energija
M. Petkovi}, V. Petkovi}, T. Mirkovi}
Rafinerija ulja Modri~a
M. Maksimovi}
Tehnolo{ki fakultet Banja Luka
Z. Petrovi}
Tehnolo{ki fakultet Zvornik
UDC: 665.7.035.6 : 665.66
Kori{}enje rerafinisanog
baznog ulja u formulaciji
industrijskih maziva
I. Uvod
DEGRADACIJA TURBINSKIH ULJA
Turbinska ulja se primjenjuju u
zatvorenim sistemima, gdje se
kontuirano griju i hlade, mije{aju se sa
vazduhom i isparljivim oksidacionim
produktima, ve`u rosu kao rezultat
dobijanja kondenzata nastalu hla|enjem
ulja, mije{aju se sa pra{inom i
prljav{tinom, poja~avaju}i proces
oksidacije u zavisnosti od kataliti~kog
efekta metalnih dijelova.
Pokazatelj efekta djelovanja svih ovih
faktora je promjena fizi~ko-hemijskih
osobina ulja: kiselinski broj, viskozitet,
pove}an korozivni uticaj komponenata
u uljnom sistemu, formiranje stabilne
emulzije ulje-voda, pjenjenje i stvaranje
taloga.
Proces starenja za vrijeme oksidacije
ulja : dovodi do stvaranja organskih
kiselina (posebno agresivne nisko
molekularne kiseline), smola, oksikiselog taloga, asfaltogenih kiselina,
asfaltena, karbona i karbonida.
Formiranje alkohola, fenola, aldehida,
ketona, estara, te CO2, CO, H2O i H2 je
tako|e mogu}e. Prisustvo poslednjih
indicira na|ena duboka oksidaciona
dekompozicija ugljovodoni~nih
molekula.
ADITIVI
U postupku formulacije novih
turbinskih ulja od rerafinisanog baznog
ulja viskozne gradacije ISO VG 32
kori{}en je bezpepelni
multifunkcionalni paket aditiva (PA).
Osnovni sastav ovog
multifunkcionalnog aditiva je
kombinacija antioksidantnog,
korozivnog, inhibitora i metal
deaktivatora. Primjenom ovog paketa
aditiva u formulaciji maziva
obezbje|uje se veoma visoke
performanse, kao {to su:
Rezime
Kori{}ena ulja spadaju u kategoriju opasnog otpada i potrebno ih je odlagati tj. zbrinjavati
na na~ine koji nisu {tetni ili opasni za ~ovjeka, vodu, vazduh i tlo. Po definiciji otpadnih
(kori{}enih) ulja podrazumijeva se svako mineralno mazivo ili industrijsko mazivo koje vi{e
nije u stanju da ispuni svoju funkciju tokom eksploatacije. Tu se ubrajaju: kori{}ena
motorna ulja, turbinska, hidrauli~na, ulja za zup~aste prenosnike, izolaciona ulja kao i
ostaci ulja iz rezervoara i emulzije vode i ulja. Prilikom zbrinjavanja ovih ulja ponovna
upotreba tj. regeneracija ili spaljivanje ima prednost u odnosu na uni{tavanje.
Zemlje EU su problem odlaganja, uni{tavanja i prerade kori{}enog ulja regulisale kroz
Direktive 75/439 koje su dopunjene i zamijenjene novom Direktivom 87/101 i 91/692. Ovom
Direktivom postupak rerafinacije se name}e kao prioritet u cilju rje{avanja problema
kori{}enih ulja. Postupak rerafinacije se koristi kod vrlo zaga|enih kori{}enih ulja, dakle
tamo gdje postupak kondiociranja nije dovoljan. Rerafinacija je slo`en proces kojim se ne
odstranjuju samo rastvorene materije, voda, gasovi itd. ve} se uklanjaju sva asfaltnosmolasta jedinjenja, tj. sva nepo`eljna hemijska jedinjenja koja su stvorena u toku
eksploatacije. Prilikom rerafinacije kori{}enih ulja ne smije dolaziti do zaga|enja prirode, a
nastali produkt nakon rerafinacije ne smije imati toksi~na svojstva tj. sadr`aj policikli~nih
bifenila (PCB) i policikli~ni tetrafenili (PCT) mora biti u granici dozvoljenog sadr`aja. Sam
proces rerafinacije je sli~an procesu rafinacije baznog ulja, a nastali produkti su po svojim
fizi~ko-hemijskim karakteristikama dosta sli~ni novim baznim uljima.
Cilj ovog rada je iznala`enje optimalne formulacije industrijskog ulja viskozne gradacije
ISO VG 32 uz primjenu recikliranog (regenerisanog) baznog ulja i odgovaraju}eg paketa
aditiva.
Klju~ne rije~i: regeneracija, aditiv, adsorbens, bazno ulje, turbinsko ulje, oksidaciona
stabilnost, hidroliti~ka stabilnost.
Abstract
Used oil are classified as dangerous waste and they are to be put away and disposed of in
ways which are not harmful and dangerous for human beings, water, air and soil. The term
waste (or used) oil refers to every mineral lubricant or industria which is no langer able to
fulfil its function during exploatation. It inclues the flloving: used motor oils, turbine oils,
hidraulic oil, oil for cog wheels, insulating oils, as well as oil residues from tanks and water
and oil emulsion. When it comes to the treatment of these oils, re-use, i.e. regeneration or
burning has advantage over desrruction. The EU countries have solved the problem of
disposing, destroying and treatment of used oils through Regulations 75/439, supplemented
and replaced by Regulation 87/101 and 91/692. This regulation makes the process of
rerafining is used with the aim to solve the problem of used oils.
Re-refining is used with extremely polluted used oils, i.e. where the process of conditioning
is not sufficient. Re-refining is a complex process which does not remove only dissolved
materilas, water, gases and so on, but all asphalt-pitch compounds, i.e. all undesirable
chemical compounds formed during exploitation. Re-refining of used oils must not pollute
the enviroment, and the product formed during refining must not have toxcal properties, i.e.
the content of polycyclic biphenyls (PCB) and polycyclic tetraphenils (PCT) must be within
the allwed limits. The process of re-rafining itself is similar to the process of refining basic
oils, and the products formed have similar physical-chemical properties to those of new
basic oils.
The aim of this paper is to find optimal formulation of industrial oil with viscosity gradation
of ISO VG 32 together with the application of recikled (regeneration) basic oil and the
appropriate group of aditives.
Key words: re-rafining, additivs, adsorbents, base stock, turbine oils, oxidation stability,
hidrolytic stability.
[186]
energija
- spre~avanje
formiranja
taloga,
- dobre
deemulzivne
karakteristike,
- dobru za{titu
od korozije i r|e.
Tabela I Uslovi rerafinacije
Tabela II Pregled fizi~ko-hemijskih karakteristika
baznog ulja nakon rerafinacije
Eksperimentalni dio
Eksperimentalni
dio rada se
sastoji iz dva
dijela i to:
- postupak
perkolacije
kori{}enog
turbinskog ulja
iz parne turbine
sa
komercijalnim
adsorbensom, i
- formulacija
novog
turbinskog ulja
od
rerafinisanog
baznog ulja i
paketa aditiva
(PA).
A. Rerafinacija
kori{}enog
maziva
(turbinsko ulje
Tabela III Pregled fizi~ko-hemijskih karakteristika
ISO VG 32)
kori{}enog turbinskog ulja ISO VG 32
Uzorci
kori{}enog
turbinskog ulja
viskozne
gradacije ISO
VG 32 su
tretirani sa
razli~itim
u~e{}em
adsorbensa
(aktivirana glina),
a za
neutralizaciju je
kori{}en
Ca(OH)2, kao {to
je prikazano u
tabeli I.
Vrijeme
kontaktiranja je
bilo 30 (min.) na
temperaturi od
105 ± 5 (°C) uz
intenzivno
mije{anje
pomo}u
mehani~ke
mije{alice 1000 ±
50 (o/min.).
Zatim je izvr{ena
- dobra termi~ka stabilnost,
filtracija, a proizvod je reciklirano
- visoka oksidaciona stabilnost,
(regenerisano) bazno ulje (tabela II) i
- izvrsna hidroliti~ka stabilnost,
filtraciona poga~a kao tehnolo{ki otpad.
[187]
B. Formulacija novog turbinskog ulja
od rerafinisanog baznog ulja i paketa
aditiva (PA)
Uzorci novih turbinskih ulja
pripremljeni su od rerafinisanog baznog
ulja (sa 3%m/m adsorbensa) i paketa
aditiva sa u~e{}em od: 0.4, 0.5 i 0.6
%m/m. Zatim su izvr{ena fizi~kohemijska ispitivanja, a dobijeni rezultati
su prikazani u tabeli IV .
Analizom dobijenih rezultata uo~ava se
da novo turbionsko ulje sa 0.6% m/m
aditiva (PA) ima dobre oksidacione
karakteristike (IP 280) tj. najmani
sadr`aj ukupnih kisilena dok je sadr`aj
taloga neznatno ve}i u odnosu na
uzorak turbinskog ulja sa 0.8 %m/m
(PA), tako|e je pokazao dobre
deemulzivne karakteristike, kao i dobru
sposobnost izdvajanja vazduha, a test
oksidacione stabilnosti ra|en metodom
ASTM D 943 tako|e potvr|uje da
uzorak ispunjava uslove definisane
specifikacijom YUNG M2.050 / ISO
6086.
C. Oksidacione stabilnosti gotovih
turbinskih ulja:
Za ispitivanje efikasnosti kori{}enog
paketa aditiva i recikliranog baznog ulja
kori{}ene su slede}e ispitna metoda: IP
280, ASTM D 943.
Ispitna metoda IP 280 je namijenjena
da daje mjeru tendencije starenja
mineralnih ulja u specifi~nim uslovima
oksidacije. Princip metode je slede}i:
- u uzorka ulja (25 g) se dozira bakarni
i `eljezni naftenat kao katalizator,
- suvi kiseonik prolazi 164 (h) kroz
reakcione tube sa uljem - protok
kiseonika je 1 ± 0.1 (l/h),
- temperatura testa je 120 ± 0.5 (°C)
Stepen pogor{anja se izra`ava kao
totalni oksidacioni produkti (TOP), (%
m/m).
Totalne produkte oksidacije (TOP) ~ine
isparljive kiseline (VA), rastvorljive
kiseline (SA) i sadr`aj taloga (S).
Isparljive kiseline: voda koja je slu`ila
za apsorpciju isparljivih kiselina uz
indikator feolftalein titri{e se sa
alkoholnim rastvorom 0.1MKOH nakon
zavr{etka testa, a izraz je :
Rastvorljive kiseline: prikupi se rastvor
n-heptana nakon filtracije taloga u 500
ml odmjernog suda i dopuni do oznake
n-heptanom. Zatim se odredi 3 (tri)
kiselinska broja sa 100 ml ovog
rastvora, a izraz za prora~un je:
energija
Tabela IV Pregled fizi~ko-hemijskih karakteristika
novih turbinskih ulja u odnosu na zahtjeve
standarda YUNG M2.050 / ISO 6086
Tabela V Prikaz testova oksidacione stabilnosti
novog turbinskog ulja kori{}enjem ispitne
metode IP 280
Tabela VI Paralelni prikaz testova oksidacione
stabilnosti novog turbinskog ulja (kori{}eno
i novoformulisano sa 0.6 %m/m , (PA)
Talog: Smjesu 25 g ostarenog ulja i 300
ml n-heptana ostaviti da stoji 24 sata.
Filtrirati kroz predhodno izvagan gu~
lon~i}. Isprati sa 150 ml n-heptana.
Talog su{iti do konstantne mase (a).
Talog ostao na zidovima tube rastvoriti
u hloroformu, su{iti i vagati (b).
Ukupan talog:
Ra~unanje (TOP-a):
U ovom radu je kori{}ena i
modifikovana metoda IP 280, tj. uzorci
su ispitivani bez prisustva katalizatora
(Cu i Fe- naftenata), dok su ostali
uslovi testa bili nepromijenjeni.
Dobijeni rezultati
su u parcijalnom
obliku prikazani
u tabeli V.
Ispitna metoda
ASTM D 943
(TOST) –
Oksidacioni test
Metoda ASTM D
943 se koristi za
ocjenu
oksidacione stabilnosti inhibiranih ulja
za turbine u prisustvu kiseonika, vode,
metala (Cu i Fe) pri povi{enoj
temperaturi.
Princip metode je slede}i: uzorak ulja
300 (ml) sa 60 (ml) destilovane vode
reaguje sa kiseonikom ~iji je protok
3 ± 0.1 (l/h) u prisustvu Cu-Fe
katalizatora (dupli namotaj) na
temperaturi od 95 ± 0.2 (°C), a test traje
dok vrijednost TAN-a ne dostigne 2
(mgKOH/g) ili vi{e, dok broj sati do
dostizanja 2 (mgKOH/g) predstavlja
vijek/vrijem oksidacije. Za pra}enje
testa svake sedmice se uzima uzorak
test ulja od 3 (ml) iz oksidacione }elije
sa kondenzatorom, a po potrebi se
dodaje destilovana voda da bi se
odr`avao nivo ulja.
D. Hidroliti~ka stabilnost, ASTM D 2619
Pod pojmom hidroliti~ke stabilnosti
podrazumijeva se otpornost ulja i
aditiva da stupaju u hemijske reakcije
sa vodom. Tom prilikom dolazi do
[188]
njihove dekompozicije, vezanja sa
vodom i talo`enja. Hidroliza aditiva je
pra}ena smanjenjem njihove
koncentracije u ulju a samim time
dolazi do smanjenja sposobnosti
obavljanja potrebnih funkcija. Princip
ove metode je slede}i: uzorak od 25 g
ulja se pomije{a sa 25 g destilovane
vode zatim se postavi ispitna plo~ica od
Cu u COLA bocu koja se zatvori. Boca
rotira 48 h u termostatu na temperaturi
od 93 ± 0.5 (°C). Nakon testa talog se
odvaja, nerastvorni dio vagamo. Mjeri
se promjena na bakru. Odre|uje se
promjena viskoznosti i kiselinskog
broja uzorka, kao i promjena kiselosti
vodenog sloja.
E. Test r|anja , ASTM D 665
Princip metode je slede}i: uzorak ulja
300 (ml) koji se testira pomije{a se sa
destilovanom vodom 30 (ml) ako se
koristi metod A ili sintetska morska
voda (metod B). U ovu mje{avinu uroni
se test {ipka od ~elika ~iji je sastav
definisan ovim standardom. Test se uz
mije{anje od 1000 ± 50 (o/min.)
provodi na temperaturi od 60 ± 1 (°C)
u trajanju od 4 (h). Promjene koje su
nastale na {ipki na kraju testa uo~avaju
se kao ¨znaci r|anja¨ do ¨odre|enog
stepena¨. Ovaj test se provodi paralelno
na dva ista uzorka da bi se utvrdilo da li
neko ulje ima prolaz ili nema.
U ovom radu je kori{}en ¨metod A¨.
Kao {to se vidi iz tabele IV, na svim
energija
Slika 1 Oksidaciona stabilnost kori{}enog
turbinskog ulja prema metodi ASTM D 943
podvrgnut ekstrakciji
sa pogodnim
rastvara~ima (npr.
furfurol, NMP) u
laboratorijskim
uslovima.
III. Komentar
Na osnovu dobijenih
rezultata ispitivanja
fizi~ko-hemijskih
karakteristika
kori{}enog turbinskog
ulja viskozne
gradacije ISO VG 32
uo~ava se da ulje ne
odgovara zahtjevima
navedenim u
specifikaciji YUNG
M2.050 te se mo`e
tretirati kao kori{}eno
ulje, (Tabela II).
Primjenom
standardnog testa
Slika 2 Oksidaciona stabilnost novoformulisanog
laboratorijskog
turbinskog ulja sa 0.6 %m/m (PA) i
ispitivanja metodom
kori{}enog turbinskog ulja prema metodi
IP 280 uo~ava se
ASTM D 943
visok sadr`aj ukupnih
kiselina, kao i visok
sadr`aj taloga.
Standardni test
ASTM D 943
pokazuje da se
vrijednost kiselinskog
broja od 2
(mgKOH/g) dosti`e
za 660 (h), {to
ukazuje na malu
oksidacionu rezervu,
(slika 1).
Pra}enjem testa
oksidacione
stabilnosti metodom
IP 280 uo~ava se da
uzorci
Tabela VII Pregled testova hidroliti~ke stabilnosti
novoformulisanih
turbinskih ulja sa
peketom aditiva (PA)
i recikliranog
kori{}enog turbinskih
ulja tretiranog sa 3 (%
m/m) adsorbensa daju
ni`i sadr`aj produkata
oksidacije ako je
u~e{}e paketa aditiva
0.6 % m/m.
