

Energizeri sporta kao moduli medijatizacije snage nacije

1. UvodU prošlom milenijumu, u svojoj hiljadugodišnjoj istoriji, čovečanstvo je preživelo ozbiljne kataklizme, za račun kojih su milioni ljudi položili svoje živote i nanesene su nemerljive materijalne štete. Ljudi su od ruševina i zgarišta, bede i ratova vaskrsavali i ponovo ustanovljavali izgubljeno. Bezbednost sveta, pojedinih regiona, država i čoveka predmet je mnogobrojnih istraživanja, diskusija i razmišljanja. Ona objedinjuje u sebi mnoge pojave, procese i aktivnosti, od kojih zavisi postojanje država i snaga nacija.Promocija nacionalnih vrednosti kroz energizere sporta kao specifi čan modul medijatizacije snage društvene zajednice uspešno se može primeniti u jačanju sistema odbrane i bezbednosti zemlje, gde fi zičko vežbanje i sport neosporno doprinose unapređivanju ovog značajnog segmenta društva, naročito ako su u njihov sastav uključeni elitni sportisti čiji se angažman na takmičenjima treba tumačiti kao operacija iz oblasti odbrane čiji je krajnji cilj postizanje vrhunskih rezultata.Kvantitet i kvalitet ljudskih resursa su od ključne važnosti za prosperitet države i nacije. S tim u vezi, razvoj i stvaranje tog potencijala zavisi od takvih oblasti života kao što su obrazovanje, zdravstvo, kultura, fi zičko vaspitanje i sport. Snaga jednog naroda dolazi kroz kulturu, a ogleda se u broju visoko moralnih, inteligentnih, mudrih, zdravih i vitalnih ličnosti, koje generišu vitalnu energiju, čije se prisustvo vidno manifestuje suptilnim dejstvom na pripadnike lokalne i globalne društvene zajednice. Ovo dejstvo naročito stimulišu energizeri sporta, koji postaju

osnovni moduli za medijatizaciju snage i nacionalnog jedinstva.Princip jedinstva, reda i harmonije vlada celim univerzumom, makrokosmosom, a takvom stanju teži i čovek kao deo mikrokosmosa. Pošto ništa u univerzumu nije isključivo pozitivno ili negativno tako je i sa psihičkom i fi zičkom strukturom čoveka, čije se

RezimeRad razmatra specifi čne podsticajne forme sporta, energizere, u vidu velikih sportskih manifestacija, najpoznatijih sportskih brendova, i elitnih sportista-idola. Najproduktivniji energizer koji prožima sve ostale i ima najveći uticaj na medije jesu elitni sportisti-idoli koji, zbog svog umeća, veštine, ponašanja i drugih kvaliteta, za pripadnike društvene zajednice, nacionalne ili međunarodne, ima značaj „vitalne energije“, koja podstiče društvenu zajednicu, lokalnu ili globalnu, na izgradnju kvalitetnijeg i svrsishodnijeg života, naročito korišćenjem slogana, reči i pesama (himni), koje imaju snagu velikih mantri jer se identifi kacijom sa navedenim jača pripadnost zajednici, nacionalnoj ili međunarodnoj. One kanališu energiju u pravcu stvaranja visokih moralnih vrednosti, dobrog zdravlja i pobedničkog duha. Nacionalne vrednosti mogu biti delotvorno promovisane energizerima sporta, kao specifi čnim modulima medijatizacije snage društvene zajednice, koji se uspešno primenjuju u jačanju sistema odbrane i bezbednosti zemlje. Ključne reči: energizeri sporta, medijatizacija, bezbednost. Sport’s Energizers like a module of the nation strength mediation

