Михајловић Милосав. Мале Хидроцентрале - Истраживање, пројектовање, изградња

gulisana cevna izrada ove turbine.

U

tom slutaju moguia su dva naCi-

na

izrade:

-

regulisanje lopatica sprovodnog aparata fiksnim %opaticania

kola

-

regulisanje lopatica kola fiksnirn sprovodnim aparatonl.

Slika

214.

-

Francis-tu~birna regullisanla otvaranje,~n sprov.odnog aparata

U

prvom slutaju, koji je konstruktivno neSto sloieniji, hidrau-

litka i energetska karskteristika je nepovoljna, ali se predilosi ovakve

izrade sastoji

u tome Sto se sprovodnim aparatoin moie zatvoriti tur-

bina tako da je protok

Q

=

0.

lVeregulisane

MHE.

-

Pored hidroagregata s regulazionom tur-

binom Cesto se koriste

i

agregati bez regulaeioiie turbine, ali je i u tak-

virii slutajevima moguda regulacija brzine i nivoa.

Za

mailje agregate, snage do

30

kW, regulacija se ~asniva na pric-

cipu rasporedivanja odredene koristantne snage izmed~~ sa11lostaIne mre-

ie, u kojoj sc: snaga menja, i ddatnog elektritnog optcredcnja.

U

ton1

sluEaj u se kao generator moie koristiti asinhroni motor kratkog spoja

s jcdnostavnom kondenzatorsko~ pobudom.

Kod

mallih silaga mogu se hidraul~itke i enel-getske karakteristi-

1

;<c

riel-egulisane

turbine iskoristiti

72

uspostavljanje ravnoteie izmedu

proizvedene i

iskoriSdene snage. Kod takvih ubjekata agregat se sam

prilagodava brzini vrtnje trenutilom momentu kotenja genera tora, ko

ii

u

toin slueaju treba da bude istosmeran i obavezno oprzinljen regu-

latoi-0111 napona ukoliko generator ne karakteriSe rnala pronlena na-

pona pod uticajein pronlenljive brzine. Ovakvi agregati

su prililadni

i

za izinenizni napan, koji se dobija inverteroin za konstaiitnu frek-

venciju.

U

oba slucaja potrebna je dovoljna koliCina vode, hoja nc sme

da

se

sn~anji, jer bi se inace, sinanjio i raspoloiivi pad, a sainim tirn

bi se osetno smarljila i raspoloiiva energija.

Prilikom rada na samostalnoj

mre2i dovoljno je da se reguliie

brzina agregata, kako bi se polstigla ravnoteia iznledu proizvedene

i

is-

kori5ce1ije sliage. Konstantna brzina

LI

najvedoj meri stvara i konstant

no

~laprczanjc agi-egata, Sto je naroeito vailio za korisnika.

.;

,\

,;

'-'lS>

,

'

.

.:,..

:,.>:

.

,

'.,

,,.:

L~,.:,

[%;,..i

!:

.

::.(i(.:

i,);~.~.:.ii<?/j.]!>

s;~

:?<.~>;i.<.j

:c:(:<ji-:!

;-ij.~

{:i!,?[.s.

oc]ieir~z

i,.

.

kC>j,?

bc

:

:~.;):

z:>

.

::,:$>

,

.;,

;(.,;it-

~

)~t

2

;,

*..;

~iu~~:,,j~;

i-;;?

!+;j2-2,1~

;J

[~,.j.~-i~j;~~j

J@C:;.{.:;.~,

j:-.;~~l

()&-?a-

. .

".

s

..,

!]

.)(

,

.

:

j

{

;

i

i)i;)ii:ljCd~:.w

sna-

7.

?(

,

.

-

:

,

.

,",

-*-

-,\.I

1;;

;.;,

!!,!.I

a

:::;-;j

!::!?)<:,i3

l-yi{Ji!

,j(~[~l-,;.~]<,;zj

~s~<~jl-~~;~.:~~;~~~,j

sf-j:;:i

,.

,

[

~.!

;-

:

,

.