Tako|e se
novoformulisanim uzorcima turbinskog kori{}enjem test metode ASTM D 943
vidi da novoformulisano ulje ima
ulja viskozne gradacije ISO VG 32 test
visoku oksidacionu stabilnost, jer je
r|anja prolazi.
vrijeme dostizanja vrijednosti
F. Tretman filtracione poga~e:
kiselinskog broja od 2 (mgKOH/g)
Rerafinacijom kori{}enog turbinskog
iznad propisanih relevantnih
ulja sa komercijalnim adsorbensom
specifikacija, (slika 2).
nastaje filtraciona poga~a, a koja se
Rezultati ispitivanja hidroliti~ke
tretira kao tehnolo{ki otpad (opasan
stabilnosti metodom ASTM D 2619
otpad). Dakle, neophodno je adekvatno
novih turbinskih ulja pokazuju da novo
zbrinjavanje iste. U cilju re{enja ovog
turbinsko ulje sa 0.6 %m/m (PA) ima
problema dobijeni tehnolo{ki otpad je
vrlo malu promjenu viskoznosti, ni`u
[189]
vrijednost kiselinsnkog broja vodenog
rastvora, ne pokazuje sklonost ka
stvaranju taloga, ne pokazuje gubitak
Cu. Provedeni test r|anja (metodom
ASTM D665. A) na novoformulisanim
turbinskim uljima konstatovano je da na
obe test {ipke nema tragova r|anja tj.
nisu uo~ene promjene boje, nije bilo
formiranih rupica niti neravnina. Dakle,
novoformulisana ulja su zadovoljila
(pro{la) test.
Va`no je napomenuti da se zauljena
filter poga~a i pored toga {to se tretira
kao tehnolo{ka otpad mo`e iskoristiti
kao obnovljivi i alternativni izvor
energije s obzirom da se toplotna mo}
nalazi na granici izme|u lignita i mrkog
uglja.
Zauljena poga~a se tako|e mo`e
reciklirati spaljivanjem, a zaostali pepeo
`ari na temperaturi od 450 do 900 (°C).
IV. Zaklju~ci
1. Najbolje fizi~ko-hemijske
karakteristike regenerisanog baznog
ulja posti`u se kori{}enjem 3
(%m/m) komercijalnog asdsorbensa
uz 1 (% m/m) Ca(OH)2.
2. Na osnovu rezultata ispitivanja
fizi~ko-hemijskih karakteristika
mo`emo zaklju~iti da se sa 3
(%m/m) adsorbensa posti`e: (dobar
indeks viskoznosti, ve}a sposobnost
otpu{tanja vazduha, dobre
deemulzione karakteristike, dobra
oksidacionu stabilnost, ni`i kiselinski
broj,... ).
3. Rezultati pokazuju da se sa u~e{}em
od 0.6 (%m/m) paketa aditiva u
formulaciji turbinskog ulja viskozne
gradacije ISO VG 32 posti`u
optimalne karakteristike ulja.
4. Rezultati ispitivanja hidroliti~ke
stabilnosti metodom ASTM D 2619
potvr|uju efikasnost ispitivanog
paketa aditiva kao i izbora
recikliranog baznog ulja.
5. Recikla`om zauljene filtracione
poga~e posti`e se ne samo
ekonomski nego i ekolo{ki efekat jer
zauljena filter poga~a sadr`i oko 50
% vezanih ugljovodonika.
6. Provedeni testovi r|anja na
novoformulisanim turbinskim uljima
su pokazali da je ispitivani paket
aditiva djelotvoran bez obzira na
u~e{}e.
7. Postupkom dekolaracije kori{}enih
turbinskih ulja sa adsorbensima
dobijaju se reciklirana bazna ulja
koja se po svojim fizi~ko-hemijskim
karakteristikama veoma blizu
baznim uljima iz nafte.
8. Rerafinacija kori{}enog ulja
ostvaruje se sa jedne strane u{teda u
sirovinama i energiji, a sa druge
strane smanjuje se koli~ina opasnog
otpada, {to zna~ajno doprinosi
energija
o~uvanju `ivotne sredine. To su
upravo i osnovni razlozi za{to se
recikliranje (rerafinacija) kori{}enih
ulja zadnje decenije poklanja
posebna pa`nja.
M. \urovi} Petrovi}, Ministarstvo nauke
D. [umarac, R. Mandi}, S. ^ori},
A. [arki}, N. Kordi} Dikovi}, Gra|evinski fakultet
N.Tri{ovi}, Ma{inski fakultet
D. Ivani{evi}, Institut IMS, Beograd
UDC: 697.12.05 : 692.4].003
V. Literatura
[1] Slobodan M. Sokolovi}
"Tehnologija proizvodnje i primena
te~nih
maziva" TMF Novi Sad,
1998.
[2] T. Boti}, P Dugi}, M. Petkovi}, Z.
Petrovi} "Ispitivanje mogu}nosti
hidrorafinacije kori{tenog motornog
ulja uz upotrebu NiO-MoO3/Al2O3
katalizatora" Soko Banja, 2007.
[3] K. Petrovi}, M. Or{i} i V.
[temberger "Prilog ispitivanju uticajnih
faktora na oksidacionu stabilnost
industrijskih ulja", stru~ni rad,
1982.
[4] M. Petkovi}, V. Petkovi}, P. Dugi},
M. Maksimovi}, "Regeneracija
kori{}enog turbinskog ulja sa doma}im
adsorbensom", Savjetovanje
energeti~ara, Energetika 2007. Zlatibor.
[5] R.Te{anovi}, Neutralizacija i
recikla`a zaauljene filtracione poga~e,
ELECTRA III Herceg Novi, 2004.
[6] ASTM D 943
[7] ASTM D 2619
[8] ASTM D 665
[9] YUNG 2003/ISO8068
Mogu}e u{tede primenom
energetski efikasnih
gra|evinskih materijala za
omota~e potkrovlja
Rezime
Zbog nedostatka stanova, zahvaljuju}i zakonskim re{enjima koja su to
omogu}avala, mnogi podstanari su svoje stambeno pitanje re{avali adaptacijom
tavanskih prostora, ili nadzi|ivanjem postoje}ih zgrada. Nadzi|ivanja od jednog
nivoa naj~e{}e su ra|ena od drvenih konstrukcija sa minimalnom termi~kom
izolacijom, naj~e{}e sa jednim slojem od 5 cm mineralne vune i op{ivena limom.
Sli~na je situacija i sa adaptiranim stambenim jedinicama u samim krovovima.
Takva potkrovlja su prave energetske rupe i najve}i potro{a~i energije. U radu se
upore|uju dva tipi~na potkrovlja na jednoj istoj lokaciji, jedno ura|eno savremeno
u 2006.godini, sa zadovoljavaju}om termi~kom za{titom zidova i savremenim PVC
prozorima i drugo ura|eno 80 tih godina sa velikim termi~kim gubicima.. Rezultati
su tako|e potvr|eni i snimcima dobijenim termovizijskom kamerom.
Abstract
Because of lack of cheep apartments and because of law solutions, a lot of people
adopted attics to solve residential needs. Attics made above flat roofs are built
from light wooden structure with minimal thermal isolation, usually with one layer
of 5 cm of mineral wool and protected by metal sheet. Similar situation is with
attics adopted in the roofs itself. Those attics are energetic wholes and objects with
largest energy losses. In the paper two attics are compared. One, reconstructed in
2006. with satisfactory thermal protection and excellent PVC windows and the
second, old one, built in the eighties with a large thermal looses. Results were
approved using thermo-vision camera.
Key words: attic, measurement, temperature, energy losses.
1. Uvod
U Srbiji se naj~e{}e u samom
tavanskom prostoru adaptiraju
stambene jedinice sa ugra|enim
krovnim prozorima tzv. krovnim
bad`ama (slika 1a) koje se izra|uju da
bi se izbegli prozori u krovnoj ravni ili
nadzi|ivanjem, naj~e{}e ravnih krovova
(slika 1b). Sva potkrovlja su ra|ena od
lakih materijala, drvene konstrukcije
Slika 1 Tipi~na potkrovlja: a) sa krovnim bad`ama, b) dobijena
nadzi|ivanjem ravnog krova
A
[190]
B
energija
op{ivene limom, i sa jednim slojem
mineralne vune, debljine 5cm.
U ovom radu su prikazane mogu}e
u{tede energije primenom boljeg
termoizolacionog omota~a potkrovlja
upore|ivanje podataka dobijenim
merenjima na demonstracionom objektu
sa propisanim uslovima, kao i analiza
njihovog uticaja na energetsku
efikasnost objekta. Predvi|eno je
dobijanje rezultata u smislu:
- uticaja ugradnje neadekvatnih prozora
i vrata na pove}anje toplotnih
(linijskih gubitaka);
- uticaja lo{e izvedenih
termoizolacionih radova i primenjene
vrste termoizolacije na smanjivanje
energetske efikasnosti objekta, sa
posebnim naglaskom na potkrovlja;
- uticaja grubih i sistemskih gre{aka pri
izvo|enju radova na potro{nju
toplotne energije u stanju
eksploatacije stambenih objekata
odnosno potkrovlja;
- upore|ivanje propisanih i izvedenih
mera za smanjivanje toplotnih
gubitaka, kao mogu}nosti njihovog
korigovanja na ve} izvedenim
objektima;
- revizije zakonske i tehni~ke regulative
u cilju projektovanja i izgadnje novih
energetski efikasnih gra|evinskih
objekata kao i rekonstrukcija
postoje}ih.
2. Merenja
Izvr{ena su uporedna merenja na
objektu na mestima gde je izvr{eno
pobolj{anje termi~ke za{tite (zamena
prozora i zaptivanje na mestima gde je
ispoljeno produvavanje) i na mestima
gde nije izvr{eno pobolj{anje, u periodu
od jedne meteorolo{ke godine. Prvo
potkrovlje je bez adekvatne termi~ke
za{tite ,a drugo je rekonstruisano po
svim standardima energetski efikasnih
objekata.
Staro potkrovlje je ra|eno 1987.g. Na
njemu nisu vr{ene nikakve
rekonstrukcije. Stan na kojem je
izvr{eno ispitivanje je du`i niz godina u
eksploataciji. Zbog nemogu}nosti
kvalitetnog zaptivanja svih
ventilacionih i ostalih otvora koji
negativno uti~u na merenje,
ispitivanjem nije obuhva}en ceo stan
ve} samo spava}a soba. Prozori su
drveni sa dvostrukim staklom, a
ugra|eni su u bad`e. Drveni okviri su u
dosta lo{em stanju. Krovne bad`e su
izra|ene od drvene konstrukcije sa
slojem ter papira spolja i unutra i
jednostrukim slojem mineralne vune od
5cm (slika 2). Daske koje su se nalazile
prema unutra{njosti stana su se rasu{ile
sa velikim prorezima izme|u njih {to je
davalo velike ventilacione gubitke. Sa
spolj{nje strane bad`a bio je lim dosta
dobrog kvaliteta. Gra|evinska stolarija
je sa drvenim okvirom, sa
termoizolacionim staklom. Stolarija je
sa spolja{njim drvenim `aluzinama.
Proizvo|a~ stolarije je nepoznat. U sobi
se nalaze dva prozora i oba su ugra|ena
u "bad`e". "Bad`e" su spolja op{ivene
limom, a iznutra drvenom lamperijom.
Povr{ina sobe:
P = 12,55 m2,visina
prostorije:
H = 2,59 m,efektivna
zapremina:
V = 32,50 m3.
Priprema ispitivanja u skladu sa JUS
U.J5.100 (1983).
Datum ispitivanja:
2005-09-30
po~etak ispitivanja:
12:00 h
zavr{etak ispitivanja:
13:30 h.
Srednji (period merenje) meteorolo{ki
podaci (u 12:00 h):temperatura
vazduha: 16 oC, relativna vla`nost
vazduha: 55 %, vetar: JZ, 1 m/s,
vazdu{ni pritisak: 998 mbar.
Rekonstrukcija bad`a obuhvatila je
postavljanje sa spolja{nje strane
stiropora od 5cm i vodootpornog
maltera (slika 3). Sa unutra{nje strane
postavljen je sloj od 2 cm stiropora, a
preko njega umesto lamperije su gips
kartoni. U sobi se nalaze dva prozora i
oba su ugra|ena u "bad`e". "Bad`e" su
rekonstruisane. Sa spolja{nje strane lim
je za{ti}en stiroporom i vodootpornim
malterom, a iznutra je drvena lamperija
zamenjena gips-kartonskim plo~ama.
Gra|evinska stolarija je sa okvirom od
PVC petokomornih profila, sa
dvostrukim termoizolacionim staklom.
Stolarija je bez roletni. Proizvo|a~
stolarije AWS – Beograd, a proizvo|a~
profila je poznata nema~ka firma KBE.
Povr{ina sobe:
P = 12,55 m2, visina
prostorije:
H = 2,59 m.,efektivna
zapremina:
V = 32,50 m3.
Priprema ispitivanja u skladu sa JUS
U.J5.100 (1983).
Datum ispitivanja:
2004-04-27
po~etak ispitivanja:
11:00 h
zavr{etak ispitivanja:
11:30 h.
Srednji (period merenja) meteorolo{ki
podaci (u 12:00 h):
temperatura vazduha:
21 oC
relativna vla`nost vazduha:
48 %
vetar:
I, 1 m/s
vazdu{ni pritisak:
996 mbar.
Ovaj put nisu vr{ena nikakva dodatna
zaptivanja "bad`a" i prozora tako da su
merenjem obuhva}eni ukupni
ventilacioni gubici (ventilacioni gubici
na prozorima, kao i eventualni
ventilacioni gubici na "bad`ama" koji
su pre rekonstrukcije bili dominantni).
2.1 Rezultati merenja
ventilacionih gubitaka
Merenja i analiza rezultata vr{eni su na
osnovu JUS U.J5.100 (1983) - Toplotna
tehnika u visokogradnji - VAZDU[NA
PROPUSTLJIVOST STANA;Korekcija
s obzirom na uticaj temperature je u
skladu sa LAB 08-2-08-05 i LZ 254.
Merena je zapremina izvu~enog
vazduha iz prostorija pri podpritisku od
50 Pa, u toku 5 minuta. Izvr{ena su po
tri merenja u svakom potkrovlju.
Pritisak je kontrolisan u prostorijama i
izvan njih. Kontrolisana je srednja
temperatura. Broj izmena vazduha u
prostorijama dobijen je kao koli~nik
zapremine izvu~enog vazduha iz
prostorije i efektivne zapremine
Slika 2 Krovne bad`e pre rekonstrukcije
Slika 3 Krovne bad`e posle rekonstrukcije i u toku rekonstrukcije
[191]
energija
Slika 5 Oblaganje PVC
folijom lamperije
Slika 4 Oprema za ispitivanje
Tabela 1 Rezultati merenja na starom potkrovlju
Tabela 2. Rezultati merenja na rekonstruisanom potkrovlju
prostorije. Na starom potkrovlju nije ni
bilo mogu}e izvr{iti merenje dok se nije
izvr{ilo oblaganje lamperije PVC
folijom (slika 5).
Rezultati merenja na starom potkrovlju
dati su u tabeli 1.
Osnovni elementi ure|aja za ispitivanje
su (slika 4): ventilator za isisavanje,
kapaciteta 1000 m3/h, ure|aj za merenje
koli~ine isisanog vazduha, sa
kalibrisanom mernom cevi,
diferencijalni elektronski
mikromanometar, monta`ni panel za
monta`u na ulazu u prostoriju, digitalni
termometar.
Dakle broj srednjih izmena je bio 15.5.
na ~as, iako je izvr{eno oblaganje
lamperije PVC folijom. To je 5 puta
vi{e od dozvoljenog broja izmena po
propisima. Rezultati merenja na
rekonstruisanom potkrovlju dati su u
tabeli 2. Iz tabele 2 se jasno vidi da je
posle oblaganja bad`a i posle ugradnje
savremenih PVC prozora marke KBE,
broj izmena vazduha u toku jednog sata
smanjen na 0.5, {to je izvanredan
rezultat.
Koli~ina toplote koja se u jedinici
vremena mora nadoknaditi Q [J/h] usled
.
protoka vazduha mase m [kg/h] u
jedinici vremena, mo`e se izraziti na
slede}i na~in
(1)
gde je n [1/h] broj izmena vazduha u
prostoriji na sat, ρ [kg/m3] gustina
vazduha, V [m3] zapremina prostorije,
cp [J/(kgK)] specifi~na toplopta vazduha
pri konstantnom pritisku,
ΔT [K] razlika unutra{nje i spolja{nje
temperature u zimskom periodu. Na
osnovu izraza (1) odre|uju se specifi~ni
toplotni gubici q [J/m2h], tj. toplotni
gubici po jedinici korisne povr{ine S, i
oni iznose
(2)
gde je h visina prostorije. Ako se
prostorija greje s [h/d] sati dnevno i d
[d/a] dana godi{nje i kada se sa J pre|e
na kWh dobija se
(3)
Po{to je u Beogradu, prema podacima
Beogradskih elektrana, s=16 h/d , broj
dana u toku kojih se greje godi{nje d=160
d/a i DT=5 K, iz izraza (3) se dobija
(3)
[192]
Uo~ava se da su toplotni gubici usled
razmene vazduha zna~ajni, kada se
uporede sa 100 kWh/m2a, {to
predstavlja karakteristi~nu vrednost
ukupnih specifi~nih toplotnih gubitaka.
Smanjivanjem broja izmena vazduha sa
(5-6) 1/h na vrednost koju dozvoljava
standard od 2 1/h, mogla bi da se
postigne velika u{teda energije.
2.2 Rezultati merenja
termovizijskom kamerom
Snimanje je izvr{eno po sun~anom
prohladnom danu u jutarnjim satima,
14.04.2006. kada su Beogradske
elektrane jo{ uvek isporu~ivale toplonu
energiju, tako da se temperaturne
razlike spoljne i unutra{nje temperature
bile velike, pa su uslovi snimanja bili
idealni. Spolja{nja temperatura vazduha
iznosila je 5 oC. Snimci termovizijskom
kamerom dati su na slici 6 i slici 7 za
staro i novo potkrovlje, za prozor u
dnevnoj sobi, kao i u tabelama 3. i 4.
