Naslov
Interakcija između atmosferskih pražnjenja i elektroenergetskog sistema
(Interaction between lightning discharges and power system)

Autori
Grebović, Selma

Vrsta obrazovnog materijala
Udžbenik (visokoškolsko obrazovanje)

Izdavač
Univerzitet u Sarajevu

Grad
Sarajevo

Godina
2021

Stranica
142

Ključne riječi
atmosfersko pražnjenje ; elektroenergetski sustav ; prenaponi ; odvodnici prenapona ; sustavi za lociranje munja
(lightning discharges ; electric power system ; overvoltages ; surge arresters ; lightning location systems)

Sažetak
Razvoj novih tehnologija, naročito napredak u primjeni energetske elektronike, donio je mnoge tehničke prednosti i ekonomske efekte, ali istovremeno je stvorio nove izazove u pogledu proučavanja djelovanja tih tehnologija na elektroenergetski sistem. Liberalizacija tržišta električne energije i privatizacija elektroprivredne djelatnosti, te uvođenje strogih zahtjeva glede utjecaja na okolinu, uslovili su pogon i vođenje elektroenergetskog sistema koji je sve bliže granicama svojih mogućnosti. Da bi se spriječili ozbiljni problemi u radu sistema pod takvim uvjetima rada, sistem se mora nadzirati s obzirom na različite aspekte funkcioniranja, a jedan od najvažnijih u novim okolnostima je kvaliteta električne energije. Europska Direktiva poziva na to da se električnu energiju smatra proizvodom kao bilo koji drugi i da proizvođači električne energije budu odgovorni za kvalitetu svog proizvoda. Svi parametri kvalitete električne energije definirani sa normom EN 50160 mogu biti klasificirani u tri grupe. U prvoj grupi se nalaze parametri kvalitete električne energije sa definiranim graničnim vrijednostima (frekvencija, varijacije napona, nesimetrija, viši harmonici, signalni napon, flikeri). U drugoj grupi se nalaze parametri sa indikativnim vrijednostima (brze promjene napona, propadi napona, kratki i dugi prekidi napajanja), a u trećoj grupi se nalaze parametri bez definiranih vrijednosti (privremeni i prijelazni prenaponi). Može se reći da većina problema vezanih za prekide napjanja i kvalitet električne energije potiče od kvarova uzrokovanih atmosferskim pražnjenjima. Stoga, u novije vrijeme je vrlo važno povezivanje sistema za nadzor, upravljanje i prikupljanje podataka iz mreže i sistema za nadzor atmosferskih pražnjenja. Ove sisteme je moguće geografski i vremenski sinhronizirati, te odrediti koji od problema je uzrokovan atmosferskim prežnjenjima, a koji nije. U prvom poglavlju – Prenaponi u elektroenergetskom sistemu – koje je namijenjeno, prije svega, čitateljima koji nisu bliski ovoj oblasti, uvedene su osnovne definicije, razmotrene su različite vrste prenapona u elektroenergetskom sistemu, te je objašnjen utjecaj atmosferskih pražnjenja na elektroenergetski sistem. Nakon izvršene klasifikacije prenaponskih pojava u elektroenergetskom sistemu i kratke analize utjecaja atmosferskih prenaona na elektroenergetski sistem, posebno su navedene i objašnjene mjere za poboljšanje prenaponske zaštite. Sasvim je jasno da sistemi za nadzor atmosfersih pražnjenja imaju važnu ulogu u projektiranju i vođenju modernih elektroenergetskih sistema. Da bi se shvatio način rada i značaj ovih sistema, te da bi se na ispravan način provodile analize utjecaja atmosferskih pražnjenja na elektroenergetske objekte potrebno je vladati nekim osnovnim pojmovima vezanim za atmosferska pražnjenja, pa su u drugom poglavlju objašnjeni i/ili definirani neki osnovni pojmovi vezani za ovaj fenomen. O fenomenu atmosferskog pražnjenja (o udaru groma) se počelo govoriti jako davno, pa će ovdje, u uvodu, biti navedene neke zanimljivosti. Zavirimo li u bilo koju od svjetskih mitologija, u gotovo svakoj ćemo naći „boga neba“ i grmljavine. Kod starih Grka udar groma smatran je kaznom poslatom od Zeusa vrhovnog starogrčkog boga, vladara Olimpa, boga neba i grmljavine. Zeusov je pandam u rimskoj mitologiji Jupiter. Skandinavci su