.-,..;).!,:!ij:,:.:~:i.:

:.t.i!.;,"::jt;

j-~,-~:,ipi

;I,,/.

~~~>~;cj~jj.j~~

:jc:j.;l<i

;?:,cltL>li

&j.

,.

1

'1

.

. .

'?ex

;

::<.;:I

f~$lr.;li:~.

j

:-;,;,I-

r>)2

;-:-;jc;i.~.l:.~y

1-1;

;*c;tj.

?

7

t~

ri(.>,st

,[jyjiij.i

~,;~~~,j:b,j;.;,~~5.

;::

icii

jt:

I

ia

I-nspoiagarrju

i~-i.a!kt

ak

urnulaci-

IVY

*.

ja

eaka;~

-aci,

catr

,

r~io2:c:

biti

i>r>~i!~~;i!;iii.

.H.i~j~-!:.ilgr.egat.

1-aclr.

rnm

pi-inci-

.

."

0

<

..

.

1

,;

1

0

pu

sue

rll

r-ii:.sl'n

~,z

i-~.a,gbeilj:

:;r,clwi.:

koi.is!:ost~.

Baiio

je

ornogut:er!a

regu.-

. .

lacija

nlvoa,

a

agrzgaf

ne

zavlsr

~>Cli

i?r:)i:~icnljiv~:SII

pl-otolia,

Rueno regulisanje agregata je dosta znacajno i dolazi u obzir,

prvcnstveno,

za

agi-egate koji rade paralelno na nlreii. Promcnc proto-

ka veoma retko su tako nagle da ne bi bila dovoljna ruha ulterrencija

Prilikom regulacije malih agregata ne sine se zaboraviti zaitita

inaSina. Elektriena zaitita je jednostavna

i

klasiena, dok je zagtita tur-

bina (zbog

automatskog rada bez stalne kontrole) neito sioienija.

0s-

novno je zagtititi turbinu od nekontrolisanog rada (pobega?.

B

uduci da

turbina

rasteredivanjem agregata povedava br~inu vrtnje

ZJ.

SO

ili

vi

ba

procenata, uredaji za upravljanje moraju se tako postaviti da se omo-

gudi zatvaranje regulacionih elemenata turbine do poloiaja praznog ho

da ili do potpunog zausltavljanja agregata.

Ako je turbina neregulisana,

zaStitnim n~ehanizn~om se rnora de.

lovati na zatvaranje vode u davodnom sistemu ill na ispuitanje vode ir

sistema. Takode je potrebno zaitititi leiajeve koji moraju biti oprem-

ljeni termosondama za zatvaranje pri prekorafenju dozvoljene tempe-

rature.

Za

regulisailje turbine MHF, koriste se razni mehanizmi koji,

po

pravilu, zavise od tipa turbine i instalisane snage. Najjehiostavnija jc

~zrena regulacija ejji se mehaa~iwm sastoji iz poluge ili iz prstena sa

navojcm.

RuCna regulaci ja se primenjuje za agregate u ncposrednoj bl

i-

zini korisnika, kada ovaj, zavisno od potreba, moie podesiti rad agrega-

ta

preiila trenutnoj sitmciji.

Medutim, u MHE se za regulisanje turbine najeegCe koriste hid-

raulieki servomotori koji se najteide pokredu uljem, vodonl ili vazdu-

hom pod pritiskom.

Velieina pritiska je srazmcrna raspolozivom padu. Servoinotori sa

vodom su praktieni i ne iziskuju posebne konstruktivne mehanizme.

Jv-

dini problem predstavlja mogudr: zamrzavanje, pa se sei.voinotori poli-

retani vodom izbegavaju u JMHE izloienim veoma rliskiln tcn~peratura-

ma.

Ali, u zatvorenim prostorijama, uz odgovamjudu izolaciju, ovi urc-

daji se mogu slobodno koristiti.

Vazduh pod pritiskom je idealan pogons ki inedij za poliretanje

servonlotora: nije osetljlv na niske temperature, a jednosiavna je rc-

gulacija.

Podela

regulators.

-

Turbinski regulatori se koristc za regulaci-

ju brzine

okretanja

i

nivoa u tlurbinskon~ sisten~u. Preina delovanju dc

le se na linearne

i

impulsne.

Linearni regulatori

mogu biti

I

-

mehanitki