Sa snimaka se vidi da je temperatura
stakla uz donju ivicu kod prozora starog
potkrovlja L5=18.65oC, dok je
tempreratura stakla uz donju ivicu kod
prozora rekonstruisanog potkrovlja
L2=21.75oC, {to zna~i da je razlika u
temperaturi oko 3oC. Dakle, novi
prozori imaju bolje karakteristike u
smislu termi~ke izolacije.
Posebno je interesantno pore|enje
termovizijskih snimaka sa spolja{nje
strane na prozoru starog (slika 8) i
rekonstruisanog (slika 9) potkrovlja,
kao i u tabelama 5 i 6. Sa snimaka se
vidi da je temperatura stakla kod
prozora starog potkrovlja A4=15.28oC,
dok je tempreratura stakla kod prozora
rekonstruisanog potkrovlja
A4=11.93oC, {to zna~i da je razlika u
temperaturi oko 4oC. Dakle, novi
prozori imaju bolje karakteristike u
smislu termi~ke izolacije, odnosno
hladniji su spolja. To zna~i da se manje
energije gubi kod potkrovlja sa PVC
prozorima. Ista je situacija i sa {tokom.
Temperatura {toka kod starog
potkrovlja (drveni {tok) je A2=18.31oC
a kod PVC {toka je A2=14.79oC. Dakle
ista je tendencija kao i kod prozorskog
stakla. Vi{e energije se gubi kod
drvenih prozora.
Upore|ivanjem plafona iznad prozora
bad`a jasno se uo~ava prednost
rekonstruisanih bad`a. Snimci
termovizijskom kamerom dati su na
slici 10 i slici 11 za staro i novo
potkrovlje, za plafon iznad prozora, kao
i u tabelama 7 i 8. Sa snimaka se vidi
da je temperatura drvenog plafona od
lamperije starog potkrovlja
A1=20.98oC i A2=21.60oC, dok je
tempreratura plafona od gips kartona
rekonstruisanog potkrovlja A1=22.92oC
i A2=22.96oC, {to zna~i da je
rekonstruisano potkrovlje toplije.
energija
Slika 6 Snimak termovizijskom kamerom prozora
u starom potkrovlju
Slika 7 Snimak termovizijskom kamerom prozora
u novom potkrovlju
Tabela 3 Rezultati merenja na prozoru starog potkrovlja
A1 – prozorsko staklo; A2 – prozorski ram (donja ivica); A3 – prozorski ram (desna ivica);
A4 – zid desno od prozora; A5 – zid ispod prozora;L1 – {tok (donja ivica); L2 – {tok (desna ivica);
L3 – prozorsko staklo (uz desnu ivicu rama);L4 – {tok (donji desni ugao); L5 – prozorsko staklo (uz
donju ivicu rama);P1, P2 – zid (desno od prozora); P3 – radijator; P4 – zid iznad radijatora
Tabela 4 Rezultati merenja na prozoru rekonstruisanog potkrovlja
A1 – prozorsko staklo; A2 – prozorski ram (donja ivica); A3 – {tok (donja ivica);A4 – prozorski
ram (desna ivica); A5 – {tok (donji levi ugao);L1 – prozorsko staklo (uz levu ivicu rama); L2 –
prozorsko staklo (uz donju ivicu rama);L3 – {tok (leva ivica); L4 – zid ispod prozorskog parapeta;
L5 – prozorsko staklo (uz desnu ivicu rama);P1 – {tok (donji desni ugao); P2 – zid, levo od prozora;
P3 – zid iznad radijatora
Dakle, na ovom merenju se vidi
doprinos zaptivanja i izolacije bad`a.
Na kraju pore|enjem snimaka sa vrata,
dobijaju se rezultati koji imaju istu
tendenciju kao i prethodni. Recimo,
{tok drvenih vrata na starom potkrovlju
ima temperaturu A4=18.97oC, dok je
temperatura {toka kod PVC vrata
[193]
L1=19.16oC. Dakle, kod
rekonstruisanog potkrovlja je vi{a
temperatura.
3. Procena ostvarenih
energetskih u{teda ili pove}anja
energetske efikasnosti
Na osnovu rezultata ispitivanja
ventilacionih gubitaka, izvr{ien je
prora~un uticaja broja izmena vazduha
na potro{nju energije. U narednom
prora~unu je prikazana mogu}nost
ostvarivanja energetskih u{teda na
osnovu izmerenih rezultata i
merodavnih podataka Beogradskih
elektrana.
Koli~ina toplote koja se u jedinici
Q [J/h] usled
vremena mora nadoknaditi
.
protoka vazduha mase m [kg/h] u
jedinici vremana, izra`ena na slede}i
na~in:
(1)
gde su
cp = 1000 J/(kgK), spefi~na toplota
vazduha pri konstantnom pritisku
ΔT [K], temperaturska razlika spolja i
unutra u zimskom periodu
n [1/h], broj izmena vazduha u
prostoriji na sat
V[m3], zapremina stana
a[m], b[m], h[m], dimenzije stana
M=0,029 kg/(molK), molarna masa
vazduha
p=101000 Pa, normalan pritisak
T=293 K, temperatura u prostoriji
zimi
R=8,314 J/(molK), univerzalna gasna
konstanta
ρ=ρM/RT=1,2 kg/m3, gustina vazduha
pri navedenim uslovima
Na osnovu (1) mogu se odrediti
specifi~ni gubici toplote q [J/m2h] (tj.
energija
Slika 8 Termovizijski snimak prozora sa spolja{nje
strane na terasi starog potkrovlja
Slika 9 Termovizijski snimak prozora sa spolja{nje
strane (sa terase) rekonstruisanog potkrovlja
Tabela 5 Rezultati merenja na prozoru starog potkrovlja sa spolja{nje strane
(3)
A1 – zid levo od prozora;A2 – {tok (desna ivica);A3 – prozorski ram (desna ivica);A4 – prozorsko staklo
Tabela 6 Rezultati merenja na prozoru rekonstruisanog potkrovlja sa
spolja{nje strane
A1–zid pored prozora;A2–prozorski ram(desna ivica);A3–prozorski ram(donja ivica);A4– prozorsko
staklo;L1–prozorsko staklo(uz desnu ivicu rama);L2–prozorsko staklo(uz donju ivicu rama)
gubici po jedinici korisne povr{ine,
S=ab) na slede}i na~in
(2)
Ako se prostorija greje s sati dnevno
[h/d] i d dana godi{nje [d/a] i kada se sa
J pre|e na kWh, vode}i ra~una da je
1 J = (10-3/3600) kWh,
jedna~ina (2) postaje:
Slika 10 Plafonu iznad prozora starog potkrovlja
[194]
Iz izraza (3) vidi se da specifi~na
potro{nja zavisi od broja izmena
vazduha (n), visine prostorije (h), broja
sati u toku kojih se dnevno greje (s)
broja dana u toku godine kada se greje
(d) i od temperaturske razlike (ΔT).
Da bi se stekla samo vrlo gruba ideja o
tome kolika se energija gubi izmenama
vazduha usvoji}emo da je visina stana
h=3m. Na osnovu podataka
Beogradskih elektrana mo`e se
pribli`no uzeti da je broj sati grejanja
dnevno s=16h/d, da je broj dana u toku
kojih se greje godi{nje d=160d/a i da je
srednja temperaturska razlika ΔT=5K.
Kada se ovi podaci unesu u izraz (3)
dobija se zavisnost q(n)
(4)
Slika 11 Plafon iznad prozora rekonstruisanog potkrovlja
energija
Tabela 7 Rezultati merenja na plafonu starog potkrovlja
A1 – drveni plafon iznad vrata (levi deo);A2 – drveni plafon iznad vrata (desni deo)
Tabela 8 Rezultati merenja na plafonu rekonstruisanog potkrovlja
A1 – plafon iznad vrata (levi deo);A2 – plafon iznad vrata (desni deo)
Slika 12 Vrata prema terasi starog potkrovlja
Slika 13 Vrata prema terasi novog potkrovlja
Tabela 9 Rezultati merenja na vratima starog potkrovlja
A1 – staklo na vratima; A2 – zid levo od vrata (donji deo); A3 – prozorski ram (desna ivica); A4 –
{tok (desna ivica); A5 – zid levo od vrata (gornji deo);L1 – prozorsko staklo (uz desnu ivicu
rama);L2 – prozorski ram (desna ivica);L3 – {tok (leva ivica); L4 – zid desno od vrata (donji deo);
L5 – zid desno od vrata (gornji deo)
Tabela 10 Rezultati merenja na vratima novog potkrovlja
A1 – zid levo od vrata;A3 – zid desno od vrata;A4 – zid iznad vrata; L1 – {tok (leva ivica);L2 –
okvir vrata (leva ivica);L3 – {tok (gornja ivica);L4 – okvir vrata (gornja ivica);L5 – {tok (desna
ivica)
Merenjem je ustanovljeno da je broj
izmena vazduha sa n=15,5 spao na
rekonstruisanom potkrovlju na n=0,5
{to je izvanredan rezultat, jer je daleko
manji od dozvoljene vrednosti broja
izmena vazduha koja prema standardu
[195]
JUS U.J5.100 iznosi 2. Iz (4) se vidi
koliki su specifi~ni toplotni gubici u
jednom, drugom i tre}em slu~aju kao
posledica samo toplotnih gubitaka usled
razmene vazduha. Ove vrednosti treba
porediti sa 100 kWh/m2 a, {to
predstavlja po`eljnu vrednost ukupnih
specifi~nih toplotnih gubitaka. Vidi se
da su toplotni gubici usled razmene
vazduha vi{e nego zna~ajni i da bi
njihovim smanjivanjem mogla da se
postigne velika u{teda energije.
4. Zaklju~ak
Mere koje su preduzete na objektu
(zamena prozora i rekonstrukcija bad`a)
direktno su uticale na smanjivanje
toplotnih gubitaka kroz povr{ine
omota~a, a samim tim su zna~ajno
popravile toplotnu situaciju u stanovima
u kojima se vr{e merenja. Zna~ajno
smanjivanje broja izmena vazduha
unutar objekta su svakako faktor koji
uti~e na smanjivanje toplotnih gubitaka,
a samim tim i na ve}u energetsku
efikasnost postoje}ih objekata.
Na osnovu ovih merenja, pre svega
ventilacionih gubitaka, mo`e se
zaklju~iti da su potkrovlja prave
termi~ke rupe u omota~ima zgrada,
ukoliko nisu adekvatno termi~ki
izolovana. U ovom primeru nije bilo
mogu}e ni izmeriti ventilacione gubitke
dok bad`e nisu bile oblo`ene dodatnom
PVC folijom. Postavljanje novih PVC
prozora doprinelo je povi{enju srednje
temperature prozorskog stakla za ~ak
3oC. Dodatno oblaganje bad`a spolja
stiroporom rabic mre`om i malterom,
kao i dodatni stiropor od 2 cm sa
unutra{nje strane sa gips kartonima
doprineli su, zajedno sa ugradnjom
novih prozora, da ventilacioni gubici
spadnu sa 15.5 izmena po satu na
svega 0.5 izmena po satu.
Vrlo je va`no da isporu~ioci toplotne
energije uvedu tarifni sistem za grejanje
po{to je to jedini put ka izgradnji
energija
energetski efikasnosnih objekata. Samo
ako korisnici usluga budu pla}ali realno
utro{enu energiju, ima}e motiva i da je
{tede kroz ugradnju novih prozora i
adaptaciju fasada.
Ispitivanja su pokazala da je neophodno
pre svake intervencije na postoje}im
objektima izvr{iti odgovaraju}a merenja
ventilacionih gubitaka, merenje toplotne
otpornosti kao i snimanja
termovizijskom kamerom. Na osnovu
toga proceniti da li je i koja je
intervencija na zgradi potrebna.
Ministarstvo nauke i za{tite `ivote
sredine je ve} pomoglo finansiranjem
projekta ev.br. 250024 , ~iji su rezultati
prikazani u ovom radu. Pored toga,
autori o~ekuju i fomalnu podr{ku u
Ministarstvu za infrastrukturu da se
usvoji Predlog dopune Pravilnika o
sadr`ini i na~inu vr{enja tehni~kog
pregleda objekata i izdavanju
upotrebne dozvole iz 2003. godine, a
koji }e uvesti obavezna ispitivanja na
energetsku efikasnost tako {to }e se u
~l.10. stav 1 iza ta~ke 2) dodati nova
ta~ka 3) koja glasi:,,3) energetske
efikasnosti objekata, merenjem
ventilacionih gubitaka.,,.U EU gde su
na snazi ovakve mere i gde su merenja
zaptivenosti, pre svega prozora,
obavezna, potro{nja energije iznosi
60 KWh/m2 , dok u na{oj zemlji ta
potro{nja i do 3 puta ve}a.
5. Literatura
1. [umarac D., Georgijevi} V., ]ori} S.,
An|elkovi} M., Stankovi} S., Dikovi}Kordi} N., Vasiljevi} P., \urovi}Petrovi} M.: Energetski gubici zgrada,
36 KGH Kongres, Beograd, 2005.
2. [umarac D., Mandi} R., Tri{ovi} N.,
Petrovi}-\urovi} M., Dikovi}-Kordi}
N., Ivani{evi} D., Predojevi} B.:
Energetski gubici potkrovlja, 37 KGH
Kongres, Beograd, 2006.
3. [umarac, D.: A Solution of the Two
Dimensional Thermoelasticity Problem
by the Finite element Method, Proc.
Numerical Methods in Thermal
Problems, Vol. IV, Ed. R.W. Lewis, K.
Morgan, Pineridge Press, Swansea,
1985, p.1248.
\urovi}-Petrovi} M., Stevanovi} @., Ili} G., Kozi} \.,
Gavrilovi} D., Nikezi} Z., Stevanovi} @. @., Studovi} M.
UDC: 696.45 : 697.1/.9
Multidisciplinarni koncept
zgradarstva - in`enjering
izgra|ene sredine
Rezime
Istra`ivati izgra|enu sredinu je poseban izazov. U slede}ih pet godina, polovina
svetske populacije `ive}e u urbanoj sredini provode}i 90% svog vremena u
zgradama. Ovaj prelaz ka izgra|enoj sredini uz planiranje, projektovanje,
izgradnju i upravljanje zgradama ima}e presudan uticaj na zdravlje, sigurnost i
produktivnost svetske populacije. Osim toga, po{to energija za zagrevanje i
klimatizaciju zgrada u zemljama u razvoju predstavalja skoro polovinu ukupne
energije dobijene iz fosilnih goriva, na{a gradnja je klju~ o~uvanja izvora energije
i brzine kojom dolazi do globalnih klimatskih promena.
Svi ovi izazovi prelaze granice tradicionalnih ve{tina i profesionalnih metoda.
Slede}a generacija stru~njaka }e ste}i sposobnost da usko sara|uje sa
stru~njacima razli~itih profila kako bi savladala ove izazove.
Abstract
It is a particularly challenging time to research the built envirinment.Within five
years, half the world, s population will be urban dwellers spending 90 % of their
time in buildings.This move into the built environment plus how we plan, design,
construction and operate our buildings will have a major affect on the health
comfort, safety and productivity of the worlds populations.In addition, since
conditioning the environment in buildings accounts for almost half of the fossil
fuelled energy we use in developed countries, our built stock is key to our security
of energy supply and the rate at which global climate change will occur.
All these challenges cross the boundaries of traditional disciplines and
professional routes. The next generation of professional will require an ability to
work much more closely with different disciplines and proffesionals it these
challenges are to be met.
1.Izgra|ena sredina - put napred
Nova regulativa o energiji poput EU
Direktive o energetskim performansama
zgrada(EPBD)
zajedno sa rastom
cena goriva, ~ine da stvaranje idealne,
zdrave, produktivne i komforne sredine
u zgradama bude sve ve}i izazov,
smanjivanjem kori{}enja fosilnih goriva
u cilju ostvarivanja odr`ive globalne
sredine. Najzdravija sredina }e biti ona
koja „sve`im“ spolja{njim vazduhom
raspr{uje zaga|iva~e stvorene unutra.
Me|utim, kondicioniranje ovog
vazduha do prijatne unutra{nje
temperature koristi zna~ajnu koli~inu
energije i u dobro izolovanim zgradama
mo`e ~initi najve}i deo utro{ene
energije. Koji je ta~an nivo i metod
[196]
ventilacije koji predstavlja pravi odnos
efikasnosti i ne{kodljivosti? Na
odre|enom nivou ovakva vrsta
problema je ~isto tehni~ka i za nju ve}
postoje re{enja. Pravi izazov je kako na
Zemlji izgraditi milione zgrada koje ne
tro{e energiju iz fosilnih goriva,
koriste}i znanja o gradnji miliona
graditelja.To bi bile zgrade koje svi
mogu sebi priu{titi i u kojima su stanari
spremni da provedu ceo svoj `ivot.
U ve}em delu Evrope izazov je
prilagoditi postoje}u gradnju, od koje
ve}ina ima zna~ajnu kulturnu vrednost,
promeni klime i mnogo o{trijim
modernim zahtevima za udobnostima.