AbstractThis paper deals with the issue of the specifi c sport’s form spurred by energizer in form of high sport’s manifestations, greats sport’s brands and elite sportsmen-idols. The most productive energizer, which pervades all others and has the biggest infl uence on the media, is top athletes which, by reason of skills, behavior and other qualities, has meaning of “Vitally Energy”, which stimulate national community, local and global, building most quality and most purposely life, especially using a slogans, words, rhyme and song (hymn), which has a strength of great mantras, because identifi cation with mentioned reinforce qualifi cation of society, national or international. Its canalize energy in course of generation of the great moral worth, good health and spirit of the winners. Nationals worth’s have to be promoted effetely through sport’s energizers, like specify modulus of the strength mediation of national community, which successful apply in recruitment of defence and national security. Key words: energizers of sport, mediation, security.

dvojstvo refl ektuje na snagu nacije. To dvojstvo očitava se pojmovima: apsolutno-relativno, beskonačno-konačno, tama-svetlost, praznina-oblik i materija, opšte-posebno, itd. Čovek kao deo mikrokosmosa oslikava snagu jedne nacije svojim visoko moralnim vrednostima, odnosno ravnotežom duhovne-psihičke i fi zičke energije,

[311]

energija

akumulirane u centrima vitalne energije, ostavljajući prostor za iskustva viših dimenzija. U ovladavanju onim što ga oslobađa od destruktivne energije, savremeni čovek može da koristi određena oruđa, sredstva. U fi lozofi ji dalekog istoka takav instrumentarij označen je velikim mantrama, koje podstiču ono što je unutar čovečjeg uma, pobuđujući unutrašnje Ja kroz postizanje duboke rezonance izgovaranih slogova, reči ili rečenica, koja deluje na emocije čoveka, njegov um i zdravlje. Na našim prostorima ovakvo oruđe je uporedivo jedino sa vršenjem crkvenih molitvi.1 eđutim, novi milenijum nameće savremen način sticanja i održanja vitalne energije čoveka, radom i fi zičkom aktivnošću, koja ispoljava koncentraciju pažnje i opštu ravnotežu uma i tela. Samokontrola, upornost, istrajnost, racionalnost i usredsređenost najtraženije su osobine ljudi koji čine snagu jedne nacije. Standard koji nameće globalna zajednica u izgradnji takvih ličnosti oslikava se kroz energizere sporta koji imaju snažan uticaj na jačanje vrednosti nacije, čija se uočljivost može na najbolji način podstaći uključivanjem medija u proces internacionalizacije nacionalnih specifi čnosti. Takav proces označava medijatizaciju snage jedne nacije i često je vršen kroz promociju visoko moralnih, vaspitanih, kulturnih, i po uspešnosti poznatih ličnosti. Sport je, kao jedna od najrasprostranjenijih aktivnosti u društvu, oblast koja je omogućila da se, sa aspekta vrunskih ostvarenja pojedinaca i ekipa, snaga jedne nacije promoviše na najbolji mogući način. Medijatizacija navedenog polja stimuliše stvaranje idola kao energizere sporta i fi zičkog vežbanja uopšte, koji bitno utiču na jačanje zdravlja, ravnotežu psihičke i fi zičke energije, odbrambene sposobnosti i nacionalne bezbednosti.

2. Energizeri sporta kao modul medijatizacije i oru|e za ja~anje mira, bezbednosti i saradnjeU razvoju savremene civilizacije prisutna je tendencija umnožavanja naučnog znanje velikom brzinom.

Međutim, uprkos tome civilizacija, generalno, neposvećuje neophodnu pažnju za istraživanje i ovladavanje novim globalnim rušilačkim faktorima kao što su porast nervno-psihičkog napora, neizvesnost budućnosti, ograničavanje intelektualnog i fi zičkog razvoja većeg dela populacije, kriza vrednosnog sistema i dr. Nove pojave koje su opasne po život i zdravlje ljudi, poput terorizma, organizovanog kriminala, narkomanije i drugo, učinile su da se savremeni čovek pozicionira u jednoj veoma ekstremnoj situaciji, pri čemu je izložen mnogobrojnim, za njegov život i zdravlje, opasnostima. Ovakvo okruženje implicira na pojavu modula koji mogu da obezbede efi kasno ozdravljivanje i bezbednost lokalnoj i globalnoj zajednici.