-

me11aniCko-hi.draulieki

-

ele ktro-hidraulidki

-

elektlo-elektrieni

-

impulsni.

ibiehanicki regulatori zahteva.ju relativno veliku silu za pokreta-

nje

regulacionog n~ehaniznia, pa se za mikro, mini

i

nialc turbine

ne

koris te.

hlehanitb-hidraulieki regulatori se vrlo ksto upotrebljavaju

LI

turbinskoj tehnici, jer za pokretanje regulacionog nlelianizma koristt:

rllje pod pritiskom

i

viSestruko mogu povekati silu za pokl-tttan-je re.

gulacionog mehaniznla.

EL.

MREZA

I

n,

IMPULSNI GENERATOR

TURBINSKI

TURRINA

Slika

216.

-

Blok-shema hirlroagregata zajedno sa regulatorom

Ali, ovi regulatori zahtevaju velike dimenzije, pa sc zbog

koIiCi-

ne utrosenog materi jala ne uput rebljavaju za

MHE.

PoS

to

su

regulate-

ri, koji koris te ul je za po kretanje regulacionog illehaiiiznia nepodesni

za automatizovano upravljan je turbinom, njihovo kori5Cenje

za

MHE

fie

dolazi u obzir, jer

su

MHE

ckonomski opravdane samo ako

je

nji-

!lev

rad automatizovan, odnusno ako .rade bez i.judske posade. Izuze-

tdk rnogu biti samo agregati

MHE

u privatnom vlasniStvu.

Elektro-hidraulikki I-egulatori se eesto koriste u tul.binskoj teh-

nici, poSto ispun javaju gotovo sve zahteve visokog kvaliteta

i

stabii-

i~osti regulacije.

Ali

se mora naglasilti da je u ovih

regulators

sluien

proces pretvaranja elektriCnih izlaznih signaia

u

hidr.auliCke efekte

rcgulatora.

Elektro-elektriCni rcg~~latol- jc vrlo pogodan za primenu na

ma-

Jim turbinama, jer specijalnim pogonskim elekti-omotol,om prcnosi

iz-

lazne signale. Nedostatak ovog I-cgulatoi-a je

u

tome Sto pri automat-

skom pustanju u rad zahteva vcliltu koli~inu enei~ije.

Impulsni turbinski rcgulatori

(ITR)

su na~vani po Lome Sto

su

izlazni sjgnali impulzivnog karaktera. Nji'n~a se moie upi-avljati

hid-

raulickim

ili

elektrlCnirn rcgulacionim mehanizrnom.

Ovi

I-cgulatori

si:

najCeSCe primen.ju.ju za regulisan.je mali

h

tur-bina. Njihova vclika

pred-

nost u odnosu na ostalc ~,egulalo~-e

je

u

tome Sto pozilivr~i ili negativ-

ni impulsi upravljaju srazmerno jcdnoslavnrln pogorlski~l: inotorima

La

prenleStan,je regulacionih elemenata. Tasko .je sistem aulomatizacije

7bog impulsnog principa veoma uproiden. Narodito su pogodni za

se-

gulaeiju nivoa kad agregal radi paralelno na jaC0.j rnrcii.

Posebnost rcgulatol-a

ITR

sastoji se

u

tome

$10

sc upotreblja-

va zajedno sa regulacionjm melianizmo~~i koji pokrede voda pod

pri-

t

iskom iz sistema dovoda vode u hidroagr.ega1. Razvodr~i

ic

i

elektro-

rnagnetni ven

tili

PI-i

kl,jutcni su na ~urbins

ku

dovodlnu ccv

i

~~ogonskii~~

pri liskom upravj ja,ju \lodn

i

rn

scrvom,otoro~-n

za

nastavl.jarlje r-cgulaci-

orlih elemenata tu14,ine.

Granice pritiska za ovaj nazin regulisanja iznose od

1

do

10

ba-

ra, a ako su pcitisci vedi, potrebna je redukcija pritiska,

odnosno, p:.I

manjim pritiscima mogude je korigdenje vode iz vodovodi~og sistema

ili iz

vlastitog hidrofora. Prednosti ovog sisterna su u torr~c Sto je nii