Istorijske gra|evine, na primer, ~ine 6
% svih postoje}ih zgrada u Velikoj
energija
Britaniji. Ve}ina ovih gra|evina su
projektovane da reaguju na spolja{nju
sredinu i poseduju samo rudimentarne
sisteme za kontrolu sredine. Ru{enje
ovih gra|evina nije mogu}e zbog
kulturnog zna~aja a, u isto vreme, nema
smisla koristiti dodatnu energiju za
proizvodnju i gradnju novih zgrada.
Umesto toga, moramo razviti tehnike
renoviranja koje mogu obezbediti
savremeni nivo udobnosti sa
minimalnom potro{njom energije i
minimalnom uticajem na istorijski
karakter ovih gra|evina.
Bez obzira {ta ~ovek preduzme prema
globalnoj atmosferi, klima }e nastaviti
da se menja kao posledica emisije
ugljendioksida koji smo stvorili u
proteklih trideset godina. Na{e
gra|evine je potrebno prilagoditi novim
klimatskim uslovima. Novi izazovi
prelaze granice tradicionalnih ve{tina i
profesionalnih metoda. Slede}a
generacija stru~njaka }e ste}i
sposobnost da usko sara|uju sa
stru~njacima razli~itih profila kako bi
savladali ove izazove, jer mnogi izazovi
izgra|ene sredine prelaze sociotehnolo{ke granice. [1.] Na primer, u
Velikoj Britaniji su poslednjih trideset
godina unapredili teoretsku energetsku
efikasnosti gra|evina za 30%.
Me|utim, tokom tog istog perioda
potro{nja energije u doma}instvima je
porasla za 30% usled porasta broja
ku}a, `ivotnog standarda, ali i porasta
unutra{nje temperature. Ako `elimo da
dostignemo `eljeni cilj u smanjenju
emisije ugljendioksida, moramo bolje
razumeti kako na{e gra|evine i ono {to
one nude menjaju pona{anje ljudi koji u
njima borave.
Zato poslediplomska nastava i
istra`ivanja koja se prote`u na vi{e
oblasti i stru~nih metoda u oblasti
zgradarstva mogu biti veoma plodni,
uzbudljivi i zabavni, ali u isto vreme
puni izazova. U ovom radu su
razmotreni neki od tih izazova.
2. Multidisciplinarni pristup
zgradarstvu
Istra`iva~ki izazovi sa kojima se
suo~ava izgra|ena sredina zahtevaju
nove metode istra`ivanja i
prilago|avanje postoje}ih metodologija
interdisciplinarnom radu. Tako|e, brze
istra`iva~ke metode su potrebne kako bi
se problem promene klime re{io na
vreme. [tavi{e,potrebno je delovati
odmah kako bi se spre~ila zna~ajna
promena klime u ovom veku. Potrebno je
prona}i nove metode istra`ivanja, na
primer aktivno istra`ivanje, koje obuhvata
rad sa industrijim radi prevazila`enja
problema pre nego pasivno izu~avanje
gra|evinske industrije.
In`enjeri moraju shvatiti da se njihov
rad ne odvija samo u svetu kojim
upravljaju zakoni nauke ve} u svetu u
kome razli~iti zakonski instrumenti
kontroli{u {ta je mogu}e, a {ta ne. Oni
moraju u~estvovati u procesu
formulisanja ovih zakona tako da se
nau~no i in`enjersko znanje na pravi
na~in iskoristi u definisanju zakona.
Ovo zahteva razvijanje novih ve{tina
kod in`enjera sutra{njice, koji moraju
biti sposobni da zastupaju svoje
mi{ljenje podjednako odlu~no kao i
politi~ari, privreda i drugi
zainteresovani.
Zna~aj zajedni~kog rada i
univerzitetskog kadra i studenata sa
drugim institucijama u ~ijem je interesu
izgra|ena sredina (npr. proizvo|a~i,
projektanti, planeri, zakonodavci,
konsultanti) se ne mo`e previ{e
naglasiti. Iako posmatrana kao jeres
me|u nekim radnicima u akademskim
institucijama, oblast izgra|ene sredine
je primenjena nauka koja mora na}i
primenu koja }e u~initi izgra|enu
sredinu boljom. Potpuno razumevanje
ovog problema zahteva zajedni~ko
delovanje sa gra|evinskom industrijom.
To je mogu}e ostvariti na vi{e razli~itih
na~ina od jednostavnog pozivanja
stru~njaka iz prakse da dr`e seminare o
realnim primerima, omogu}avaju}i
istra`iva~ima i studentima pristup
gra|evinama, do omogu}avanja
univerzitetskim radnicima da rade u
industriji ili na projektima koje
finansira industrija.
3. Uloga GLOBE projekta
GLOBE projekat(Good Practice
Guidelines and Legislation Reform On
Interdisciplinary Postgraduate Studies
in Built Environment Engineering) [2],
finansiran od strane Evropske Unije u
okviru TEMPUS programa [3],
odgovara na ove izazove. Projekat je
koncipiran da odgovori na kratkorocne
potrebe visokoskolskih ustanova u
Srbiji za transferom znanja u oblasti
razvoja, popularizacije i nostrifikacije
multidisciplinarnih poslediplomskih
programa razvijenih u saradnji sa
gra|evinskom industrijom.Ovaj
projekat je finansiran i kao strukturna i
komplementarana mera sa ciljem da
analizira probleme koji se mogu javiti
tokom procesa razvoja
multidisciplinarnih kurseva usmerenih
na izgra|enu sredinu i stvori potrebu za
ovakvim profilom stru~njaka u Srbiji.
Autore je veoma iznenadilo da su
najve}i u~esnici u projektu ,privreda i
lokalna samouprava, u Srbiji svesni
uloge in`enjeringa izgra|ene sredine u
savremenom dru{tvu. Njihovi
ohrabruju}i podsticaji ubedili su
~lanove tima da ideju
multidisciplinarnih poslediplomskih
studija iz in`enjeringa izgra|ene sredine
detaljnije obrazlo`e i izvan samog
projekta.
[197]
Univerziteti u Srbiji ne skoluju
poslediplomce iz oblasti koja se grubo
moze okarakterisati kao presek sledecih
oblasti: energija, zgrade i zivotna
sredina. Stavise, i da postoje programi
za obrazovanje ovakvih profila
strucnjaka u nasoj zemlji, privreda i
dalje ne bi bila u mogucnosti da ih
zaposljava, jer bi oni zbog postojecih
staturnih pravila nasih strukovnih
udruzenja vrlo tesko dolazili do statusa
inzenjera sa polozenim drzavnim
ispitom i odgovaraju}im licencama [1].
Najzna~ajniji uspeh GLOBE projekta
je svakako formiranje grupe potpuno
obu~enih starijih akademskih i nastavno
orjentisanih stru~njaka u sprskim
akademskim institucijama
multidisciplinarnim istra`ivanjima
izgra|ene sredine sa sociolozima,
fizi~arima, hemi~arima, geodetima i
epidemiolozima, konsultantima,
vladinim slu`benicima i privredom, koji
su u stanju da ra{ire ste~eno znanje i da
potra`e dalje primene povezane sa
multidisciplinarnim poslediplomskim
studijama, ne samo u okviru svojih
institucija ve} i u svim univerzitetima u
zemlji.
O~igledan , dalji, put napred bio bi
razvoj inovativnih poslediplomskih
kurseva iz In`enjeringa izgra|ene
sredine. Kurs treba da bude namenjen
stru~njacima na po~etku ili sredini
njihove karijere, koji `ele da pro{ire
svoja interesovanja o `ivotnoj sredini,
energiji i zdravlju, povezanim sa
izgra|enom sredinom, kao na~inu za
razvoj sopstvene karijere; kao i za nove
diplomce iz oblasti gra|evine ili za{tite
`ivotne sredine koji `ele da pro{ire
svoja znanja pre zapo~injanja izabrane
karijere. Takve inovativne
multidisciplinarne programe treba
usmeriti tako da stvore stru~njake sa
znanjem i ve{tinama da shvate i na {to
bolji na~in primene zakone Evropske
Unije o `ivotnoj sredini. Ove ve{tine su
sve tra`enije u lokalnim i dr`avnim
strukturama vlasti, javnim preduze}ima,
kompanijama, konsultantskim
agencijama i akademskim ustanovama.
4. Profil KGH in`enjera
Postoje jednostavni primeri koji
slikovito objasnjavaju problem
multidisciplinarnosti gra|evinske
regulative. Jedan od njih su poslednje
britanske promene gradjevinske
regulative u vezi infiltracije vazduha u
objektima stanovanja iz 2002. godine,
znane kao Deo L, koje su definisale
nize vrednosti za k [W/m2K] vrednosti.
Kao podrska implementaciji ovog
standarda razvijen je novi set
konstrukscionih detalja kojim se
umanjuje znacaj termickih mostova i
sprecava nezeljena infiltracija vazduha.
Jedna od mogucih posledica povecane
energija
debljine izolacije i smanjenja
projektovane infiltracije vazduha mogla
bi biti uvecana opasnost od povrsinske i
unutrasnje kondenzacije. Medjutim,
definisanje otpornosti konstrukcije na
povrsinsku i unutrasnju kondenzaciju je
definisano je u Delu C gradjevinske
regulative. Znaci, neophodno je da se
ustanovi do koje mere povecanje
debljine izolacije i smanjenje infiltracije
ima uticaja na prenos vlage kroz
omotac zgrade da bi projektni tim
mogao da balansira razlicite elemente
trenutno vazece gradjevinske regulative.
Iz tih razloga inzenjeri za
klimatizaciju, grejanje i hla|enje ( KGH
) moraju detaljno razumeti sve faze u
zivotnom ciklusu zgrade ukljucujuci
tehnicke karakteristike arhitektonskih
komponenti zgrade, probleme kvaliteta
izvedenih radova, probleme odrzavanja,
unutrasnji kvalitet vazduha, potrosnju
energije i uticaj zgrade na degradaciju
zivotne sredine. Stavise, KGH inzenjeri
moraju da preispitaju osnovne
inzenjerske principe da bi razvili
odgovarajucu projektnu metodologiju i
da bi ostvarili ideal odrzivog
zgradarstva. Oni moraju biti sposobni
da ocene kako projekat tako i process
izvodjenja radova da bi poboljsali
tehnicke karakteristike zgrade [1].
5.Zaklju~ak
Problemi `ivotne sredine i energetske
efikasnosti u zgradarstvu zahtevaju
re{enja koja prevazilaze tradicionalne
pristupe, zahtevaju}i poznavanje kako
sociolo{kih, politi~kih i ekonomskih
kategorija, tako i nau~nih i tehnolo{kih
principa. Nacionalna i evropska
zakonska regulativa u ovoj oblasti, kao
i globalna harmonizacija, utica}e na
odgovaraju}e industrije da prilagode
svoje poslove ovim promenama.
Za ostvarenje ovog cilja neophodan je
proaktivan pristup svih clanova
projektnog tima (KGH inzenjera,
gradjevinskih inzenjera, arhitekata,
rukovodioca gradilista, izvodjaca
radova i investitora) i njihovo
razumevanje uzrocno-posledicnih veza
koje mogu nastati prilikom promene u
projektu zgrade.
Misljenje je autora da je GLOBE
projekat definisao nacine koji ce
omoguciti visokoskolskim ustanovama
u Srbiji da pocnu obrazovati KGH
inzenjere koji ce biti sposobni da
odgovore na nove izazove koji su
uopsteno formulisani kako u novim
direktivama Evropske Unije tako i
novoj gradjevinskoj regulativi baziranoj
radije na performacionom nego na
preskriptivnom principu.
KGH inzenjeri mogu imati kljucnu
ulogu u odrzivom zgradarstvu. Uprkos
njihovom tehnickom znanju, oni
trenutno nisu u poziciji da budu vodeca
snaga u sprovodjenju principa odrzive
zivotne sredine u gradovima. Da bi se
to promenilo potrebno je da KGH
inzenjeri obrazovani u Srbiji dobiju sire
obrazovanje, da vrednuju slozenost
odrzivog dizajna, i najvaznije - da
usvoje principe dozivotnog
usavrsavanja [1].
6. Literatura
[1.] \urovi}-Petrovi} M., Dr @arko
Stevanovi}, Dr Gradimir Ili} , Dr
Djordje Kozic
and Dr Dejan Mumovi} [email protected]
RAZVOJ U
ZGRADARSTVU:ULOGA
[email protected] ZA KGH
36.Me|unarodni kongres o
klimatizaciji, grejanju i hla|enju,
Beograd 2005.
[2.] GLOBE (2004) Good Practice
Guidelines and Legislation Reform On
Interdisciplinary Postgraduate Studies
in Built Environment Engineering –
Project proposal, EU TEMPUS
Programme
[3.] TEMPUS (2004) UK Tempus
Office www.tempusuk.ac.uk/index.html
web-site assessed: 01 September 2004
[198]
energija
Biljana Suslov, dipl.el.ing
Svetlana Trivkovi}, dipl.ing.teh
Mitra Mili}evi}, dipl.ing.teh
„HIP-Petrohemija“a.d. Pan~evo,
UDC: 504.7.06 : 665.652.2
Pra}enje u~inka u za{titi
`ivotne sredine i
pobolj{anja
1. Uvodna re~
„HIP-Petrohemija“, a.d. Pan~evo
primenjuje integrisani model Sistema
upravljanja kvalitetom i za{titom
`ivotne sredine, u skladu sa
standardima ISO 9001:2000 i ISO
14001:2004, i tako dokazuje
posve}enost kvalitetu procesa i
proizvoda, kao i o~uvanju `ivotne
sredine. Izve{tavanje o u~inku u za{titi
`ivotne sredine „HIP-Petrohemija“, a.d.
Pan~evo je doprinos primeni Sistema
upravljanja za{titom `ivotne sredine u
na{oj kompaniji, koji je implementiran i
sertifikovan maja 2005.godine, a u
skladu sa standardom ISO 14001:2004.
Godi{nji Izve{taj o u~inku u za{titi
`ivotne sredine je rezultat na{e te`nje
da komuniciramo sa svim
zainteresovanim stranama, interno – sa
svim zaposlenima i eksterno – sa
lokalnom i republi~kom zajednicom, a
vezano za na{ doprinos u za{titi `ivotne
sredine. Izve{taj o u~inku u za{titi
`ivotne sredine se u HIP-Petrohemiji
izra|uje od 2004.godine, a svaki
naredni Izve{taj predstvlja u~inak
procesa za godinu dana, kao i trend i
pobolj{anje u za{titi `ivotne sredine
HIP-Petrohemije, od uvo|enja EMS-a.
QMS/EMS. Sistemi upravljanja se
uspe{no potvr|uju kroz redovne
godi{nje nadzore od strane
me|unarodne ocenjiva~ke ku}e OQS
Austrija. HIP-Petrohemija, svoju
posve}enost kvalitetu i za{titi `ivotne
sredine, pokazuje kroz uvek aktuelne misiju, viziju, strate{ke ciljeve i Politiku
kvaliteta i [email protected] (slika 3).
- sprovela Politiku i ciljeve kvaliteta i [email protected]
- ostvarila teku}e zahteve - korisnika,
zakonske regulative, lokalne zajednice
i drugih zainteresovanih strana
- uspostavila dobru internu i eksternu
komunikaciju vezanu za [email protected]
- obezbedila stalno pobolj{avanje
sistema, a radi pobolj{avanja u~inka
svojih procesa u [email protected]
4. Organizacija i procesni model
HIP-Petrohemija je projektovala i
primenjuje sistem EMS-a, tako da
obezbedi resurse, mogu}nosti i
mehanizme podr{ke, a da bi (slika 4 i
5):
5. Planiranje EMS-a
Primena, odr`avanje i unapre|ivanje
Sistema upravljanja i Politike za{tite
`ivotne sredine, pokre}e se, i uvek
vra}a na Planiranje EMS-a (slika 6).
To je prva i klju~na aktivnost u PDCA
Slika 1
2. Predmet i podru~je primene
Oblast primene ovakvog Izve{taja su
aktivnosti, proizvodi i usluge u
slede}im procesima / organizacionim
celinama / lokacijama HIP-Petrohemije
(slika 1 i 2).
3. Sistemi upravljanja u HIPPetrohemija, a.d.
Sistem kvaliteta u HIP-Petrohemiji je
uveden jo{ 1998.god, prema ISO 9002,
a resertifikovan 2004.god, prema ISO
9001:2000. Uvo|enjem EMS-a,
2005.god, prema ISO 14001:2004, oba
sistema su integrisana u jedan model –
[199]
energija
ciklusu, kao metodologija preispitivanja
i stalnog pobolj{avanja.
Planiranje obuhvata:
1. Identifikaciju aspekata `ivotne
sredine i utvr|ivanje koji od njih
su zna~ajni
Aspekati `ivotne sredine se identifikuju
u svakom procesu HIP-Petrohemije ~ije
aktivnosti imaju ili mogu imati uticaj na
`ivotnu sredinu, a na osnovu Politike i
ciljeva kvaliteta i za{tite `ivotne
sredine, zahteva standarda ISO 14001 i
zakonske regulative u oblasti [email protected]
Zna~ajni aspekti koji se u HIPPetrohemiji razmatraju su slede}i:
- emisije u vazduh
- ispu{tanja u vodu
- izlivanje u zemlju
- kori{}enje sirovina i prirodnih resursa
- kori{}enje energije
- generisanje opasnog, industrijski
neopasnog i komunalnog otpada
- pitanja `ivotne sredine u lokalnoj
zajednici
Svi uticaji na `ivotnu sredinu koji su
kvantifikovani kao zna~ajni, ~ine
Registar zna~ajnih uticaja `ivotne
sredine HIP-Petrohemije. Registar se
preispituje periodi~no, najmanje jednom
godi{nje, i pri svakoj zna~ajnoj izmeni
materijala i/ili procesa.
