5.  "Analiza opravdanosti promene prenosnog odnosa na blok transformatorima u HE Bajina Bašta",

Urađeno za:       PD Drinsko-limske HE, Bajina Bašta

Rukovodilac:      Saša Minić, dipl. ing.

Saradnici:           Petar Kovačević, dipl. ing.

                         Igor Belić, dipl. ing.

                         Branislav Ćupić, dipl. ing.

                         Vladimir Sovrlić, dipl. ing.

                                 Miloš Stojković, dipl. ing.

U ovom elaboratu izvršena je analiza rada blok transformatora sa prenosnim odnosima 15.65/235 kV i 15.65/242 kV u periodu do 2025. godine za različite varijante razvoja prenosne mreže, po etapama razvoja za četiri scenarija opterećenja mreže: maksimalno stanje, zimski noćni minimum sa pumpnim angažovanjem RHE Bajina Bašta, letnji minimum i letnji minimum sa pumpnim angažovanjem RHE Bajina Bašta, uz nominalno angažovanje HE Bajina Bašta u svim stanjima. Iako to izlazi iz okvira Programskog zadatka izvršena je analiza i za blok transformatore sa prenosnim odnosom 15.65/239 kV i 15.65/245 kV da bi se onda mogao naznačiti i optimalan prenosni odnos za nove blok transformatore. Elaborat se sastoji iz sedam poglavlja.

Analiza naponskih prilika na 220 kV strani u HE Bajina Bašta izvedena je za pet vrednosti napona na pragu generatora: 14.09 kV (90% od Unom=15.65 kV), 14.87 kV (95% od Unom=15.65 kV), 15.65 kV (Unom), 16.43 kV (105% od Unom=15.65 kV), 17.22 kV (110% od Unom=15.65 kV). Pored dva prenosna odnosa blok transformatora predložena Programskim zadatkom (15.65/235 kV i 15.65/242 kV), analizirani su i prenosni odnosi 15.65/245 kV i 15.65/239 kV, da bi se na taj način što je moguće bliže odredila vrednost optimalnog prenosnog odnosa blok transformatora. Pri analizi je modelovan tok snage od 102.5 MW i 33.75 Mvar kroz svaki od blok transformatora snage 108 MVA. U tab. 1 dat je pregled rezultata izvršenih analiza.

 

tab. 1: Pregled napona na 220 kV strani blok transformatora za snagu 102.5 MW i 33.75 Mvar na izlazu iz generatora za različite vrednosti napona na niženaponskoj strani i prenosnog odnosa blok transformatora

 

Na sl. 6 dat je grafički prikaz rezultata iz tab. 1. Na ovom grafiku osenčene su dve zone napona. Šira zona (bledo osenčena) obuhvata vrednosti napona između 215 i 242 kV, a uža zona (tamnije osenčena) - vrednosti napona između 220 i 238 kV. Prva zona je formirana na osnovu svih mogućih vrednosti napona u HE Bajina Bašta koji su dobijeni na osnovu svih proračuna tokova snaga za sva stanja koja su analizirana u ovom Elaboratu, a druga na osnovu vrednosti napona koja su se u HE Bajina Bašta javili tokom 2006. godine, a da je pri tome angažovanje HE Bajina Bašta bilo blizu nominalnog.

Broj sati u kojima se pojavljuje određena srednja satna vrednost napona u HE Bajina Bašta u toku 2006. godine dat je u tab. 2.

 

tab. 2: Pregled srednjih satnih vrednosti napona koji su se u HE Bajina Bašta pojavili tokom 2006. godine i broj sati tokom kojih su se pojavile ove vrednosti

 

sl. 6: Grafički prikaz naponskih prilika za 220 kV strani blok transformatora za snagu 102.5 MW i 33.75 Mvar na izlazu iz generatora za različite vrednosti napona na niženaponskoj strani i prenosnog odnosa blok transformatora

Iz razloga potrebe da se sazna kakvi se naponi na 220 kV strani HE Bajina Bašta mogu očekivati u budućim stanjima analizirani su tokovi snaga za sva stanja iz Programskog zadatka, a rezultati ove analize prikazani su u posebnom poglavlju.

Analiza budućih naponskih prilika u HE Bajina Bašta izvršena je za nominalno opterećenje generatora u ovoj HE. Analizirana su četiri karakteristična stanja (maksimalno stanje, zimski noćni minimum uz rad RHE Bajina Bašta u pumpnom režimu, minimalno stanje i minimalno stanje uz rad RHE Bajina Bašta u pumpnom režimu) po etapama razvoja, za tri različite varijante razvoja mreže iz "Studije perspektivnog razvoja prenosne mreže Srbije do 2020 (2025) godine": Varijantu 1, 5 i 6. Karakteristike Varijante 1 su zadržavanje mreže 220 kV na području Beograda i mreže 220 kV vezane za TS 220/35 kV Bajina Bašta do 2025. godine (i kasnije). Karakteristike Varijante 5 su zamena mreže 220 kV na području Beograda mrežom 400 kV i zadržavanje mreže 220 kV vezane za TS 220/35 kV Bajina Bašta. Konačno, karakteristike Varijante 6 su zamena mreže 220 kV na području Beograda mrežom 400 kV i zamena mreže 220 kV vezane za TS 220/35 kV Bajina Bašta mrežom 400 kV.