raspolaganju pogonska tekueina, pa nije potrebna dodatna po&tn:i

(pogonska) energij a za pripremu pritiska.

Regulator

ITR'.

-

U

ciljn tipizacije malih turbina u Turboin-

Sti tutu je razvijen mali elek.tro-hidraulieki regulator impulsllog tipa (sl.

217)) koji zbog jednostavnosti i c~bimnih mogucnosti automatizacije po-

gcma nlalih turbinskih agregata pwia niz prednosti u odilosu na os-

tale.

I

\J

-

--

meren je

-

nivo ja

r~uEna

Shika

217.

-

Sherna

impulsnog

tipiziranog

regulators

regu

1

.

(3

3

-

elektron.

,---

regulator

ITR*

-

impulsni turbinski regulator

-

yredstavlja tropoloiaj-

ni

proporcionalno-integralni

regulator narnenjen elektz-itnoj rcgulaci j

i

turbina u manjim hidroelektranama.

razvodnik

Radi na principu frek.ventno-impulsne modulacije i saclrii punu

automatiku.

Pomodu in~pulsa preko razvodnika sa elektromagnetnim

ventilima upravlja hidraulqiEkilm servomotorom

koji

pl-erne9ta regula.

ciorli mehanizam turbine.

Regulaciju Cine:

1.

elektmnski regulator

2.

ventillski razvoclnik

3.

servomotor.

Prema slici 217 vidi

se da celokupan uredaj omogubujc tri

raz-

iitita naeina turbinskog agregata:

-

rutno upravljanje,

-

rcgulaciju frekvencije,

-

regulaciju nivoa.

-----

*

Ob~~atl~ic~: Ljubo

Bizjak,

dlipl.

ing.,

TUI-boinStitut

-

Ljubljana

'UyroSCena izrada

regulators,

a narotito sistema inlpulsne regu-

laciie u tehnici

lnalih hidroagregata, neophodna je sa dva razloga:

1.

Regulacija mora da olnogudi reSavaiije komplikovanih prob-

lema potpune automatizacije agregata, kako bi u svako doba

mogla

raditi bez posade.

2.

Regulacija, zbog relativno visoke cene, veoma optereLuje cc-

nu malog hidroagregata, pa zato, upravo na ovom podrucju, treba tra-

Eiti

re3enja koriSCenjem sastavnih delova regulaci je s podruCja elektro

i

drugill industrija koje ih proizvode

u

velikim serijama.

I

SLIKA ?lB.!PROJEKAT SPROVTONOG

Y;::.

FRANCIS TURBINE

-

.

-.

.

-

Iinpulsni rurbinski regu1a:or

ITR

2111'.

-

Sastavljeil je

iz

mo-

dula koji su medusobno tako povezani da ornoguCavaju regulaloru

tri

nacina rada:

-

RUCNI

-

pri kojem se pokretanje, sinhronizacija

i

optere-

Livanje agregata izvode rueno pritiskanjem na tipke (VISE, NIZE);

-

OTOCNI

-

pri kojem su pokretanje, sinhronizacija i opte-

redivanje agregata automat

ski

i regulator d&i konstant nu brzinu vrt-

rlje agrcgata bez obzira na opteredenje (naravno pod uslovom da sna-

ga na

elektrienoj starni ne .prelazi raspoloiivu hidraulieku snagu). Po-

red toga, regulator

lomogudava i ot@.ni rad sa statikom za sluCaj da

dva

mala agregata rade paralelno;

-

PO NIVOU

-

pri

kojem je pokretanje automatski i do na-

zivne brzine vxtnje regulator

reguliSe frekvemciju, a po uklapanju

na

~nreiu reguliSe nivo (gornje ili donje vode), protok ili snagu.

ELEKTROOPREMA

U

cilju smanjenja vlaganja u izgradnju MHE tine

se

pokuSaji

tipiziranja ne samo tur-bina i gradevinskih objekata nego i elektroop-

reme.

Polazna osnova tipizacije elektroopreme zasniva se na naeinu