2. Identifikaciju odgovaraju}ih
zakonskih propisa i drugih zahteva
U HIP-Petrohemiji su definisane
procedure kojima se obezbe|uje
identifikacija i pristup svim zakonskim i
drugim zahtevima koji se odnose na
aspekte `ivotne sredine u HIPPetrohemiji. Odr`ava se Registar
zakonskih propisa, koji sadr`i listu svih
relevantnih zakona, propisa i pravilnika
iz oblasti [email protected]
3. Postavljanje internih kriterijuma
U HIP-Petrohemiji su definisani interni
kriterijumi / standardi,
koji su u vezi sa
procesima, proizvodima i
okru`enjem, a mogu da
uti~u na `ivotnu sredinu.
To su na primer,
normativi potro{nje, razni
interi standardi i metode,
interni standardi za
otpadne vode, pravilnici i
dr.
4. Program realizacije
ciljeva QMS/EMS-a
Na osnovu Politike
kvaliteta i za{tite `ivotne
sredine, u HIPPetrohemiji, svake godine
se utvr|uje Program
realizacije ciljeva
kvaliteta i za{tite `ivotne
sredine, a koji sadr`i:
Slika 2 Glavni proizvodi
Slika 3
Slika 4 Procesni model QMS/EMS-a
[200]
energija
Slika 5 Procesni model QMS/EMS-a
Slika 6
- Op{te ciljeve kvaliteta i [email protected] HIPPetrohemije
- Posebne ciljeve kvaliteta i [email protected] za
procese,
- Planove akcija po procesima.
Na osnovu pra}enja i merenja
periodi~no se izve{tava:
- Izve{tajima o realizaciji ciljeva
kvaliteta i za{tite `ivotne sredine, i
- Izve{tajima o u~inku u za{titi `ivotne
sredine.
Ceo sistem QMS/EMS se preispituje
najmanje jednom godi{nje.
6. Proveravanje
Proveravanje u procesima HIPPetrohemije obuhvata merenje, pra}enje
i vrednovanje u~inka za{tite `ivotne
sredine. U~inak u [email protected] se prati
mese~nim zapisima u pojedina~nim
procesima, kao i izradom Parcijalnih
izve{taja o u~inku u [email protected] procesa.
Jednom godi{nje, kao rezultat
preispitivanja, Generalni direktor HIPPetrohemije objavljuje Izve{taj o u~inku
HIP-Petrohemija, a.d.
6.1 Pra}enje i merenje
HIP-Petrohemija je definisala i odr`ava
procedure za pra}enje i merenje svih
zna~ajnih aspekata `ivotne sredine. Na
osnovu Registra zna~ajnih uticaja na
`ivotnu sredinu za proces/OC, izra|uje
se Plan kontrole operacija, koji defini{e
na~in pra}enja / kontrole / merenja
uticaja na `ivotnu sredinu u procesu.
Planom kontrole operacija defini{e se
na~in upravljanja, kao i potrebna
merenja uticaja na `ivotnu sredinu,
interna-kontrolna, koja se izvode u HIPPetrohemiji, i eksterna, za koju se
anga`uje ovla{}ena institucija. Izra|uje
se Plan merenja uticaja na `ivotnu
sredinu HIP-Petrohemije. On se
preispituje najmanje jednom godi{nje.
6.2 Usagla{enost sa zakonskim
propisima
Na osnovu zakonske regulative se
planiraju i sprovode merenja i druge
aktivnosti, a radi pra}enja u~inka u
za{titi `ivotne sredine i njihovog
uskla|ivanja sa va`e}om regulativom.
[201]
U~inak procesa i proizvoda u [email protected] se
ocenjuje periodi~no, posle svakog
merenja uticaja, i analizira - Listom
usagla{enosti sa zakonskim i ostalim
propisima. Ona se a`urira najmanje
jedanput godi{nje, kao i pri svakoj
izmeni procesa i/ili zakonske regulative.
7. U~inak u `ivotnoj sredini u
prethodnim godinama i trend
(slika 7)
8. Preispitivanje i unapre|ivanje
8.1 Preispitivanje od strane
rukovodstva
Najvi{e rukovodstvo HIP-Petrohemije
vr{i redovno, jednom godi{nje,
preispitivanje Sistema upravljanja, a
radi utvr|ivanja podobnosti,
efektivnosti i efikasnosti QMS/EMS-a.
Ulazni elementi su izve{taji o kvalitetu
procesa i proizvoda, kao i izve{taji o
u~incima QMS/EMS-a. Izlaz iz
preispitivanja su zaklju~ci, odluke i
mere koje traba da dovedu do
unapre|enja sistema. Preispitivanjem se
utvr|uju slaba mesta u Sistemu, kao i
mogu}nosti za pobolj{anje.
8.2 Planiranje pobolj{anja
Koncept stalnog pobolj{anja je ugra|en
u QMS/EMS HIP-Petrohemije, a
energija
Slika 7 Procesni model QMS/EMS-a
EMISIJE U VAZDUH
GENERISAN OTPAD
KVALITET OTPADNIH VODA
[202]
energija
-pouzdanost i bezbednost uz o~uvanje
`ivotne sredine,
-tr`i{na orijentisanost uz zadovoljenje
svih zahteva kupca,
-pozicija lidera na tr`i{tu,
-stalni razvoj Dru{tva u skladu sa
najboljim raspolo`ivim tehnikama.
Slika 8
ostvaruje se stalnim vrednovanjem
u~inka u odnosu na politiku kvaliteta i
za{tite `ivotne sredine i op{te i posebne
ciljeve kako bi se identifikovale
mogu}nosti za pobolj{anje, i to (slika 8):
- utvr|ivanjem oblasti u kojima je
mogu}e pobolj{anje pri preispitivanju
QMS/EMS-a,
- utvr|ivanjem uzroka neusagla{enosti i
sprovo|enjem korektivnih i
preventivnih mera i potvrdom njihove
efektivnosti,
- dokumentovanjem svih izmena u
postupcima koje su rezultat
pobolj{anja,
- pore|enjem ostvarenog u~inka sa
op{tim i posebnim ciljevima.
8.3 Ostvarenja pobolj{anja
Pored redovnih procesnih aktivnosti obezebe|enja kontinuiteta i kvaliteta u
svim na{im procesima, 2007. godina je
karakteristi~na za ulaganje maksimalnih
napora u sprovo|enju pobolj{anja u
za{titi `ivotne sredine, kao i u
obostranoj komunikaciji sa svim
zainteresovanim stranama, a koja
dovodi do pobolj{anja u za{titi `ivotne
sredine. Izra|en je Akcioni plan [email protected], u
cilju efikasne komunikacije sa
nadle`nim ministarstvima. To je
dokument koji defini{e obavezni
program mera, kao i tehni~ko
tehnolo{ke mere za smanjenje
potencijalnih u~inaka HIP-Petrohemije
na `ivotnu sredinu, sa termin planom i
procenom tro{kova za njihovu
realizaciju. Prosle|uje se nadle`nim
dr`avnim i lokalnim organima uprave.
Izvr{ena su sva redovna ispitivanja
uticaja u `ivotnoj sredini, kao i
vanredna (po projektu ili po zahtevu),
od strane ovla{}enih organizacija za
merenje. Rezultati merenja se prate i
analiziraju, a u skladu s tim se pokre}u
pobolj{anja u procesima. Akcionim
planom HIP-Petrohemije, planirana su i
realizovana ve} neka od pobolj{anja,
(rekonstrukcija dva rezervoara za
piroliti~ki benzin, pokrivanje zauljene
kanalizacije u Etilenu i FOV-u,
uvedeno je kontrolisano pra}enje
meteorolo{kih parametara i sistemski
re{eno planiranje manipulacija sirovim i
piroliti~kim benzinom u odnosu na
meteorolo{ke uslove, otpremljen je i
zbrinut generisan opasan otpad iz
elektroodr`avanja- PCB, i dr.)
Zaklju~ak
Izve{taj o u~inku u [email protected] HIPPetrohemije je jedan od na~ina
komunikacije sa svim zainteresovanim
stranama u oblasti [email protected]:
- interno, sa svim zaposlenima, kao
sredstvo obuke i na~in upoznavanja
sa svim aspektima i u~incima na{ih
procesa u [email protected],
- eksterno, sa svim zainteresovanim
stranama, radi uspostavljanja
me|usobne komunikacije i poverenja.
Planiranjem pobolj{anja u oblasti EMSa, Akcionim planom [email protected] i
preispitivanjem u~inaka u za{titi `ivotne
sredine, planiraju se, sprovode i
analiziraju akcije koje dovode do
smanjivanje uticaja na `ivotnu sredinu.
Periodi~nim preispitivanjem od strane
rukovodstva – vr{i se vrednovanje
planiranih akcija i postignutih
pobolj{anja, i dokazuje opredeljenost ka
po{tovanju ciljeva HIP-Petrohemije i
obaveza zakonske regulative u ovoj
oblasti. Svim ovim aktivnostima se
posti`e stalno pobolj{avanje - korak po
korak i ostvarivanje osnovnih ciljeva:
-visoko kvalitetni proizvodi
[203]
energija
D. Sekulovi}
Vojna akademija, Katedra prirodno-matematu~kih i tehni~kih nauka,
Beograd
UDC: 504.75.054
Zaga|ivanje `ivotne
sredine i defenzio-sistemi
I. Uvod
Na osnovu ogromne akumulacije otpada
civilizacije do{lo se i do ve} svetski
poznate konstatacije o krizi `ivotne
sredine, i to u toj meri da je na{
globalni ekosistem, koji podr`ava ~itav
`ivot i ~ovekovu aktivnost, tako
ugro`en da mo`e do}i i do potpunog
uni{tenja. U tom ekonomskom progresu
mo`emo na}i glavne faktore
poreme}aja koji se odnose na: porast
stanovni{tva, porast proizvodnje i
potro{nje po stanovniku i uvo|enje
nove tehnologije.
Svakako treba globalno sagledati
ekosferu kao nosioca svega `ivog {to
se doga|a Planeti na principu temeljnog
funkcionalnog elementa ekolo{kog
kruga, gde svaki deo sistema uti~e na
celinu i obratno. Radi ilustracije
mo`emo se poslu`iti primerom ribe
koja ispu{ta na povr{inu vode svoj
organski otpad koji bakterije pretvaraju
u anorganske proizvode, {to opet slu`e
kao hrana za rast algi i napokon ribe
jedu te alge, ~ime je ciklus upotpunjen.
To se ujedno zove i samo~i{}enje
ekosistema, {to zna~i kiberneti~ko
samoupravljanje i dinami~ko
odr`avanje stanja za ve~no trajanje [1].
Ukoliko dolazi do spoljnjeg uticaja na
pomanjkanje kiseonika, u ekosistemu
mo`e do}i do poreme}aja, odnosno do
kolapsa u krajnjoj liniji.
Novom proizvodnjom i tehnologijom
~ovek je stvorio nove materije, koje se
ne uklapaju u ekosisteme i njihove
cikluse, kao {to su: ve{ta~ki
radioizotopi, deterd`enti, pesticidi,
plastika, razni otrovni metali i plinovi,
sinteti~ki materijali i dr. Sve je to
dovelo do poreme}aja i zaga|ivanja
~ovekove sredine-okoline, {to je znak
da je naru{ena njena cikli~ka ravnote`a.
Nastala kriza `ivotne sredine nas
upozorava da je ne{to vrlo lo{e u~injeno
Rezime
Ako se posmatraju odnosi izme|u ekonomske aktivnosti u svetu i stepen
degradacije `ivotne sredine, uo~i}e se da }e se stepen poreme}aja `ivotne sredine
na}i u funkcionalnoj zavisnosti od ekonomskog porasta. Ta zavisnost se mo`e
globalno karakterisati u tome da poka`emo jasno kako taj progres ima i svoj nus
proizvod, da nastaje tzv. otpad civilizacije, koji ulazi u drugi sistem i kao strano
telo u organizmu stvara poreme}aje i ugro`ava normalnu funkciju ekosistema, {to
u organskom sistemu prakti~no zna~i smrt. Otpad na{e civilizacije u toj je meri
anorganski da ga nijedan prirodni ekosistem ne mo`e uklju~iti u svoj kru`ni proces
i time ukloni, nego naprotiv, nastaje pogibeljena akumulacija toga otpada.
Klju~ne re~i: `ivotna sredina, defenzio-sistemi, ekosistem, elementi poreme}aja,
zaga|ivanje, za{tita.
Environmental Pollution and Deffensive Systems
When observing relations between economic activity worldwide and level of
environment degradation, it is possible to spot that level of degradation is
functionally related to economic growth. That relation can be globally
characterized by clear presentation that such progress has side effects, creating so
called civilizational garbage, entering another system as a foreign object, creating
malfunctions in systems and endangering normal ecosystem functioning, which in
organic world practically means death. Garbage of our civilization is so much non
organic that none of the natural ecosystems could incorporate it into its circular
process, and therefore annul it, but on contrary, it has been lethally accumulated.
Key words: environment, defensive systems, ecosystem, degradation elements,
pollution, protection.
i da se kre}e u pogre{nom smeru. Osim
toga, moramo spoznati jasno i da su
~ovek i njegova aktivnost krivci za
takvo stanje i za{to je do toga do{lo.
Ve} je spomenuto da je zapravo otpad
glavni uzro~nik neravnote`e, jer se ne
uklapa u prirodne ekolo{ke cikluse.
Naime, otpad svakog `ivog bi}a slu`i
kao hrana drugom i sve se doga|a u
cikli~nom procesu bez ostataka, pa
akumulacija otpada u prirodi nema.
Me|utim, novostvoreni otpadi na{e
civilizacije ne mogu se uklopiti u te
cikluse pa nastaje akumulacija otpada, a
time analogno i poreme}aji. Dakle,
osnovni problem zaga|enja okoline
po~inje od akumulacije otpada
civilizacije i ve`e se i na sve ostale
[204]
sekundarne i tercijarne posledice.
II. Poreme}aji-disfunkcije
`ivotne sredine
Obzirom na kategorizaciju op{te je
poznato i nau~no dokazano da postoje
razli~iti poreme}aji `ivotne sredine, da
oni imaju vrlo zna~ajne posledice na
zdravlje i opstanak ~oveka. Iz tih
razloga analizirani su i sistematizovani
ti poreme}aji, temelje}i se delimi~no na
dosada{njim dostignu}ima na tom
polju.
Da bi se lak{e obradili problemi i
tipolo{ke disfunkcije, problemi su
svrstani u {est sektora, koji }e biti okvir
principa da ~ovek i njegova `ivotna
energija
sredina formiraju ekstremno slo`en i
sveobuhvatan sistem, {to se razvija u
procesu interakcija i promena me|u
elementima `ivotne sredine [2]:
aktivnosti ~oveka, elementi okoline,
disfunkcije okoline, prostorne
kategorije, posledice na okolinu i akcije
ozdravljenja. Ova klasifikacija
obuhvata uglavnom svu slo`enost
fenomena sredine za spoznaju
poreme}aja i njihovih posledica.
Aktivnosti ~oveka u njegovoj `ivotnoj
sredini vrlo su opse`ni i op{te poznati, a
vezani su uglavnom uz elemente i
komponente njegove egzistencije. Sa
stanovi{ta poreme}aja sredine neke od
tih aktivnosti smatraju se izvornim i
klju~nim, a to su sve kategorije
proizvodnje – primarne, reproduktivne,
servisne i dr., a ostale aktivnosti ~oveka
razli~ito se o~itavaju na poreme}aje.
I elementi `ivotne sredine koji mogu
biti predmet poreme}aja vrlo su razli~iti
i mnogobrojni, pa ih mo`emo po
kombinacijama i uticajima razlikovati
kao [3]:
- jedinstveni elementi - voda, vazduh,
tlo, flora, fauna, vrste resursa, vrste
izgra|enih elemenata;
- komponovani elementi - komponente,
sektori, (segmenti) re~na korita i
baseni, pejza`, industrijske zone,
urbana i ruralna naselja, regije; i
- elementi prema njihovom poreklu prirodni, transformisani, gra|eni,
stvoreni od ~oveka itd.