optužili svirepog boga, Tora, da uzrokuje udare groma udaranjem čekića u nakovanj, dok gromovito jaše kroz oblake. Starogrčki filozof Aristotel je smatrao da oblak kada se kondenzuje i ohladi snažno izbacuje vazduh koji sadrži. Vazduh udara u druge oblake i izaziva udar groma, dok se njegovim sagorijevanjem oslobađa plamen u obliku munje. Sljedećih skoro dvije hiljade godina ova shvatanja se nisu bitno mijenjala. Američki državnik i istraživač Benjamin Franklin je izveo čuveni, po život opasan, eksperiment sa zmajem kojim je pokazao da su oblaci naelektrisani. Franklin je ovim pronašao efikasnu zaštitu od atmosferskih pražnjenja, gromobran. Prvi gromobran je postavljen u Philadelphiji 1754. godine i bio je sveopšte prihvaćen. Više od jednog vijeka ljudi su bili zadovoljni stanjem nauke na ovom području. Situacija se drastično izmijenila u prošlom vijeku, podizanjem prvih nadzemnih vodova za prijenos električne energije. Pri atmosferskom pražnjenu u nezaštićenu prijenosnu liniju dolazilo je do velikih oštećenja i prekida u snadbijevanju električnom energijom. Da bi razvili adekvatnu zaštitu od atmosferskih pražnjenja, ljudi su morali doći do određenih saznanja o fenomenu atmosferskog pražnjenja. Istraživanja na ovom polju je 1930. godine započeo švicarski profesor Karl Berger. Rezultati ovih istraživanja pružaju danas znanstvenu osnovu iz kojih su proizišli vrlo važni teorijski doprinosi kao i praktična rješenja koji nam pomažu prilikom projektiranja zaštita od atmosferskih prenapona. Od vremena profesora Bergera pa do dan danas mnogi istraživači su izveli mnogobrojne eksperimente i razvili matematske modele koji opisuju ovu pojavu. U sedamdesetim godinama prošlog stoljeća osnovni problemi kod izolacije bili su vezani za sklopne i atmosferske prenapone. Povišenje prijenosnih napona, a samim tim i povišenje sklopnih prenapona i atmosferskih prenapona imali su za rezultat neočekivane prijeskoke na izolaciji. U to vrijeme mnogo se istraživao mehanizam prijeskoka što je rezultiralo poboljšanjem dizajna izolacije. Razvoj metal – oksidnih odvodnika prenapona se smatra narednim važnim korakom u oblasti prenaposke zaštite. Dakle, problem sklopnih i atmosferskih prenapona je ublažen korištenjem metal-oksidnih odvodnika prenapona za koje se može reći da su danas najznačajnije sredstvo za prenaposku zaštitu. Stoga, je treće poglavlje posvećeno odvodnicima prenapona. Najznačajni korak učinjen je zahvaljujući novim tehnologijama ugrađenim u sisteme za nadzor atmosferskih pražnjenja, pa je u četvrtom poglavlju posebna pažnja posvećena ovim sistemima. Razvoj ovih sistema je eliminirao potrebu za korištenjem izokerauničkog nivoa i značajno poboljšao tačnost analize utjecaja atmosferskih pražnjanja na elektroenergetski sistem. Peto poglavlje je posvećeno jednoj od najzamršenijih, ali ujedno i jednoj od najvažnijih tema u analizi elektroenergetskih sistema, a to je modeliranje elemenata elektroenergetskih sistema za analize prijelaznih stanja uzrokovanih atmosferskim prenaponima. Nakon što je objašnjena važnost modeliranja elemenata elektroenergetskog sistema, prezentirani su modeli elemenata koji su pogodni za spomenute analize. Primjena softverskih alata predstavlja pravu blagodat inženjerima i u ovoj oblasti, omogućavajući da se razmatra utjecaj atmosferskih prenapona na elektroenergetski sistem, te da se do pravog izbora prenaponske zaštite dođe brže i jeftinije. Na kraju je obrazloženo modeliranje elemeneta elektroenergetskih sistem u programskom paketu EMTP – RV (ElectroMagnetic Transient Program – Restructured Version) za koji se može reći da predstavlja standardizirani softver opće namjene za analizu prijelaznih pojava.

Izvorni jezik
Ostalo

Znanstvena područja
Elektrotehnika

Napomena
Odluka senata Univerziteta u Sarajevu o davanju
suglasnosti na izdavanje univerzitetskog izdanja
donesena 26.05.2021. na 27. elektronskoj sjednici.

POVEZANOST RADA