rada MHE. Pretpostavlja se, na olsnovu dosadagnjeg iskustva u svetu i

u

naSoj zemlji, da Ce MHE raditi:

1.

samostalno (ostrvski) sa ruenim upravljanjenl, na sopstvenu

mreiu, za

sopstvene

potroSaEe, odvojeno od opSte energe.tske, mreie;

2.

sa.mostalno (ostrvski) sa daljinskim upravljanjem, odvojeno

od

opS te elekttriene mreie;

3.

kombinovano sa ru6nii-n upravljanjelll (samostalno i paralel-

no sa

mreiom), Sto znaei da se potroSaEi uklju2eni na upravljaeki or-

mar

mogu napajati iz:

-

sopstvenog agregata,

-

opSte elektriene mreie,

-

kombinovano iz sopstvenog agregata i opSte elektritne mreze;

4.

samostalno sa daljinslkim ru@nim upravljanjem sa mogudnoSdru

paralehog .rada;

5.

automatski, odnosno da potroSaEi prikljueeni na

svo

j

kontrol-

ni

01-nlal- mogu dobij-ati energiju

iz:

-

opSte elektriene mreie,

-

sopstvenog agi-egata,

-

sops

t

venog agl-ega ta

i

~e~~eratora (paralelan rad).

Tab.

66.

-

Pregled asnovne elekirooprcme za male hidroelektrane

xx

-

obavezna pri!mena,

x

-

moguea,

-

neobavezna

H

-

rueno upr. snmosrt. rad

DR

-

daljin, rudno upravlj.

NAZIV

DRP

-

daljin. rue.-paral. rad

iL'ACIN

RADA

MHE

OPRERlE RP

-

rueno upr. paralel. rad

A

-

aut~matski vod

P

-

paral.

rad s el. -mre2om

R

DH RP DRP

A

F

Generator

xx

X'X

xx

xX

xx

sinhroni

-

uzbudni sklop

XXXX

-

dodatni slolop za paraleini

rad sa el. mreiom

XXX

-

preklopka za ruenu regulaciju

napona

generators

X X

-

sklopnik

za

odvajanje nultog

vociiCa generatora

od

el. mreie

XXXXX

-

sklopnik

xa

prekidanje uzbude

XXXxX

asinhroni

-

baterija kondenzatora

-

preklopka

za

lzkljuCenje

na el. mreh

-

priguinica (otparnik) za

ukljueenje

na

el. mreBu

-

sklopnik za prekfidanje

-

uredaj za ograniCenje napona

pri

pobegu

-

uredaj zvezda-trsugao za

ukljueenje na el. mreiu

Mcren

ja

-

ampermetar (sve tri

faze)

-

voltmetar s preklopkom

-

frekvencmetar

-

brojillo sati rada

-

frekvencmetar dvostruki

-

l~ilovatsatmetar kwh

-

k~lovansatrnetar kwh

-

uklopni sat

-

nleraC nivrra vde

-

nieraC probka vcde

-

voltmetar dvostrukri

Relejna xaBtita

-

prenaponska

-

pod naponsk~a

-

od kratkog spoja

-

cd

preopterccenja

-

povratne energi je

-

podzernnog spoja

-

odvajanje

MHE

(KI

el.

rnl-cke

pri njenoj neis.pravn$nbi

ili nestanku

-

katod.ni odvdnirsi

-

nadfrekventna

-

podZrekventna

XX XX XX

XX

XX XX

X XXXX

Signalizaci

ja

-

ulrlopnog atanja

-

Proriade sv!ih relejnlih zaStita

(bilo koja)

-

porasta temperature lezajeva

-

neprorad,e pomod,nbh .ureda

ja

-

nestanka pomocnog napona

-

provale u kom. prostor

-

poiara

-

nivoa vode

-

pnerade pojerlinbh rel. zaStita

Regulator okretaja

-

regulator konstantne snage

generators

XX XX

-

poluvodieki

(1-15

i

20

kW)

-

elektroma5inski

(1-7,5

i

20-30

kW)

XX XX

-

regulator okretajla elektm-

motorni

(MHE

ad

15-200

kW)

XX XX XX

XX

-

regubator dektmhidrauJ1i~ki

(MHE

od

100-200

kW)

XX XX XX

XX

-

regullator kmt. sn8age sa