Ovi elementi okoline komponente su
~ovekove egzistencije, pa su u njegovoj
aktivnosti do{li pod uticaj i u
odre|enom obliku i trenutku postaju
ugro`eni. Dolazi do poreme}aja, a
analogno tome i do posledica
egzistencijalnog karaktera. Geoprostor
na kojem se taj proces interakcije
doga|a ima opet svoju kategorizaciju
gledanu sa stanovi{ta intenziteta
~ovekove aktivnosti i uzroka i veli~ine
poreme}aja: jezgra (centri urbanoindustrijskih aglomeracija), podru~ja i
podru~ja u procesu urbanizacije, ruralna
podru~ja, {umska podru~ja i vodene
povr{ine, ostala zemlji{ta, saobra}ajne
povr{ine i rekreaciona i turisti~ka
podru~ja. I na kraju, dolaze kategorije
disfunkcija koje se mogu dogoditi i
doga|aju se na tim ili sli~nim
prostornim sektorima razli~itih veli~ina
i opet raznih kombinacija [4]:
a) Zaga|ivanje i lo{e gazdovanje
vodom i vodenim izvorima prvi je
oblik poreme}aja osnovnih elemenata
`ivotne sredine, gde treba osim
zaga|enja uklju~iti i takve disfunkcije
kao {to su rasipanje vode, uni{tavanje i
kvarenje vodenih izvora. Mnogi
zaga|iva~i-polutanti od poljoprivrede,
industrije, gradskih i ostalih izvora
uzro~nici su razli~itih zaga|ivanja, npr.
deterd`enti, |ubriva, pesticidi, nafta,
nuklearni otpaci, minerali, ~vrsti otpaci,
kombinovani industrijski i urbani otpaci
i mnogi drugi. Ti problemi variraju od
lokalnih do me|unarodnih razmera, gde
su me|unarodni od posebnog zna~aja.
b) Zaga|ivanje i lo{e gazdovanje
atmosferom i izvorima vazduha –
drugi vitalni oblik poreme}aja `ivotne
sredine ima osim "uobi~ajenog"
zaga|ivanja i takve disfunkcije kao {to
su nekriti~na upotreba vazdu{nog
prostora ili spre~avanje insolacije.
Tako|e, ogromne koli~ine plinova i
~vrstih ~estica imaju veliki uticaj na
stvaranju raznih tipova vazdu{nih
slojeva otpadaka. Neki atmosverske
pojave kao {to su vetar, temperatura,
pritisak ili vla`nost mogu biti vrlo
zna~ajni ako se menjaju delovanjem
raznih zaga|iva~a i mogu izazvati i vrlo
zna~ajne posledice.
c) Zaga|enje, degradacija,
deformacija i lo{e gazdovanje
zemlji{tem, tlom i pejza`om ima,
tako|e, veliku listu fenomena u
disfunkcijama i pored samog zaga|enja,
kao {to su: prevelika eksploatacija i
jednostrana proizvodnja u poljoprivredi,
zloupotreba terena za namene koje nisu
u skladu sa karakterom sredine,
sleganje rudni~kih podru~ja, raspadanje
povr{ine zemlji{ta na otvorenim
rudnicima, gradili{tima itd. Ovde treba
uklju~iti i lo{e gazdovanje nacionalnim
parkovima i rezervatima.
d) Zaga|enje i kvarenje ~vrstih
povr{ina organizama i hrane odnosi
se na sve one vrste disfunkcija koje se
ne mogu kvalifikovati pod a, b, v – kao
{to je kvarenje povr{ina zgrada
kiselinama ili drugim vazdu{nim
polutantima, zaga|ivanje vo}a
hemikalijama, trovanje hrane |ubrivom
i sli~no.
f) Zloupotreba i lo{e gazdovanje
mineralima i ostalim prirodnim
resursima obuhvata i one disfunkcije
{to su izazvane va|enjem rude, nafte,
proizvodnog plina, se~om drvene gra|e
i dr. Osim toga, ovde treba uklju~iti i
poreme}aje koji su posledica
zloupotrebe i rasipanja prirodnih resursa
u procesu njihove eksploatacije i
gazdovanja, a sa negativnim
posledicama na kvalitet, bogatstvo i
prirodnu raznolikost sredine.
g) Smetnje od buke i vibracija –
dolaze od pokretnih i stati~kih izvora
razli~itih ja~ina, frekvencije i
kompozicije zvukova. U tu kategoriju
poreme}aja ulaze i eksplozije, {okovi i
potresi izazvani i prirodnim i od ~oveka
stvorenim izvorima, kao i buka
nadzvu~nih aviona.
h) Poreme}aj ekolo{kih sistema i
njihovih ekvilibrija, fenomene kao {to
su isklju~ivanje, prore|ivanje i
[205]
izumiranje raznih vrsta flore i faune,
agresija protiv biolo{kog `ivota u svojoj
slo`enosti, devastacija vegetacije koja
pokriva zemlji{te, biolo{ka neravnote`a
zbog ekstenzivnog sa|enja monokultura
i drugo.
i) Nemar i kulturne {tete na raznim,
od ~oveka stvorenim, elementima
`ivotne sredine obuhvata kategorije
disfunkcija kao {to su kvarenje
tradicionalnih vrednosti (istorijskih,
umetni~kih, estetskih, rekreacionih,
ambijentalnih i dr.) urbanih podru~ja i
kultiviranih pejza`a, uklju~uju}i tu i
istorijske spomenike i privla~nost
poljoprivrednih doma}instava i polja.
Isto tako, u tu se kategoriju uklju~uju i
takve disfunkcije kao uzrok ispod
standarda izvedenih novih i lo{e
odr`avanih starih gra|evina, kao i
disfunkcija stvorenih lo{im kvalitetom
materijala, lo{im projektom raznih
gradskih privla~nosti (tekstura, boja,
kompozicija, selekcija materijala),
lo{im lociranjem i lo{im kvalitetom
reklama itd.
j) Funkcionalne smetnje u pogledu
gra|evinskih elemenata i
komponenata i njihove upotrebe. Ova
kategorija disfunkcije prirodne sredine
odnosi se na pogre{no planiranje, lo{e
nacrte i zloupotrebu gra|evinskih
elemenata i komponenata (javni objekti,
stanovanje, industrijske konstrukcije,
urbane zone i dr.) uklju~uju}i tu i
njihove proma{ene lokacije, nedovoljna
oprema i kapaciteti, nedovoljna
kompletnost, lo{e izvo|enje i
gazdovanje, pretesno i prenatrpano,
niski kvalitet dru{tvenog i higijenskog
standarda i tako dalje.
k) Poreme}aji zbog otpadaka,
njihovih deponija i upotrebe odnose
se na higijenske smetnje od neprijatnog
mirisa, vizuelne neprijatnosti i
zloupotrebe na terenu nepovoljnim i
neplanskim deponijama, kao i njihovim
neadekvatnim uni{tavanjem. Duga~ka
je lista otpadnih stvari, od ku}nih
otpadaka do starih automobila,
ambala`a, boca, konzervi i drugih te{ko
uni{tivih, posebno plasti~nih.
l) Poreme}aji izazvani prirodnim
katastrofama. To je kategorija gde
disfunkcije rezultiraju iz potresa,
poplava, klizanje terena, uragana,
vulkanskih erupcija itd. Ova
klasifikacija disfunkcija mo`e slu`iti
samo kao vodi~ i sigurno }e biti mnogo
vi{e kombinacija i preklapanja ovih
sektora i njihovog detaljiziranja u
pojedinim lokalitetima. Me|utim, ovde
u klasifikaciju nisu u{le disfunkcije koje
su izazvane ljudskim aktivnostima tzv.
globalnog in`enjeringa, koje mogu
izazvati katastrofe, kao {to su pritisci
proizvedeni hidrobranama ili one
posledice stvorene akcijama menjanja
prirodne sredine stvaranjem npr. novih
energija
velikih mora i sli~no. Ovaj deo
disfunkcija ubraja se vi{e u
futurologiju, pa se to treba posebno
razmatrati. Prema tome, mo`emo i to
uklju~iti u klasifikaciju kao poreme}aj
izazvan tzv. globalnim in`enjeringom.
U stru~nu terminologiju nau~nika
po~ela su se u poslednje vreme uvla~iti
dva termina, {to zapravo zna~e jedno te
isto: "globalni in`enjering" i "planetarni
in`enjering". Ta je pojava odraz
spoznaje da ~ovek danas mo`e
izvr{avati takve tehni~ke projekte koji
uzeti zajedno, a ponekad sami po sebe,
mogu dovesti do posledica koje bi se
ose}ale u ~itavom svetu i pogodile bi
ovako ili onako svakog stanovnika
sveta. Ve} su gotovi planovi, a negde se
i primenjuju, za: stvaranje gigantskih
kontinentalnih mora, izmenu smerova
morskih struja, promenu tokova reka,
otapanje severnih ili ju`nih polarnih
ledenih pokriva~a, spajanje ili
razdvajanje kontinenata, ve{ta~ko
stvaranje ili likvidiranje velikih ostrva,
izmenu sastava Zemljine atmosfere (ili
da se izmeni njena temperatura).
U SAD je jo{ 1968. godine odr`an
nau~ni simpozijum na kojem je poznati
nau~nik F. Singer u uvodnom referatu
izneo [5]: "Mi zapravo ve} ulazimo u
razdoblje planetarnog in`enjeringa.
Zato je krajnji trenutak da se povede
temeljita diskusija o tome {ta nam mo`e
doneti planetarni in`enjering u dobrom
i lo{em smislu re~i. Uskoro bi moglo za
to biti prekasno".
III. Elementi poreme}aja
Globalni poreme}aji okoline mo`e se
re}i jo{ i ne postoje u celini nego u
delovima i preko svojih elemenata koji
su komponente sistema sredine. Da
bismo {to bolje i jasnije spoznali
`ivotnu sredinu i njene probleme,
svakako je najdelotvornije {to vi{e
saznati o njenim "molekulama i
atomima" – o elementima {to su
ugro`eni i {to padaju pod uticaj i proces
posledica na prostor i ~oveka.
Prethodno je analiza ukazivala na
sisteme kao nosioce sukoba i otkriva
elemente koji se mogu sagledati u dva
pravca:
a) @ivotni elementi poreme}aja: voda,
vazduh, tlo, flora, fauna, hrana, klima,
izgra|ene komponente, lekovi i drugo –
dakle vitalni primarni nosioci opstanka
~oveka i ekosistema prirode.
Zaga|enost i poreme}aj tih elemenata
odra`ava se na sisteme od kojih je
stvorena ~ovekova egzistencija, a u
celini refleksno izaziva poreme}aje
~ovekove okoline, jer svi sistemi, i
humano i naturo-sistemi, komponovani
su na osnovu tih elemenata.
b) Ambijentski elementi poreme}aja:
buka, gu`va, svetlost, vibracija, toplota,
mikroklima, vizuelna estetika,
kontaktna etika, kontakt sa prirodom i
drugo, sekundarni su nosioci `ivotne
atmosfere ~oveka u odre|enom
`ivotnom prostoru. To su sastavni
elementi humano-sistema, ljudskih
ekolo{kih sistema, urbane ekologije,
ambijenta i dru{tvene konstelacije,
ruralnih i regionalnih ekologija, kao i
radnih ambijenata i drugih sociotehnosistema koji pripadaju globalnoj
sredini.
Ustanovljeno je da sistemi stvaraju
situaciju poreme}aja, preko
zaga|enosti, degradacije i stvaranje
elemenata kao svojih sastavnih delova
ili svojih posledica. Najpre je uzeta
prva vrsta elemenata da je u grubim
crtama spoznamo u svetlu o{te}enja i
funkcija u `ivotnoj sredini. Sistemi
eksploatacije, proizvodnje i potro{nje
stvorili su do sada niz {tetnih stvari,
uglavnom otpada, koji dolaze u
neposredni kontakt sa `ivotnim
elementima i zaga|uju ih, degradiraju i
uni{tavaju. Jedna od najosnovnijih lista
{tetnih materija mogla bi se postaviti i
ovako, kao ilustracija i informacija:
amonijak, arsen, jod, mangan, olovo,
gvo`|e, selen, fenol, fluor, cink, hlor,
`iva, droge, pirolaziti, pesticidi, bakar,
giofen, fosfor i druge [6].
Razli~ite nau~ne metode i rezultati na
me|unarodnom nivou ve} su u{li u
su{tinu problema, pa ve} imamo
obra|ene sve vrste zaga|enja npr. voda
u svim njenim oblicima, reka, jezera,
mora, izvora pitke vode, industrijske
vode, otpadne vode, atmosferske vode,
podzemne vode itd. Ovi problemi ne
mogu se re{avati izolovano nego
interdisciplinarno, kao i prirodna
sredina u celini, jer su uzroci, posledice
i potrebne akcije za{tite i asanacije
povezani toliko da se to mo`e smatrati
sistemom cikli~nog karaktera i lan~anih
reakcija.
Polucija jednog elementa izaziva
poluciju drugog i tako do celine. Stoga
kod svakog elementa iskrsnu ogromni
problemi, koje treba istra`iti,
prostudirati i na}i zajedni~ka re{enja za
celu sredinu i za celovitu situaciju
poreme}aja. Na primer elemanat vode
vodi nas u razne sektore, discipline i
komplekse problema, koji se samo
grubo mogu nazirati i u slede}oj listi
[7]:
- klasifikacija voda (hemijske metode),
- kategorije re~nih voda,
- eksploatacija vode,
- ribarstvo kao posebna komponenta vode,
- zaga|enost voda uop{te,
- hroni~na zaga|enost reka,
- zaga|enost jezera i mora,
- poreme}aji ecosistema mora i okeana,
- otpadne vode,
- glavni zaga|iva~i,
- uklanjanje zaga|iva~a,
- kvalitet vode – standardi,
- zakonski elementi tretiranja vode i dr.
[206]
Ako sada uzmemo npr. jednu od ovih
ta~aka, recimo glavni zaga|iva~i –
dobijamo novu listu i novo
produbljivanje i povezivanje:
A. I n d u s t r i j a –
papir i pluta, galvanizacija,tekstil,
~elik, rudnici gvo`|a, rudnici bakra,
destilacija, ko`arska,hemijska,
fenoli,amonijak, prehrambena,
{e}er, mlekarska.
B. P o lj o p r i v r e d a –
organske materije, biocidi,ve{ta~ka
|ubriva.
C. K a n a l i z a c i j a organske materije, deterd`enti,
nepogodan tretman, eutrofikacija.
D. R i b a –
~esto ubijanje, promena u vrstama,
pokvareni ukus, kvalitet vode,
zaga|enost iz inostranstva.
Istra`ivanja i studije zaga|iva~a
ogroman su posao, a da ne govorimo o
te{ko}ama za{tite i pronala`enja
tehnolo{kih re{enja da bi se otpad
eliminisao u procesu proizvodnje ili da
bi se uklopio u krug ponovne
proizvodnje i kori{}enja, tako da bi se
voda spasila od zaga|ivanja.
Tako|e, danas je obra|en vazduh i
njegovo zaga|ivanje na {irokom
nau~nom planu interdisciplinarno od
meteorologije, hemije, tehnologije,
medicine, tehnike do in`enjeringa i
sociologije sa velikom mre`om
istra`ivanja, skupljanja informacija i
svega nu`nog za re{avanje problema
polucije te vrste.
Druga spomenuta grupa ambijentskih
elemenata poreme}aja mnogo je manje
obra|ena i nagla{avana kao sastavni
deo krize prirodne sredine. Ta se grupa
elemenata uglavnom odnosi na urbanu
klimatologiju, na urbani ambijent u
kome je ~ovek izlo`en uticaju
poreme}aja u 24 ~asa na raznim
mestima u raznim oblicima svojih
funkcionalnih dodira sa `ivotnom
sredinom. Optere}enje i o{te}enje koje
~ovek mo`e dobiti akumulacijom broja
i ja~ine tih poreme}aja na odre|enim
lokalitetima mo`e biti kobno za `ivotnu
sredinu i za ~oveka. Samo gruba lista
tih elemenata poreme}aja mo`e dati
sliku potencijalnih opasnosti krize
sredine u `ivotnom ambijentu: buka,
gu`va, vibracije, neprijatan miris,
svetlost, temperatura, mikroklima,
vizuelna estetika, kontaktna etika itd.
Svi ovi elementi mogu pojedina~no ili u
grupi, bili uzro~no povezani ili ne, biti
delovi celokupnog poreme}aja urbane
ekologije, u kojoj }e biti indikator
entropija – ~ovek, kao centralni faktor
te sredine.
Lista {tetnih stimulansa mnogo je ve}a i
iznena|uju}e uticajna na karakter
sredine. Porastom stanovni{tva i
energija
progresivnom urbanizacijom,
zaostatkom komformizacije urbanog
ambijenta i tehnizacije komunalne
strukture stvara se sve vi{e {tetnih
stimulansa i sve intenzivniji poreme}aji
i posledice na `ivotnu sredinu.
IV. Defenzio - sistemi
U analizi krize `ivotne sredine postoje
mnogobrojne vrste poreme}aja, a
njihove uzroke i uzro~nike nazvali smo
napadnim-sistemima (atako) napadima na ne{to {to je ve} skladno
postojalo, pa }emo analogno tome
nazvati defenzio-sistemima - odbrana
– sve one akcije i delatnosti koje imaju
svrhu da ozdrave, unaprede, za{tite i
kreiraju ili, da optimaliziraju `ivotnu
sredinu. Dakle, svi elementi, faktori i
u~esnici treba da se dovedu u sklad i
takve funkcionalne odnose koji bi
osigurali ~oveku zdrave i sigurne uslove
u svako vreme, na svakom mestu i u
odgovaraju}im dimenzijama i
razmerama.
Takav je globalni cilj naravno
preambiciozan i preoptimisti~ki mo`da
~ak i utopisti~ki postavljen, pa njegova
realnost zaostaje znatno ako ga gledamo
kroz okvire sada{nje krize `ivotne
sredine i stepena poreme}aja danas.