2.1. Energizeri sportaU ovom radu energizeri sporta su posmatrani kao modul pobuđivača odbrambenih i bezbednosnih sposobnosti nacije u formi brendiranja velikih sportskih manifestacija, najpoznatijih sportskih brendova, velikih sportskih manifestacija i elitnih sportista-idola. Najproduktivniji energizer koji prožima sve ostale i ima najveći uticaj na medije jesu elitni sportisti-idoli koji, zbog svog umeća, veštine, ponašanja i drugih kvaliteta, za pripadnike društvene zajednice, nacionalne ili međunarodne, ima značaj „božanstva“, odnosno oličenje ponosa i primera kojem se teži (idolatrija).Energizeri sporta podstiču pripadnike društvene zajednice, lokalne ili globalne, na izgradnju kvalitetnijeg i svrsishodnijeg života prenošenjem suptilne energije koja im može pomoći u vršenju dužnosti koje su im dodeljene. To se naročito podstiče korišćenjem specifi čnih slogana, reči, rečenica i pesama (himni), koje imaju snagu velikih mantri, jer se identifi kacijom sa navedenim jača lično i kolektivno Ja, odnosno pripadnost zajednici, nacionalnoj ili međunarodnoj. One kanališu energiju u pravcu stvaranja visokih moralnih vrednosti, dobrog zdravlja i pobedničkog duha. Zbog toga su idoli sporta „epicentar“ interesovanja medija za plasiranje informacija koje efi kasno promovišu pripadnost društvenoj zajednici i predstavljaju esencijalni modul medijatizacije i ispoljavanje snage nacije. Sinergijom „mantri“ energizera sporta mogu se podstaći energetski centri koji unapređuju zdravstveno stanje organizma, moralno-voljne karakteristike, i samim tim uticu na vrednost i snagu kompletne nacije.

2.2. Brending energizera sportaUobličavanjem navedenih komponenti u forme medijske ekspanzije ovakav način jačanja nacionalnih vrednosti bitno ubrzava brendiranje sportskih događaja i vrhunskih sportista kao nacionalnih „proizvoda“. Brending je proces kreiranja i menjanja svih elemenata brenda (imena, logoa, dizajna, ličnosti i poruke) kojima se organizacije, proizvodi i usluge (kao i osobe, mesta i ideje) pozicioniraju u svesti kupaca kao jedinstvena kategorija, te se na taj način izdvajaju od konkurentskih. Brend je složena emotivna i tržišna kategorija, stilizovanih i simbolizovanih atributa proizvoda, veština i umeća visokog kvaliteta, i predmet neuspešnog globalnog defi nisanja. Iz pesrpektive konzumera, brend je obećanje i ispunjenje, doživljaj. Iz biznis perspektive, to je siguran izvor profi ta, iz pravne- intelektualna svojina itd. Brending je baziran na stavljanje u odnos onog što je globalno sa onim što je lokalno i strategija nastupa na lokalna tržišta u cilju harmonizacije globalne liste brendova. Stvoriti brend znači učiniti određenu uslugu, proizvod ili veštinu poznatim na tržištu i omiljenim za konzumera. To je proces koji ide od adaptacije reklamnih poruka do specifi čnog prilagođavanja proizvoda za određeni prostor koje ide od globalizacije logoa, imena, robne marke i adaptivnosti poruke do varijacija i inovacija po meri specifi čnih kultura i etničkih grupa. Brend u sportu ima specifi čnu emocionalnu vrednost koja podrazumeva poseban kvalitet da bi konzumeri odabrali baš njega, a ne konkurentski. U tom smislu stvaranje sportskog brenda uslovljeno je sinergijom makro i mikro sredine i podrškom medija, koji su uz državni aparat rešavajući faktor u stvaranju povoljnog imidža zemlje, koji predstavlja začajan činilac izgradnje brenda u sportu.Mediji imaju podjedanku sklonost kako prema sportu tako i prema politici. Na prvi pogled ova slučajna podudarnost ima mnogo dublji smisao, jer u osnovi oba ova segmenta društva postoji ista sociopsihološka struktura: ujedinjuju tri podjedanko važna elementa- igru, takmičenje (borbu) i spektakl. Što se tiče društvenog sistema, za njega je najvažnije da sprt, konkretnije energizeri sporta, vezuje pažnju masa i stvara mehanizme za kanalisanje i usmeravanje nezadovoljstva, ne zalazeći pri tom u odnose u kojima se ta nezadovoljstva i sukobi javljaju. Mediji su najbolji primer kako se sport politizuje, širi i guta domene ljudske svakodnevice koja je naizgled slobodna