Takođe, za stanje mreže sa početka 2006. godine analiziran je režim sa tranzitima.

Proračuni tokova snaga realizovani su sa ograničenjima vezanim za napone u mreži 400, 220 i 110 kV. Dozvoljena odstupanja u mreži 400 kV su ±5% od nominalne vrednosti, a u mreži 220 i 110 kV ±10% od nominalne vrednosti. Imajući u vidu velike varijacije napona koje se u analiziranim stanjima javljaju u mreži 220 kV, za usklađivanje napona u mreži 110 kV sa dozvoljenim ograničenjima korišćene su regulacione mogućnosti transformatora 220/110 kV. Naravno, poseban set ograničenja predstavljala su ograničenja mogućih varijacija napona, aktivnih i reaktivnih snaga u generatorskim čvorovima.

Rezultati izvršenih analiza ilustrovani su tabelarno i grafički.

 

sl. 7: Tokovi snaga i naponske prilike u 400 i 220 kV mreži EMS-a za blok transformator 15.65/242 kV u HE Bajina Bašta varijanta 6 u 2025. godini - pumpni režim RHE Bajina Bašta u zimskom noćnom minimumu - napon u HE Bajina Bašta 224 kV

 

 

tab. 3: Vrednosti napona u odabranim čvorištima za različite varijante razvoja, naponska ograničenja i nivoe opterećenja

 

 

Na bazi svih izvršenih analiza doneti su sledeći zaključci:

1.       Ukoliko se u revitalizovanoj HE Bajina Bašta ugradi blok transformator sa prenosnim odnosom 15.65/242 kV napon na niskonaponskoj strani će se kretati u opsegu ±5% od Unom=15.65 kV za najveći broj stanja koja se mogu očekivati u mreži. Problematična su stanja sa naponima nižim od 220 kV na 220 kV strani u HE Bajina Bašta pri njenom punom angažovanju. Pojava ovakvih stanja u mreži je malo verovatna i morala bi biti posledica veće havarije, što bi uslovilo nedopustivo loše naponske prilike u mreži 220 kV na pravcu HE Bajina Bašta - TS 400/220/110 kV Niš 2. Moguća je pojava ovakvih stanja u pumpnim režimima RHE Bajina Bašta, ali ona bi bila posledica lošeg upravljanja naponskim prilikama i mogla bi se izbeći boljom regulacijom napona u mreži (pre svega održavanjem viših napona u HE Bajina Bašta, a onda i u ostalim okolnim elektranama).

2.       Ukoliko se u revitalizovanoj HE Bajina Bašta ugradi blok transformator sa prenosnim odnosom 15.65/235 kV napon na niskonaponskoj strani će se kretati u opsegu ±5% od Unom=15.65 kV za najveći broj stanja koja se mogu očekivati u mreži. Pri punom angažovanju HE Bajina Bašta u tom slučaju ne bi bilo moguće postići napone ≥238 kV na 220 kV strani u HE Bajina Bašta, što bi smanjilo mogućnosti upravljanja mrežom. U minimalnim režimima ne bi bilo moguće puno angažovanje HE Bajina Bašta, jer bi to uslovilo izlazak iz opsega ±5% od Unom=15.65 kV na niženaponskoj strani blok transformatora, ali takvo angažovanje obično nije ni potrebno (ni sa gledišta aktivne, a posebno ne sa gledišta reaktivne snage).

3.       Optimalan prenosni odnos blok transformatora u HE Bajina Bašta koji bi obezbedio da se pri njenom punom angažovanju naponi na niženaponskoj strani kreću u opsegu ±5% od Unom=15.65 kV za gotovo sva stanja koja se mogu očekivati u mreži je 15.65/239 kV.

4.       Od predloženih prenosnih odnosa blok transformatora bolje rešenje je 15.65/242 kV jer pruža bolje mogućnosti za upravljanje naponima u delu mreže u okolini HE Bajina Bašta pri nominalnom opterećenju ove HE.

5.       Imajući u vidu činjenicu da oba predložena prenosna odnosa blok transformatora zadovoljavaju za najveći broj očekivanih stanja u mreži, nema opravdanja korišćenje transformatora sa promenljivim prenosnim odnosom.

Obim studije: 221 strana