Me|utim, aktuelni cilj bio bi mnogo
realniji ako se obele`i nastojanjima, da
se [8]:
- ponovo uspostave ravnote`e izme|u
sistema koji su bili disharmonizovani
kao posledica poreme}aja `ivotne
sredine,
- koriguju ljudske aktivnosti s obzirom
na poreme}aje sredine,
- koriguju shvatanja, odnosi i percepcije
o ulozi i zna~enju `ivotne sredine u
~ovekovoj egzistenciji,
- kreiranjem novih prirodnih sredina
bude u okvirima optimalnosti i
preventive protiv novih ili ponovnih
poreme}aja.
Takav cilj u akciji optimalizacije
`ivotne sredine blizak je na{im
situacijama i mogu}nostima. Da bismo
to ostvarili, treba i}i postupno u
osvajanju problema i podeliti ga tako da
se mo`e lako uo~iti na prostoru i u
funkciji. Stoga bi trebalo posmatrati
kategorije stanja `ivotne sredine prema
kriterijumu intenziteta optere}enja:
- kriza okoline – poreme}aji pre{li
granicu sno{ljivosti,
- opasno stanje okoline – poreme}aji
ispod granice sno{ljivosti,
- netaknuta ~ista okolina – poreme}aji
nisu sagledani,
- kreiranje nove okoline – mogu}nosti
poreme}aja planski unapred uklonjeni.
Za ovako slo`en, a i u krajnjoj liniji
odgovoran posao potrebno je stvoriti i
odgovaraju}e uslove pod kojima se
mogu posti}i rezultati, a to u ovom
slu~aju zna~i imati:
a) sve gotove informacije u prikladnoj
formi,
b) instrukcije koje }e snositi
odgovornost za koncepciju i
odobrenje i sprovo|enje takve akcije,
c) teoretsku i metodolo{ku osnovu kao
vodi~ koji bi dao pravu orijentaciju u
akciji.
I kada su jednom stvoreni takvi uslovi,
onda se mo`e uzeti u analizu ili
sistematizaciju defenzio-sistem, na{a
odbrana, bitka za `ivotnu sredinu koja
}e odmah dobiti i svoju strategiju i
politiku kojom }emo nastupiti unutar
ve} pomenutoh koncepcijskog okvira.
Stvaranje te strategije i politike bi}e
proces same akcije i studija i nije ne{to
{to se mo`e stvoriti unapred, jer mora
biti vezano uz prostor, vreme, subjekat i
situaciju. To }e odbrana mo`da u
odre|enom trenutku biti zapravo i
napad, ali ne onaj koji smo
okarakterisali kao eksploatacioni, nego
tzv. odbrambeni napad. Kao u svakoj
"bitci" tako }e i ovde biti stvoren
operativni plan, koji }e dati glavne
smernice i politici i strategiji, daju}i im:
- manje-vi{e specifi~ne preporuke
po`eljnih standarda i kvaliteta `ivotne
sredine,
- smernice za svaku pojedina~nu akciju
individualno,
- {ta treba da bude pokretna snaga i
krajnji rezultat akcije,
- kada, kako i kojim sredstvima i
tro{kovima treba da budu postignuti ti
rezultati,
- ko treba da nosi obaveze koje
proizilaze iz te akcije i operativnog
plana,
- obrazlo`enje mnogih rezultata koji se
predvi|aju tom akcijom u smislu
ciljeva i njihovih prioriteta, s time da
unapred bude jasno da su oni
uzajamno skladni a ne kontradiktorni.
Ovakav operativni plan svakako ne
mo`e biti toliko precizan da mo`e sve
predvideti, jer ~esto ne}e biti na
raspolaganju sektorski i standardni
detalji, nego }e se morati istra`ivati
mnogo {ira podru~ja da bi se do{lo do
onih naju`ih, a koje slu`e za specifi~ne
odluke.
Celu odbranu mo`emo podeliti u dva
dela.
1. Optimalizacija `ivotne sredine –
neposredna akcija: preventiva, za{tita,
konzervacija, restauracija, asanacija i
terapija, unapre|enje i reklamacija i
kreacija.
2. Usmeravanje sistema – kao
posredna akcija: usmeravanje i
korekcija eksploatacionih sistema,
usmeravanje i remodelizacija
[207]
tehnologije u proizvodnim sistemima,
usmeravanje i preorijentacija sistema
potro{nje, usmeravanje koordinacija i
uskla|ivanje dru{tvenih sistema u
odnosu prema `ivotnoj sredini,
usmeravanje i preorijentacija sistema
obrazovanja ~oveka prema `ivotnoj
sredini.
Oba smera odbrane moraju biti
sinhronizovana, gde je drugi pravac
usmeravanja vi{e jednosmeran i
kontinuiran proces za razliku od
optimalizacije koja mo`e primiti isti
smer, ali i kampanju, kao i deljivost s
obzirom na lokalitete. Osim toga,
optimalizacija treba da ima ja~i
naglasak na istra`iva~ku delatnost i
tehni~ku aktivnost, a drugi pravac
usmeravanja ima vi{e nau~nofilozofsko, dru{tveno i politi~ko te`i{te,
i ba{ u ta dva razli~ita pravca ova
odbrana treba da deluje svrsishodnije i
celovitije. Treba naglasiti da se jedan
pravac bez drugog ne bi smeo
izolovano aktivirati, jer je sigurno da bi
rezultati ostali nepotpuni.
Dosada{nja istra`ivanja dovela su do
jasnih zaklju~aka da su dana{nji
poreme}aji `ivotne sredine posledice
ekolo{ki pogre{ne tehnologije
upotrebljene u proizvodnji. Na temelju
dosada{nje krize i ovih konstatacija
mo`emo izvesti samo jedan jedini
globalni zaklju~ak – da ako `elimo da
pre`ivimo ekonomski a i biolo{ki,
treba da se u~ini veliki zahvat u
ekonomske i tehnolo{ke sisteme i
strukture koje danas vladaju svetom, da
bismo stvorili tehnologiji proizvodnje
mnogo bli`e harmoniji, koja je
neizbe`ni zahtev ekosistema [9]. Dakle,
sa tih pozicija trebalo bi da krene akcija
usmeravanja sistema i da stvori novu
klimu ravnote`e izme|u ekolo{kih
zakona na{e biosfere i tehnolo{kih
struktura humano-sistema i da stvori
nova shvatanja o `ivotnoj sredini, za
razliku od dana{njih prili~no
primitivnih nivoa shvatanja tih
problema.
V. Mere i instrumenti za{tite
`ivotne sredine
Oru`ja i oru|a u ovoj intervenciji i
optimalizaciji ima}e posebnu va`nost,
jer sredstva kojima }e te}i akcija ~esto
mogu imati i odlu~uju}e zna~enje. Izbor
vrste mera za svaki odre|eni slu~aj
zavisi od tipa akcije kako je prethodno
kategorisano (preventiva, asanacija i dr.).
Lista takvih mera zna~ajna je i daje
{iroke mogu}nosti delovanja, samo je
va`no da se te mere zakonski u~vrste.
Preduzimanje ovakvih mera ima svoje
zna~ajne ekonomske i tehni~ke
posledice tako da svaka mera mora biti
prvenstveno predmet prethodnih studija
i ~vrstih odluka. Mere su svrstane
redom od najpasivnijih pa do
energija
najstimulativnijih [10]: zabrane,
sporazumi, ograni~enja, konvencije,
mere odvra}anja, razvojni programi,
uslovne dozvole, planovi, preporuke,
projekti, fakultativni standardi,
koordinacija, obavezni standardi,
direktive, saradnja i drugo.
Ove mere mogu imati i svoje
modulacije, a mogu se stvoriti i
simultano specifi~ne me{avine. Da bi se
sprovele u praksu, moraju postojati i
odre|eni instrumenti, koji }e
odgovarati pojedinim merama i
kategorijama akcija. Takvi instrumenti
imaju i svoj univerzalni karakter i
vrednost. Najva`niji su: institucionalni,
tehni~ki, organizacioni, tehnolo{ki,
zakonski, nau~ni, ekonomski,
obrazovni, fiskalni, informacioni,
bud`etski, menad`erski, istra`iva~ki i
drugi.
Ovi instrumenti kod ve}ih zahvata i
slo`enijih problema mogu biti
upotrebljeni u celini, posebno na
nacionalnom nivou. U drugim nekim
situacijama do}i }e verovatno do
naglaska na jedan do dva instrumenta, a
drugi }e biti samo pratnja. Osim toga,
neki instrumenti bi}e organizovani
kampanjski itd. Upravo, mere i
instrumenti su nedeljivi elementi akcija,
i kod njihove razrade i dono{enja
odluka treba ih tretirati povezano i
svoditi po mogu}nosti na zajedni~ki
imenitelj.
VI. Zaklju~ak
Tradicionalni pristup klasifikaciji i
tuma~enju savremenih instrumenata
upravljanja u oblasti `ivotne sredine
kojim se oni kategorizuju u dve
relativno ~vrsto polarizovane grupe –
na one koji imaju prevashodno
ekonomski i one koji imaju
prevashodno "komandno-kontrolni" i
administrativni karakter – ve} odavno
nema svoje ~vrsto utemeljenje u
savremenoj ekonomiji, politici i pravu
`ivotne sredine. Ovakva podela se mo`e
smatrati prevazi|enom ne samo iz ~isto
metodolo{kih, ve} i iz su{tinskih
razloga. Su{tinski razlozi najve}im
delom proizilaze iz preovla|uju}ih
koncepcijskih stavova o uzrocima i
posledicama problema u `ivotnoj
sredini kao i mogu}nostima njihovog
re{avanja u okolnostima postoje}eg
ekosistema.
Saznanja i praksa koji su pokazali
definitivnu i apsolutnu me|uzavisnost
ekonomskih i socijalnih aspekata
problema u `ivotnoj sredini imali su za
posledicu orijentaciju ka integralnom
pristupu u politici i pravu `ivotne
sredine kao jedino mogu}em odgovoru
na savremene izazove u ovoj oblasti.
Otuda je danas nezamisliva primena
bilo kakvih instrumenata u politici
`ivotne sredine, pa i onih koji spadaju u
kategoriju ekonomskih instrumenata,
bez sagledavanja dru{tvenih, tehni~kotehnolo{kih i drugih dimenzija
problema u vezi sa `ivotnom sredinom.
To se podjednako odnosi i na pravne
aspekte funkcionisanja sistema u oblasti
politike `ivotne sredine kao jednog
podsistema pravno-politi~kog sistema
svake dr`ave, odnosno podsistema
me|unarodnopravnog sistema globalne
me|unarodne zajednice.
Integralan pristup ostvarivanju ciljeva u
oblasti `ivotne sredine podrazumeva
doziranu, sinhronizovano i skoro
istovremenu primenu razli~itih i
me|usobno podr`ivih instrumenata.
Integracija ciljeva politike `ivotne
sredine u sve relevantne sektorske
politike i tzv. integracijska jednakost sa
naglaskom na pravima budu}ih
generacija, osnovne su odrednice ovog
koncepta.
Literatura
[1] M. Vasovi}, @ivotna sredina – polje
integralnog istra`ivanja u savremenoj
geografiji, Glasnik SGD, Sveska LXVI,
br. 2, Beograd, 1986., str. 19-29.
[2] L. Jovanovi}, Globalni ekolo{ki
problemi ~ove~anstva, Ecologica br. 8,
Beograd, 2003.
[3] M. Lje{evi}, Plansko usmeravanje
kvaliteta `ivotne sredine i razvoj,
monografija, "Prostorno planiranje,
regionalni razvoj i za{tita `ivotne
sredine", Institut za arhitekturu i
urbanizam Srbije, Beograd, 1995., str.
47-62.
[4] P. Sands, Principles of international
environmental law, Cambridge
University Press, 2003.
[5] F. S. Singer, and F.Seitz. Hot Talk
Cold Science: Global Warmings
Unfinished Debate, The Indexpendent
Institute, Oakland, California, 2001.
[6] P. J. Barbe. Economic instruments
in environmental policy: Lessons from
OECD Experience and their
relevance to Developing Economies,
OECD, Technical Paper, No 92,
January 1994.
[7] http:// www.pbs.org/wgbh/warming/
debate/singer.html, januar 2008.
[8] Recommeendations to governments
of ECE Countries in transition on the
application of economic instuments for
better integrating environmental policy
with sectoral policy, ECE/CEP/45, 16
May 1998.
[9] F. S. Singer, The Kyoto Protocol: A
[208]
Post-Mortem, The New Atlantis, A
Jurnal of Technology and Society,
2004.
[10] http: //snena.tripod.com/id212html,
februar 2008.
energija
Jovan Kon, Neboj{a Vrane{, Miroslav Crn~evi}
UDC: 621.3.004
Razvoj sistema za
recikla`u elektronske i
elektrotehni~ke opreme
1. Uvod
Institut "Mihajlo Pupin" je sa uspehom
rrealizovao vi{egodi{nji istra`iva~ki
projekat «Razvoj sistema za recikla`u
elektronske i elektrotehni~ke
opreme» (broj projekta TR 6729),
koje je finasiralo Ministrastvo za Nauku
i Za{tittu @ivotne Sredine.
Ostvareni rezultati u relalizaciji ovog
projekta su bili izvanredni, pa je doneta
odluka od strane Upravnog Odbora
Instituta (na predlog Poslovodnog
Odbora) da Institut "Mihajlo Pupin",
kao nosialac istra`iva~kog projekta i
S.E. TRADE DOO, kao partcipant na
projektu, formiraju novo preduze}e sa
nazivom IMP - Zero Waste d.o.o.,
koje bi rezultate istra`iva~kog projekta
preto~ilo u realnu tehnologiju, koje
mo`e da se izdr`ava na tr`i{tu
pru`anjem usluga u preradi
elektronskog i elektrotehni~kog otpada.
Navedeno preduze}e je u me|uvremenu
postalo deo Nau~no Tehnolo{kog
Parka, koji je osnovan u okviru
Instituta "Mihajlo Pupin", upravo sa
ciljem stvaranja tr`i{no orjentisanih
preduze}a koja bi koristile nau~no
istra`iva~e rezultate ostvarene u
Institutu uz pomo} i podr{ku
Ministarastva za Nauku i Za{titu
@ivotne Sredine.
Prakti~ni rezultati NI projekta su
omogu}ili otvaranje prve fabrike za
recikla`u elektronskog i
elektrotehni~kog otopada u Srbiji,
odnosno na Balkanu.
Izuzetno zna~ajan momenat u realizaciji
ovog posla nastaje kada se u ceo
Projekat uklju~uje renomirana Nema~ka
kompanije za proizvodnju opreme za
recikla`u MEVA (MEWA), koja je
nakon upoznavanja sa na{im projektom
donela odluku da isporu~i gratis (na
period od godinu dana) nedostaju}u
opremu za preradu otpada, radi
Rezime
Prikazani su ostvareni rezultati nau~no-istra`iva~kog projekta „Razvoj sistema za
recikla`u elektronske i elektrotehni~ke opreme“ i dati su kratki prikazi evropske
regulative i zakonskih propisa Srbije u oblasti za{tite `ivotne sredine i tretmana
otpada. Prikazan je postupak osnivanja preduze}a, izgra|ena fabrika i primenjena
tehnologija za recikla`u elektronske i elektrotehni~ke opreme u sastavu Instituta
„Mihajlo Pupin“.
Abstract
In the papper “The Development of the System for Recycling of Electronic and
Electical l Equipment Waste ” are presented the accomplished results of the
scientific research project and a short description of the European and Serbian
Law and Regulations in the field of environmental protection and waste treatment.
Also, the paper presents the procedures in founding of the company and building
of the factory and implementation of the developed technologies for electronic and
electrical waste recycling.
ispitivanja i verifikacije na{eg
tehnolo{kog procesa.
U Institutu "Mihajlo Pupin" procenjeno
je da izgradnja i upravljanje fabrikom
za recikla`u nije posao za Institut, ve}
za participanta na NIR projektu,
odnosno preduze}e S.E. TRADE DOO.
Shodno takvoj odluci ugovor sa
kompanijom MEVA o isporuci
nedostaju}e opreme je potpisao
participant, koje je preuzeo kompletnu
opremu, organizovao njenu instalaciju,
povezivanje, testiranje i pu{tanje u
probni rad, obezbedio osiguranje
opreme i preuzeo obavezu da istu vrati,
ili otkupi nakon isteka perioda probnog
rada od godinu dana.
Zajedni~ko preduze}e IMP-ZeroWaste
d.o.o. }e se razvijati, pre svega kao
istra`iva~ki centar i laboratorija za
razvoj i verifikaciju novih tehnologija
za recikla`u e-otpada.
U toku probnog rada fabrike
verifikovani su rezultati istra`iva~kog
projekta, a dobijene su nove relevatne
informacije za dalja istra`ivanja i
unapre|enja osvojene tehnologije.
[209]
Na~elni dogovor je bio da se isporu~ena
oprema isplati izvozom reciklirane
sekundarne sirovine, koja se dobija iz
E-otpada.
Kompletan NIR projekat je uskla|en sa
Direktivom Evropske Unije
(DIRECTIVE 2002/95/EC OF THE
EUROPEAN PARLIAMENT AND OF
THE COUNCIL - 27 January 2003),
koji smo u sklopu projekta i preveli i
vodili ra~una o ispunjenju njenih
zahteva.