* „Neznate li da na trkalištu trče svi trkači, ali samo jedan dobija nagradu; tako i vi- trčite da je osvojite. A svaki borac uzdržava se od svega; oni- da bi dobili propadljiv venac, a mi – nepropadljiv. S toga ja trčim tako kao trkač koji ne trči u neizvesnost, tako se borim pesnicom kao borac koji ne bije vetar, nego mučim svoje telo i podčinjavam ga, da ne bih ja koji sam drugima propovedao, sam postao nevaljao. д свега; они- да би добили пропадљив венац, а ми- непропадљив.“- Novi Zavet (9: 27-27).

[312]

energija

i neutralna, a u biti je sumorna i lažna maja.2

Sport, kao aktivnost i spektakl, osmišljava život većeg broja ljudi, njihov stil života, identitet, određene obrasce i vrednosti. Spektakl je najvažniji oblik izražavanja savremenog društva i kulture. Spektakli se organizuju da bi ljudi zaboravili svoje oporo svakodnevlje, odnosno da bi se njihova masovna energija usmerila na područja neškodljiva po društveni sistem. Energizeri sporta postaju važan činilac političkih kalkulacija i stvar nacionalnog prestiža, povod za nemire i sukobe, i motiv velikog biznisa. Oni determinišu novu vrstu «žanra» и označavaju fragmentaciju masovne kulture. Zbog težnji da se organizuje kao spektakl, sportu preti opasnost od korumpiranja i raznovrsnih devijacija, a želja za pobedom stvara od igre rad i iskušenje, dok se trening pretvara u pravi asketizam. Čovek u elitnom sportu postaje «hommo metrum«, jer osnovno obeležje sporta je merljivost ostvarenih rezultata. Ali takođe, posebno u kolektivnim sportovima, društvenost i sreća važna su karakteristika. Moguće je da sport, kao i sve ostalo, počiva na sreći, jer se i sam početak života3 jašnjava baš na taj način, kao rezultat pripremljenosti i ukazane prilike. Međutim, sport nije samo čisti razvoj veština već je i medij formiranja životnog stila i mladalačkog osećanja snage i života. Zato junaci sporta postaju uzori života svakoga i svojom dvostrukom prirodom, božanskom i ljudskom, obezbeđuju stalni tok između imaginarnog i stvarnog kao energetski kondenzatori masovne kulture. Oni otelovljuju mitove o samoostvarenju uspešnog života čime se mase identifi kuju sa svojim idolima.

Olimpijske idole i heroje sporta stvaraju i slave mediji. Oni su postali globalni stadion savremenog sporta i predstavljaju jedan od najznačajnijih fenomena savremenog društva, jer su prisutni u svim oblastima života. Značaj sporta za stanje i zdravlje nacije, razvijene zemlje sveta vide kao prioritet i ovu oblast postavljaju u sam vrh državnih strategija razvoja. Sport predstavlja faktor integracije na svim nivoima,od porodice do države,i jedno je od elementarnih ljudskih prava