elektromotornim regulatarom

(MHE

~d

1,5-20

kW)

XX XX XX XA XX

Uredaji automatike

-

uredaj za ,indikaciju

sinhmn.

-

uredaj za met sinhronizma

-

uredaj za navodenje ria

paralelan r:ad

-

uredaj za automatski *start*

-

um&j za automatski

au stop^^

-

uredaj aa prj.premnri rad

MHE

-

uredaj za &iav(anje rnivoa vde

-

ure&aj

za

daljinski pren~os

informaci j,a

Pomo6ni pogon i oprcma

-

aliumulatorska batecija

-

rucni punjlae

&urn.

ba~terije

-

automatslqi punjaE akrum. baterije

-

uredaj

za

otvaranje dowda vode

-

usedaj

za

zatvaranje dovnda vode

-

protupl.ovalni uredaj

-

potupo2arni uredaj

-

rasveta

-

vazduS.ni PI-ililjuCak

-

lrablovslai pl;ikljuCak

Mr Mi.rlio Valenhii., d,ipl.

4.

Ing.

Radivoje Sirola, c1.ip.l. el.

ing.

U

ovu vrstu

rada

spadaju

i

MHE

koje

se

koriste

kao

rezervrli

izvor

er~ergije

na

taj natin

5to.

se

ukljuEuju

u

rad samo

pri

nestanku

rlektritne enrrgiir

11'

opstoj mergetskoj mreii;

6.

pamlelho

sa

opStom eleliteif nom mreiom

sa:

-

r~lcni~n upravljanjem,

-

dalj.inski111 upravljmjem,

-

auton~atskim upl-avljanjem.

Napomena:

Pod pojmom

daljinsko upraz)lja~zjc

podi-azumeva sc

trpravljanje na odredenu udaljenost, i to:

-

direktno do 2,O km

-

na vedu udaljenost od

2,O

kin posredstvoi~~ urcdaja za da-

ljinski prenos

iilforrnacija koristedi komande START

i

STOP uz ne-

ophodiiu signalizaciju o stanju

i

nenornlalnostirna u radu.

I'od pojmom

atrlonlatski rad

podrazurrieva se autornatslco pre-

laienje sa jednog na drugi naein 1-ada, kao

i

automatizo\ano stanje

elektrane START, RAD i STOP.

Elektrmprenla za

MHE

se sastoji iz:

1.

generatora

2.

opreme za merenje

3.

relejne zaStite

4.

signalizacije

5.

regulatora okretaja

6.

uredaja autmatike

7.

pomodne opreme.

Mala hidrocentrala je opremljena oprcmoin koja inosa da bude

ohaveina.

Pored obavezne opreme, na zahtev investitui-a sc moie ug-

raditi i tzv.

neobavez~za oprerna

MHE.

U

tab.

66

pri kazana je obavez-

na, ncobavezna

i

moguda oprema.

Tab.

67.

-

NaEin

rada generatora

MHI..'

Red.

Male hidro- Aero-ele-

Bonzins8i ili

!)re NaCi.n rada

elektrane

ktrane dizel agregati

1

Sarnastalno dobro dobro

2

Paralelan rad

a

rnreiolm dobro ~nogute

3

Kornbinovan rad

(paralelno

i

samchstalno) mogude rn3gui.e

dobro

1.

Generatori.

-

Sigurno je da se danas sa jcdnoin familijonl

generatora ne rnogu reSiti sve patrebe

MHE,

posebno zato Sto su MHE

jog nedovoljno definisane, a samim tim

i

generatori sa glcdiSta pro-

pisa.

Prema nekim autorima, generatori MHE se mogu podcliti na ove

grupe:

1. Preina snazi na:

-

generatore za MHE jaeine 5 do 100 kVa

-

generatore za

MHE

jake 100 do 1.000 kVa

-

generatore za MHE jaEi:iie 1.000 do 5.000 kVa

2.

Prenla radu na generatore:

-

koji napajaj.~ sopstvenu rnrei~u

-

sa dva i vi5e generatora koji rade paralelno na sopstvenu

mreiu

Михајловић Милосав. Мале Хидроцентрале - Истраживање, пројектовање, изградња

Подождите немного. Документ загружается.