9.  "Racionalizacija sopstvene potrošnje električne energije u Termoelektrani Nikola Tesla B",

Urađeno za:       Ministarstvo za nauku i zaštitu životne sredine Republike Srbije

Rukovodilac:      Dr Miloje Kostić, dipl. ing.

Saradnici:           Mr Ivan Stanisavljević, dipl. ing.

                         Miloš Stojković, dipl. ing.

                         Branislav Ćupić, dipl. ing.

                         Danka Kecman, dipl. ing.

Predmet projekta su proračuni i analiza sopstvene potrošnje električne energije u dve termoelektrane (A i B) koje pripadaju JP Termoelektrana "Nikola Tesla", Obrenovac. U 1. godini istraživanja područje rada je Termoelektrana "Nikola Tesla" B, sa 2 generatora-bloka ukupne snage 1240 MW. Ukupna opterećenja i sopstvena potrošnja električne energije iznose 6-10% od ukupno proizvedene energije u termoelektrani.

Sopstvena potrošnja električne energije se napaja preko transformatora sopstvene potrošnje čiji su primari direktno priključeni na generatorski napon a sa sekundarnih izvoda napona 6 kV (6.3 kV ili 6.6 kV). Oni napajaju potrošače u mreži sopstvene potrošnje- motori napona 6 kV i transformatori 6/0.4 kV preko kojih se napajaju potrošači-uglavnom motori na 0.4 kV. Instalisane snage transformatora sopstvene potrošnje su približno jednake ukupnim instalisanim snagama svih potrošača-uglavnom motori koji se napajaju preko tih transformatora, i iznose oko 140 MW, u Termoelektrani "Nikola Tesla" B.

Na osnovu dobijenih podataka, utvrđeno je da sopstvena potrošnja u Termoelektrani "Nikola Tesla" B iznosi 6%, i da su odgovarajuća aktivna opterećenja oko 70 MW a reaktivna opterećenja 60 Mvar.

Cilj projekta je istražiti i realizovati mogućnosti za smanjenje sopstvene potrošnje električne energije u Termoelektrani "Nikola Tesla" B. Posebnu pažnju treba posvetiti potrošnji elektromotora na 6 kV, na koje otpada više od 90% celokupne sopstvene potrošnje električne energije. Uvesti u primenu savremene mere, kao i originalna rešenja, za racionalizaciju potrošnje električne energije u neregulisanim pogonima sa asinhronim motorima.

Očekivani rezultat, po predviđanjima je:

-          smanjenje sopstvene potrošnje aktivne energije za 0.5%, ili ukupno za oko 2 000 000 kWh/godišnje, i

-          smanjenje sopstvenu potrošnju reaktivne energije za 6%, ili ukupno za oko 24 000 000 kvarh/godišnje.

Obrada navedene problematike u elaboratu obuhvata sledeća poglavlja:

1.                   Uvod

2.                   Metode za utvrđivanje opterećenja i gubitaka snage kod asinhronih motora u radu;

3.                   Smanjenje opterećenja i potrošnje električne energije podešavanjem vrednosti napona;

4.                   Energetski proračuni i analiza sopstvene potrošnje u Termoelektrani "Nikola Tesla" B;

5.                   Analiza i izbor mera za racionalizaciju sopstvene potrošnje električne energije;

6.                   Procena ušteda u smanjenju sopstvene potrošnje;

Sopstvena potrošnja u Termoelektrani "Nikola Tesla" B se napaja iz dva transformatora koji su priključeni na generatore termoelektrane (transformatori 1BT i 2BT) i transformatora OBT 220/6.9/6.9 kV koji se napaja iz prenosne mreže. U cilju neophodnih analiza, prvo su sračunate vrednosti opterećenja i gubitaka snage u mreži kao i samih potrošača - motora.

Gubici snage, u mreži sopstvene potrošnje, su mali - do 0.4% u transformatorima i mreži 6 kV, odnosno do 1% ako se uključi mreža 0.4 kV. Gubici snage u samim motorima su znatno veći, i iznose:

-          3-6%, u 6- kV motorima snaga od 500-6300 kW, i

-          7-15%, kod motora snaga od 1- 300 kW i napona 0.4 kV,

pa su proračunati i analizirani detaljnije nego što se to uobičajeno čini. Metode za proračune istih su posebno izložene u poglavljima 2 i 3.