2.3. Medijatizacija, odbrana i sigurnostOsnovne funkcije za očuvanje mira, suvereniteta i teritorijalne celovitosti države i sveukupne stabilnosti pripadaju institucijama za bezbednost i odbranu. Održavanje visokog stepena pripremljenosti njihovog ličnog sastava je neposredno povezano sa borbeno-primenjenom sportskom i fi zičkom pripremom, koja je značajan faktor za ostvarivanje komunikacije između pripadnika oružanih snaga (OS) i učvršćivanje međusobne saradnje. U osnovi globalne i regionalne bezbednosti stoji nacionalna bezbednost pojedinačnih država. Pojam nacionalna sigurnost se po prvi put upotrebljava tokom 1943. godine od strane Teodora Ruzvelta, predsednika SAD za period 1933. do 1945. godine. Ključna kategorija u savremenim međunarodnim odnosima, sa uključivanjem unutrašnjeg političkog života, čini nacionalna bezbednost koja podrazumeva kategoričnost, bezbrižnost, odsustvo brige, bezopasnost i zaštićenost ličnosti. Nacionalna bezbednost je složena društvena kategorija u okvirima nacije, koja se sastoji od sledećih komponenti: ekonomska, politička, socijalna, vojna, ekološka, građanska, duhovno-religiozna, kulturna, etnička, pravna i društvena bezbednost.Epoha globalizacije uklanja prepreke koje sprečavaju slobodno kretanje ljudi, robe, tehnologija, kapitala, duhovnih vrednosti, kultura, sportskih pojava i dr. Transformacija socijalnih sistema od strane savremene epohe bez upotrebe sile pruža mogućnost da svako izabere svoje mesto za život u „svetskom selu“. Kada je reč o transformaciji od moderne ka globalnoj epohi mogu se uočiti četiri pravca: 1) izgrađivanje nove proizvođačke infrastrukture na osnovama novih tehnologija; 2) utvrđivanje novih formi sopstvenosti svetskih tržišta baziranih na savremenom menadžmentu i marketingu; 3) izgradnja političkih sistema koji se odlikuju pluralizmom i demokratijom; i 4) orijentacija normi

i vrednosti života ka neprekidnom usavršavanju. Dinamični procesi, koji su karakteristični za život u globalnoj epohi, postavljaju visoke zahteve i norme pred savremenim čovekom. Da bi realizovali svoje lične ciljeve i zadatke u ekstremnim uslovima, civilnim i vojnim, neophodno je da ljudi poseduju odgovarajući potencijal i pripremljenost za to. S tim u vezi, napori „savremenog građanina“, pri izgradnji svog ličnog stila života, usmereni su ne samo ka specijalizaciji i profesionalnoj pripremi, već, takođe, prema vođenju zdravog načina življenja, kojem sleduje sistematično bavljenje fi zičkim vežbanjem i sportom. Savremeni takmičarski duh rađa se kod ljudi iz povećanog stepena suparništva i nastojanja da svako bude prvi, što nalaže brz tempo razvitka i prilagođavanja dinamičnim promenama opstanka. Na vrhu se može zadržati samo čovek sa odličnim zdravljem i kompleksnom pripremljenošću. Sport je svetski fenomen zbog sposobnosti da formira takve kvalitete, umeća i odnose u savremenom čoveku koji mu pružaju mogućnost da uspešno učestvuje u takmičenju svog života i da, u njemu, zauzme željene pozicije. Zbog toga, uporedo sa osiguravanjem dobrog zdravlja, jedan od važnih socijalnih zadataka onih koji se bave sportom i fi zičkim vežbanjem jeste formiranje spremnosti i sposobnosti za život u uslovima konkurentske sredine i stalnog nadmetanja. Model sportskog dvoboja i nastojanje da se postigne pobeda treba da obezbedi prenos znanja, umeća, veština, odnosa i pokušaj da se pobedi na polju profesionalnih izjava. Paralelno sa tim, naravno, treba voditi računa o fer pleju, pravilima „igre“, uvažavanju protivnika i partnera, bez obzira na religiju, rasu, boju kože i političko opredeljenje.Jedan deo srpskih i inostranih vrhunskih sportista i sportskih stručnjaka, koji rade u stranim zemljama, smatraju se građanima sveta. Oni su značajan faktor medijatizacije, u ostvarivanju komunikacije i kontakata među narodima i državama, učvršćivanju uzajamnoizgrađene saradnje i veze, i začajno pomažu očuvanju nacionalnih vrednosti, upoznavanju istorije, života, iskustava i kulturne tradicije drugih naroda. Sport se kroz istoriju čovečanstva koristio kao diplomatsko sredstvo za prekidanje vojnih sukoba i neprijateljstava. Mnogi smatraju da se drevna olimpijska ideja rodila pri traženju rešenja za izbegavanje i

2 “Kamila voli da jede bodljikave grančice koje joj bodu jezik. Dok ih jede iz jezika joj curi krv i meša se sa bodljikavim grančicama, koje tako dobijaju neki ukus a kamila misli: “Ove grančice su tako ukusne”. To se naziva MAYA. Maya znači “ono što nije.” MA znači “NE”, a YA “OVO.” Tako MAYA znači“NIJE OVO.” To je objašnjenje MAYE, ILUZIJE.”

Sri Srimad- “Život nastaje iz života”, Globus- Subotica, 1994, (стр. 77)

3 Možda su ljudi kao novorođenče ostavljeno pred vratima, bez pisamceta koje objašnjava ko je, odakle dolazi i ko su mu preci, ali ipak život je dar koji od beskonačnog broja mogućih, a neostvarenih bića, samo najmanji delić njih ima privilegiju da ga iskusi i uspe. Neuspešni ne znaju za planiranje, učenje, duge časove vežbi i ogroman trud. Oni vide samo krajnji rezultat i nazivaju ga srećom. Uspeh se sastoji od 2% надахнућа и 98% зноја.

Džems K. Van Flit- “Силата отвътре: освободете своята духовна сила и се програмирайте за успех”; изд. Аратрон-София 1997, (стр. 34.)

[313]

energija

prekidanje ratova. Tako je tokom 884. godine p. n. e. Potpisan dogovor o miru između Elide, Sparte i Pize, što je rezultiralo svetim primirjem, a Olimpija je proglašena svetim mestom.Uprkos tome što je razum, u većini slučajeva, prevladavao nad rušilačkom željom trajni mir na planeti nije postignut sve do danas. Ugroženost od ratova i strah od uništenja prestavlja balast celom čovečanstvu i u trećem milenijumu nove ere. Nezavisno od toga, doprinos sporta, i konkretno olimpizma, prevladavanju protivrečnosti i diskriminacije između nacija, rasa, socijalnih klasa i ideoloških sistema je značajan. Postoje brojni primeri kojima se dokazuje efi kasnost upotrebe sporta u rešavanju protivrečnosti, sporova i kriza između država, blokova i saveza. Nastojanje čovečanstva da u miru živi pod jednom nebeskom kapom razumevanja i saradnje najbolje je iskazano devizama olimpijskih igara kao što su: „Sport za jedan miran svet“, „Svet to je olimpijada“, „Jedan svet, jedan san“ i dr. Takođe, moto Međunarodnog saveta za vojne sportove (CISM) „Prijateljstvo kroz sport“ sadrži istu nit samo još dodatno ojačanu jer se tiče pripadnika oružanih snaga, koji direktno utiču na bezbednost i mir u svetu. Prevazilaženje podela i neprijateljstava u svetu, u najnovijoj istoriji nakon Drugog svetskog rata (1941 − 1945. god.), započelo je posle obnavljanja sportskih kontakata među državama sveta. Sprovođenjem XIV Olimpijskih igara u Londonu (1948. god.) i XV Olimpijskih igara u Helsinkiju (1952. god.), uspostavljen je olimpijski pokret i normalizovana je sportska saradnja između država, nezavisno od ideoloških razlika. Takođe, paralelno sa oživljavanjem olimpijskog pokreta i stvaranjem kolektivnog sistema bezbednosti (NATO i VU) razvija se poseban pravac vojno-sportskog ujedinjenja. Tako je tokom februara 1948. godine u Nici (Francuska) na inicijativu predstavnika armija Belgije, Danske, Luksemburga, Norveške i Francuske formiran je CISM. Osnovni ciljevi ove međunarodne vojne sportske organizacije su: razvoj vojnog sporta i sportskih kontakata između nacionalnih armija, uspostavljanje stalnih veza za razmenu iskustava, izučavanje problema fi zičkog vaspitanja i sporta u vojnim uslovima i sprovođenje raznih sportskih događaja. Deset godina nakon formiranja CISM (12. marta 1958. godine u Moskvi), kao odgovor zapadnom bloku i zbog potrebe da se iskustva trenera, vojnih sportiosta i fi zičke obuke u oružanim snagama