Detaljni proračuna pojedinih komponenti gubitaka snage u motorima su prikazani u poglavlju 4.2.3, a rezultati tih proračuna su dati u odgovarajućim tabelama. Posebno su sračunate vrednosti pojedinih komponenti gubitaka snage u motorima, i to:

1.       Gubici snage na trenje i ventilaciju (Pfw), tzv. mehanički gubici snage;

2.       Gubici praznog hoda u namotaju statora (PCu0);

3.       Gubici u gvožđu motora (PFe); kao i

4.       Gubici opterećenja (PγP), u koje ulaze: gubici u namotaju statora (PCu1P) u provodnicima rotora (PCu2P), i dodatni gubici opterećenja (Pdn)

Vrednosti navedenih gubitaka snage su sračunate i date uporedo za sledeće vrednosti napona napajanja: 6.4 kV, 6.5 kV, 6.6 kV, 6.7 kV, 6.8 kV, 6.9 kV, kako bi se utvrdio uticaj vrednost napona:

-                                                                   Na vrednost ukupnih gubitaka snage u motorima, i

-                                                                   Na vrednost reaktivnih opterećenja u mreži sopstvene potrošnje.

S obzirom na cilj da se podešava (reguliše) vrednost radnog napona na pojedinim transformatorima, posebno su utvrđene zbirne vrednosti gubitaka snage za motore koji su priključeni na odgovarajuće transformatore, i to:

­          transformator sopstvene potrošnje 1BT,

­          transformator sopstvene potrošnje 2BT, i

­          transformator opšte potrošnje OBT,

kako bi se mogao proceniti uticaj podešavanja (regulacije) vrednosti napona na vrednost ukupnih gubitaka snage (Pγ), posebno za svaki od navedenih transformatora. Zbirne vrednosti navedenih gubitaka snage za ceo konzum, takođe, su date.

Na osnovu rezultata proračuna i odgovarajućih analiza, u cilju racionalnijeg korišćenja električne energije, za primenu su odabrane sledeće dve mere racionalizacije:

1.       Smanjenja opterećenja i potrošnje električne energije izborom i podešavanjem vrednosti radnih napona u celokupnom konzumu, tj. na transformatorima sopstvene potrošnje 1BT i 2BT i transformatoru opšte potrošnje OBT; dok bi

2.       Kompenzacija prekomerne reaktivne energije, mogla biti korišćena u retkim slušajevima- samo kod potrošača koji se napajaju iz transformatora opšte potrošnje OBT, i to preko relativno dužih mreža napona 0.4 kV.

Rezultat smanjenja napona, sa vrednosti 1.03Un (6.8 kV) na nominalnu vrednost napona Un, bi dovela do:

-          smanjenju ukupnih gubitaka snage za 244 kW i potrošnje električne energije za oko 1 464 000 kWh/god, i

-          smanjenja reaktivnih opterećenja za 3 544 kvar i do smanjenja u potrošnje reaktivne energije za 21 264 000 kvarh/god.

Ukoliko bi se napon u mreži sopstvene potrošnje snizio na 6.5 kV (0.985Un), to bi dovelo do još većih efekata, tj. do:

-          smanjenju ukupnih gubitaka snage za 321 kW i potrošnje električne energije za oko 1 926 000 kWh/god, i

-          smanjenja reaktivnih opterećenja za 4 559 kvar i do smanjenja u potrošnje reaktivne energije za 27 354 000 kvarh/god.

Eksperimentalne provere, na delu potrošnje koji se napaja sa sabirnica 1BA i 1BB, su potvrdile navedene rezultate, tačnije na osnovu rezultata tih merenja korigovani (tačnije povećani) parametri motora (ΔI0/ ΔU0 i ΔPFe/ ΔU0) na osnovu kojih se određuju uticaji promena vrednosti napona na promene reaktivnih opterećenja i gubitaka snage u gvožđu motora. To znači da je, praktično, sprovedena i eksperimentalna provera rezultata analize za deo konzuma. Ali, obzirom da su karakteristike motora i karakteristike potrošnje iste, i za delove konzuma koji se napajaju sa sabirnica 2BA i 2BA, to se mogu očekivati identični efekti od sneženja napona u celokupnom konzumu.

Kada su u pitanju ostale mere racionalizacije, one nisu detaljnije razmatrane u ovom projektu. Ali će, ukoliko korisnik rezultata projekta utvrdi postojanje mogućnosti za njihovu primenu, biti pružena stručna pomoć u donošenju odluka vezanih za konkretnu razradu i primenu i tih mera.

Obim studije: 74 strana