Varšavskog ugovora tesnije integrišu, formiran je Sportski komitet združenih armija (SKDA). Zemlje članice istočnog vojnog sportskog bloka, SSSR, Bugarska, Rumunija, GDR, Poljska, Mađarska, Vijetnam, NR Kina, KNDR, Mongolija, za kratko vreme postigle visok nivo sportskih rezultata koji je bio projektovan i na civilna takmičenja. Mnogi pripadnici nacionalnih oružanih snaga bili su osvajači medalja na svetskim i kontinentalnim prvenstvima i olimpijskim igrama. Ciljevi SKDA bili su: utvrđivanje jedinstva, drugarstva i saradnje između združenih nacionalnih armija, razvoj sportkog majstorstva vojnih sportista i njihovo upoznavanje, popularizacija uspeha u svrhe društveno-ekonomskog razvoja i oblasti vojnog sporta, i razmena i ispitivanje organizacije i sprovođenja fi zičke i sportske pripreme u združenim armijama. U okviru vojnog sporta SDKA je organizovao letnje i zimske spartakijade, šampionate, turnire, bilateralne sportske susrete raznih sportskih vidova, naučne skupove i konferencije, metodičke zborove, razmene specijalista, naučne, propagandne i metodičke literature iz oblasti fi zičke kulture i sporta. CISM je organizovao slične događaje kao SKDA ali u periodu od osnivanja do 1993. godine nije organizovao velike sportske događaje, kao što je čini istočni blok. Nakon raspada SSSR-a, na 46. Generalnom zasedanju i Kongresu CISM i 35. Zasedanju SKDA, 10. maja 1991. godine, izvršeno je objedinjavanje dveju vojnih sportskih organizacija zadržavanjem naziva i mota CISM „Prijateljstvo kroz sport“. Danas CISM ima 131 zemlju članicu i organizuje oko 20 svetskih prvenstava godišnje u raznim sportskim vidovima. Svetske vojne igre, po uzoru na OI, organizuju se svake četvrte godine počev od 1993. godine. Generalno, osim svetskih i evropskih prvenstava, koja su pridobila veliku masovnost, interesovanje i popularnost, na početku trećeg milenijuma pokazano je značajno zanimanje i za panameričke igre, azijske i afričke igre. Ove sportske priredbe značajan su energizer jačanja međunarodne saradnje, vojne i civilne, prijateljstva i sigurnosti, nacionalne i svetske.Ispoljavanje energizera sporta kao modula medijatizacije nacionalnih vrednosti često je prožeto kompleksnim diplomatskim angažmanima u međunarodnim odnosima. Sportiosti-idoli čije postupke, podjednako kao i rezultate, prate i oblikuju mediji jesu prvi poslanici- ambasadori, koji pomažu da se protivurečnosti izglade, a odnosi

između dve strane normalizuju. Tako na primer, uspostavljanje diplomatskih odnosa između SAD i Kine usledilo je nakon tzv. „Ping-pong“ diplomatije. Odnosno, prvi zvanični kontakti dveju država načinjeni su nakon sportskih susreta u stonotenisera Kine i SAD-a. U ovom primeru sport je pomogao boljem izjašnjavanju početnih pozicija obeju strana i prevladavanju spornih momenata. Slična pojava zabeležena je na planu međunarodne vojne saradnje u Republici Srbiji, kada je 1996. godine u Beogradu održan Prijateljski sportski susret zemalja bivše SFRJ, nakon čega su usledili brojniji kontakti, ostvarena otvorena komunikacija i unapredjena vojno-diplomatska praksa.Imajući u vidu navedeno može se uočiti da energizeri sporta i fi zičkog vežbanja, naročito u liku elitnih sportista-idola, civilnih i vojnih, kroz svoje uspehe i ponašanje modeluju vredenost čitave nacije.

3. Zaklju~akSport kao jedna od najznačajnijih svetskih pojava tokom trećeg milenijuma nove ere postaje način života i sredstvo za ograničavanje konfl ikata i neprijateljstava među narodima. On je delotvorno sredstvo koje prožima sve aktivnosti u društvu i ima najveći uticaj na medije, naročito njegovi pobuđivači – energizeri, od kojih se elitni sportisti-idoli ističu kao najvredniji medijator koji, zbog svog umeća, veštine, ponašanja i drugih kvaliteta, za pripadnike društvene zajednice, nacionalne ili međunarodne, ima značaj „vitalne energije“, koja podstiče društvenu zajednicu, lokalnu ili globalnu, na izgradnju kvalitetnijeg i svrsishodnijeg života, usmeravanjem energije u pravcu stvaranja visokih moralnih vrednosti, dobrog zdravlja i pobedničkog duha. Nacionalne vrednosti se mogu efi kasno promovisati kroz energizere sporta, kao specifi čan modul medijatizacije snage društva, i uspešno primeniti u procesu jačanja sistema odbrane i bezbednosti zemlje. Uobličavanjem navedenih komponenti u forme medijske ekspanzije ovakav način jačanja nacionalnih vrednosti bitno ubrzava brendiranje sportskih događaja i vrhunskih sportista kao nacionalnih „proizvoda“.S obzirom da pripadnici oružanih snaga neposredno učestvuju u stvaranju i održavanju svetskog mira i bezbednosti, primena energizera sporta kao oruđa međunarodnih integracija u proces jačanja odbrambenih i bezbednosnih sposobnosti zemlje ne može se dovoditi u pitanje, jer je kompleksnost njihove psihofi zičke pripremljenosti za dejstvo

[314]

energija

u ekstremnim situacijama specifi čno determinisana. Oružane snage kroz sport stvaraju konstruktivan duh podjednakih mogućnosti, prijateljstvo, solidarnost i časnost, a visoko profi lisani vojni sportisti su, bez sumnje, sposobni su da preuzmu teže breme nego obični građani, da bi društvo bilo stabilno i bezbedno, a demokratija sigurna.Imajući u vidu da je do sredine XX veka prevladavao „Vrući rat“, a nakon toga, do kraja prošlog milenijuma, „Hladni rat“, svaka sportska „bitka“ je uvek za poštovanje naspram bilo koje forme rata. To je put izgradnje trajnog mira u svetu i poverenja između nacija.

4. Literatura[1] Vassil Girginov, “Management of

Sports Development”; Copiright 2008, Elsevier, ltd, Oxford OX2 8DP, UK, 293 pg.

[2] Državna agencija za omladinu i sport, Nacionalna sportska akademija »Vasil Levski« “Nacionalna sigurnost, fi zička priprema i sport“, Republika Bugarska, Štampa “Faber”, Sofi ja 2007., 224 str.

[3] Dragan Kokotović, “Sport i mediji“, 1. izd. Novi Sad: Fakultet za uslužni biznis, Novi Sad 2004 (štampa: Grafi kon - Prijepolje), tiraž 500 primeraka, 176 str.

[4] Simeon Jordanov,“Svetski poredak, saradnja i sigurnost”, Republika Bugarska, Štampa: BINS, Sofi ja 2006, 96. str.

[315]

Ekonomija - Ekologija 1-2 2009

Documents

Transcript of Ekonomija - Ekologija 1-2 2009