2. Su{tina (osnovni principi)
evropskih direktiva
Politika Evropske komisije u sektoru
za{tite `ivotne sredine obuhavta visok
nivo za{tite`ivotne sredine imaju}i u
vidu razli~itosti i specifi~nosti regiona
Bazirana je na ~etiri principa:
- Princip spre~avanja generisanja otpada
- Princip preventivnog delovanja
- Uklanjanje o{te}enja `ivotne sredine
treba da uvek bude prioritet na mastu
generisanja
- Princip otpada generator pla}a.
energija
4. Zakonska regulative
Slika 3 Struktura elektronskog i
elektrotehni~kog otpada
u Srbiji
U republici Srbiji doneti su
brojni zakoni i osnovane
odgovaraju}e institucije, ~ija
je osnovna obaveza i glavna
delatnost usmerena na
o~uvanju i unapre|enju
`ivotne sredine. To su pre
svega slede}i zakoni i
institucije:
- ZAKON O OSNOVAMA
ZA[TITE @IVOTNE
SREDINE
- ZAKON O ZA[TITI
@IVOTNE SREDINE
- ZAKON O STRATE[KOJ
ANALIZI UTICAJA
- ZAKON O PROCENI
UTICAJA NA @IVOTNU SREDINU
- ZAKON O INTEGRISANOM
[ema koja opisuje ovaj proces je data
SPRE^AVANjU I KONTROLI
na slede}im dijagramima (slika 4 i 5).
ZAGA\IVANjA @IVOTNE
Waste Electrical and Electronic
SREDINE
7. Opis tehnologije recikla`e
Equipment (WEEE) je prioritet na
ZAKON O POSTUPANjU SA
nivou zajednice.
elektronskog I elektrotehni~kog
OTPADNIM MATERIJALIMA
otpada
Su{tina koncepcije EU je prikazana na
- AGENCIJA ZA ZA[TITU @IVOTNE
slici 1, koji je piramidom ilustruje
Tehnologije recikla`e se sastoji od
SREDINE - Osnovana zakonom
pomak ka sve vi{im fazama obrade
slede}ih aktivnosti (slika 6):
2004.godine
otpada, ~iji kajnji cilj je spre~avanje
1. Prikupljanje otpada
- AGENCIJA ZA [email protected]
generisanja otpada, koja se mo`e
2. Sortiranje i razvrstavanje
- MINISTARSTVO ZA ZA[TITU
direktno primeniti i na elektronski i
@IVOTNE SREDINE
3. Ru~na separacija i obrada –
elektrotehni~ki otpad.
- Gradski zavod za za{titu zdravlja
odvajanje potencijalno upotrebljivih
3. EU directive za tretman
sklopova i delova
5. Struktura elektronskog I
otpada
4. Ubacivanje e-otpada u
elektrotehni~kog otpada
separator/dezintegrator koji vr{i
EU direktive i njihov me|usobni uticaj
Struktura elektronskog i
razbijanje elektronskih i
je dat na slici 2.
elektrotehni~kog otpada je prikazana na
elektrotehni~kih ure|aja (ovaj deo
slici u tekstu, gde je
procesa je najosetljiviji, i posebna
Slika 2 EU direktive za tretaman otpada
izvr{ena podela na
karakteristika opreme je da se
razne ure|aje po
energetske baterije ne re`u i ne
njihovoj nameni i
lome, ve} ostaju cele radi dalje
na~inu tretmana i
obrade i izdvajanja {tetnih materija)
recikla`e (slika 3).
5. Separacija dezintegrisanog sadr`aja
na metalne i nematalne delove
6. Proces
tretmana otpada
6. Mlevenje izdvojenih plasti~nih
delova i priprema mlevene plastike
Svaki otpad, {to se
kao sekundarne sirovine za tr`i{te
odnosi i na
elektronski i
7. Separacija metalnog odpada na
elektrotehni~ki otpad
razne metale
mora da u procesu
8. Dalja rafinacija metalnog otpada
recikla`e ispuni
radi dobijanja ~istih metala za
ore|ene kriterijume,
tr`i{te
tako da na kraju
procesa obezbedi
9. Posebna tehnologija se primenjuje
korisnu i upotrebljivu
kod obrade katodnih cevi, gde se
sekundarnu sirovinu,
mora sprovesti poseban postupak
a da ostatak koji ne
radi sigurnog lomljenja stakla i
mo`e da bude
odvajanja otrovnih supstanci
recikliran bude {to je
10. Priprema stakla kao sekundarne
mogu}e manji, po
sirovine za tr`i{te
volumenu i
{kodljivosti, i da bude Ovim procesom se izme|u ostalog
na siguran i bezbedan dramati~no smanjuje zapremnina
na~in odlo`en.
otpada. Za to se koriste {rederi (seka~i),
Slika 1 Prikaz razvoja tehnologije
radi re{avanja problema
otpada
[210]
energija
Slika 4 Digram toka tehnologije recikla`e
Slika 5 Prikaz promene ekolo{ke prihvatljivosti otpada
Slika 6
Blok {ema procesa recikla`e
[211]
koji mogu biti sa jednim, ili dva no`a
(slika 7 i 8).
Ipak , klju~ni deo procesa za recikla`u
~ini dezintegrator, koji pomo}u lanca
koji se okre}e velikom brzinom razbija
elektronske ure|aje ne seku}i njihove
sastavne delove, {to omogu}ava da
enegetske baterije ostanu cele i ru~no se
odvajaju radi dalje obrade.
Naro~it problem je recikla`a katodnih
cevi i za to je predvi|ena posebna
tehnologija.
[ematski prikaz postrojenja za tretman
monitora sa katodnim cevima je dat na
slici 10.
Ovo posrojenje jo{ nije zavr{eno i
predi|a se njegovor razvoj u narednom
periodu. Tako|e tretman i recikla`a
energetskih baterija nije u celosti
zvar{ena, ali je realizacija tog segmenta
tako|e u toku.
Kompletno postrojenje bez delova koji
se odnose na tretman monitora sa
katodnim cevima i energetskih baterije
je zavr{eno, pu{teno u probni rad,
ura|ena je studija o uticaju na `ivotnu
sredinu, dobijeno je odeobrenje od
Minstarstva za ekologiju i o~ekuje se
dobijanje upotrebne dozvole u
najkra}em mogu}em roku.
Prikaz izgra|enog potrojenja – fabrike
za recikla`u elektronskog otpada je je
dat na slici 11.
energija
Slika 7 [reder sa jednim no`em
Slika 8 [reder sa dva no`a
8. Zaklju~ak
Zavr{etak
istra`iva~kog
projekta je
doveo do
neospornog
uspeha i pravi je
primer kako
sredstva iz
fondova za
nau~no
istra`iva~ki rad
treba da se
koriste.
Direktan
Slika 9 Dezintegrator
rezultat NI projekta je razvijena i
osvojaena tehnologija za recikla`u
elektronskog i elektrotehni~kog otpada,
koja je krunisana izgradnjom fabrike za
recikla`u e-otpada, i to prvu takve vrste
na Balkanu.
Fabrika prema prvim rezultatima
dobijenim u probnom radu, ima pored
zna~ajne uloge u za{titi i o~uvanju
`ivotne sredine, kroz smanjenje koli~ine
e-otpada i njegovu recikla`u, i izuzetan
komercijalni potencijal, odnosno
ostvareni prihod od prodaje
sekundardnih sirovina i metala koji se
dobijaju u procesu recikla`e,
Slika 10 [ematski prikaz postrojenja za tretman monitora sa katodnim cevima
[212]
energija
Slika 11 Skica postrojenja za recikla`u elektronskog otpada
obezbe|uje funkcionisanje fabrike i
generisanje profita koji obezbe|uje
izdvajanje jednog dela u dalja
istra`ivanja i razvoj.
Uz sredstva koja }e obezbediti
Ministarstvo za Nauku za novi ciklus
ravoja i istra`ivanja u ovoj oblasti,
o~ekujemo u neposrednoj budu}nosti
dalje usavr{avanje razvijene tehnologije
i njenu prakti~nu primenu.
[213]
energija
M. Regodi}
Vojna akademija, Katedra prirodno-matematu~kih i tehni~kih nauka,
Beograd
UDC: 504.75.064
Primena daljinske
detekcije u pra}enju i
za{titi `ivotne sredine
I. Uvod
Mnogobrojni su i raznovrsni uzroci
ugru`avanja `ivotne sredine. Prirodni
procesi i pojave (elementarne nepogode)
mogu biti va`an uzrok, jer se npr.
prilikom zemljotresa, orkana, poplava i
vulkanskih erupcija doga|aju stra{na
razaranja, pove}anja temperature i sl.,
naru{avaju se odnosi u prirodi.
Me|u va`ne faktore ugru`avanja
`ivotne sredine spadaju i ljudske
aktivnosti: industrijska i poljoprivredna
proizvodnja, urbanizacija prostora,
izgradnja infrastrukturnih objekata i
drugo. Tehni~ko-tehnolo{ki razvoj
tako|e uti~e na stanje `ivotne sredine,
jer se u njemu koriste i tro{e velike
koli~ine prirodnih resursa.
Zbog pomenutih uzroka, svi organizmi
bivaju ugro`eni, a neki i potpuno
uni{teni. Tako je Zemlja postala vrlo
ugro`ena zbog ljudskih aktivnosti.
Danas je gotovo celo ~ove~anstvo
zabrinuto stalnim pogor{avanjem
globalnog, regionalnog i lokalnog
podru~ja Zemlje.
Lansiranjem Zemljinih satelita otvorena
je nova mogu}nost pra}enja i za{tite, u
prvom redu globalnog, a potom
regionalnog i lokalnog podru~ja. Bez
takvih prou~avanja gotovo da bi bilo
nemogu}e pratiti prirodne pojave i
sisteme, kao {to su ~vrsta Zemljina
kora, biosfera, atmosfera, hidrosfera,
zatim hidrolo{ki ciklus, biohemijski
ciklus i klimatski procesi.
Nove generacije senzora ugra|enih u
svemirske letelice omogu}uju
sistematsko pra}enje, snimanje i
merenje razli~itih relevantnih podataka
va`nih za utvr|ivanje promena i
procesa u moru, na kopnu i u atmosferi.
Na osnovu tako prikupljenih informacija mogu}e je ukazati na aktuelna stanja
u tim sredinama, ali i prognozirati
prirodne katastrofe.
Rezime
Oduvek postoji realna potreba za neposrednim opa`anjem i prou~avanjem pojava
~ije dimenzije prelaze gornju granicu ljudskih mogu}nosti. Iz potrebe da se dobiju
novi podaci, da osmatranja i izu~avanja budu objektivnija od dosada{njih sinteza,
prihva}en je novi istra`iva~ki metod – daljinska detekcija. U radu su predstavljeni
principi i elementi daljinske detekcije, kao i osnovni aspekti primene daljinskih
istra`ivanja u osmatranju i za{titi `ivotne sredine. Metodi daljinske detekcije
omogu}uju snimanje i registrovanje izvora zaga|ivanja vazduha, pra}enje
eksploatacije povr{inskih nalazi{ta ruda, kao i stalno osmatranje stanja vodenih
povr{ina. U radu je posebno istaknut veliki doprinos daljinske detekcije kod
otkrivanja i pra}enja raznih prirodnih i ve{ta~ki izazvanih katastrofa. Od ostalih
katastrofa izdvojeno je dat prikaz satelitskog otkrivanja nastanka najve}e
nuklearne nesre}e u nuklearnoj elektrani "~ernobilj". Za razliku od prirodnih
nesre}a, ratne katastrofe su izazvane ljudskim delovanjem. Razvoj i primena
nuklearnog, hemijskog i biolo{kog naoru`anja predstavlja ozbiljnu pretnju
o~uvanju ~ovekove `ivotne sredine, na {ta je u radu ukazano osvrtom na satelitsko
snimanje i pra}enje nekih ratnih dejstava od "Zalivskog rata" do danas. Daljinska
detekcija, tako|e, pru`a velike mogu}nosti utvr|ivanja stanja i promena –
posledica bombardovanja.
Klju~ne re~i: daljinska detekcija, `ivotna sredina, satelitski snimak, senzor.
A usage of remote sensing in observation and protection of the
environment
It has always been a real need to perceive (survey) directly and study the events
whose extent is beyond upper limitations of people's possibilities. 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 to observe and protect the
environment. Methods used in remote sensing enable surveying and registration of
sources that pollute the air, viewing the exploit of the surface finding places of
ores and permanent observations of water surfaces states. In the paper a great
contribution of remote sensing in detecting and monitoring various natural and
artificial catastrophes is emphasized. In order to show how satellites detected the
beginning of the greatest nuclear catastrophe in Chernobyl a separate presentation
is given. Comparing natural catastrophes with war ones it is obvious that the war's
are caused by men activities. The facts that development and usage of nuclear,
chemical and biological weapons is a serious threat to the environment was the
reason to appoint satellite surveying and surveillance of some war activities from
The Golf War to these days. Remote sensing, also, gives great possibilities to
determine status and changes - caused by bombing.
Key words: remote sensing, the environment, satellite image, sensor
Danas se ne mo`e zamisliti dugoro~na
strategija razvoja jedne zemlje, kao i
definisanje dugoro~nih mera za{tite
`ivotne sredine i upravljanja rizikom,
[214]
bez uklju~ivanja informacija koje se
dobivaju posredstvom ve{ta~kih Zemljinih satelita.
Postoji veliki broj satelita, opremljenih
energija
razli~itim senzorima, koji prikupljaju
va`ne podatke o onome {to se doga|a
na Zemlji. Podaci koji se na taj na~in
dobivaju imaju razli~ite vrednosti
(radiometrijske i prostorne), od onih
istovremeno snimljenih u razli~itim
intervalima elektromagnetskog spektra,
do snimaka dobivenih mikrotalasnom
tehnikom (radarski postupak), kao i
snimaka prostorne rezolucije reda
veli~ine 1.000 m pa sve do jednog
metra.
II. Princip i primena daljinske
detekcije
Daljinska detekcija u u`em smislu
obuhvata analizu i interpretaciju
razli~itih snimaka delova Zemljine
povr{ine, na~injenih sa povr{ine terena,
iz vazduha, ili iz kosmosa. Po~etak
njene istorije mogao bi biti nastanak
klasi~ne fotografije, koja se javlja 1839.
godine i vezuje za ime Francuza Dagera
(Daguerre). Deset godina kasnije
(1849.), u Francuskoj fotografija
po~inje 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
nema~koj Fernerkundung, a u ruskoj
distancionnie issledoaniÔ.
Kod nas se, prema kori{}enom
literaturnom izvoru, pojavljuju i nazivi
"daljinska opa`anja", "daljinska
istra`ivanja", "teledetekcija", "daljinski
metodi", "distanciona istra`ivanja".
Pojam daljinska detekcija je najvi{e u
upotrebi.
Najpogodniju definiciju daljinske
detekcije dala je Evelin Pruit 1960.
godine koja glasi: ''Daljinska detekcija
predstavlja metod prikupljanja
informacija putem sistema koji nisu u
direktnom, fizi~kom kontaktu sa
ispitivanom pojavom ili objektom''.
U stranoj literaturi sre}emo i definiciju
koja ka`e da je daljinska detekcija
nauka (u {irem smislu i umetnost) o
prikupljanju podataka o Zemlji bez
fizi~kog kontakta sa njom. Podaci se
prikupljaju registrovanjem i snimanjem
odbijene ili emitovane energije objekta i
obradom, analiziranjem i kori{}enjem
tog podatka.
Obe definicije, kao i druge, vide
daljinsku detekciju kao postupak
izvi|anja i snimanje Zemljine povr{i iz
vazduha, svemira ili sa Zemlje, bez
kontakta sa povr{inom Zemlje. Danas
se pod terminom daljinska detekcija
podrazumeva i aerofotogrametrija uz
uva`avanje specifi~nosti fotografskog
nastajanja snimka.
Kod realizacije postupaka daljinske
detekcije jasno se mo`e definisati i
izdvojiti nekoliko direktno povezanih
elemenata. U geonaukama, me|u koje
spada i geodezija, objekat je fizi~ka
povr{ina Zemlje. Objekat zra~i
elektromagnetnu energiju, koja nosi
informacije o njegovim osobinama.
Energija mo`e biti sopstvena i
reflektovana, koja je saop{tena objektu
iz prirodnog ili iz nekog ve{ta~kog
izvora.
Energiju registruje senzor, koji se u
najve}em broju slu~ajeva nalazi na
pokretnoj platformi (zemljinom
satelitu). Na osnovu slo`enog
elektronskog sklopa senzora
registrovani signal se prevodi u oblik
pogodan za obradu, odnosno nastaje
odgovaraju}i snimak u digitalnom ili
analognom obliku. Zatim, sledi analiza
snimljenog podru~ja, interpretacija
rezultata i na kraju upotrebljiva
informacija (podatak) o snimljenom
sadr`aju. Ta informacija naj~e{}e
obuhvata saznanje o vrsti, granicama
prostiranja i intenzitetu registrovanog
fenomena. Princip daljinske detekcije se
jednostavno mo`e sagledati na osnovu
slike 1.
Slika 1 Princip daljinske detekcije
Osnovni elementi koji u~estvuje u
postupku daljinske detekcije su (slika 2):
¾ objekat - predmet istra`ivanja - A,
¾ elektromagnetna energija - B,
¾ senzor, platforma - C,
¾ snimak, analiza, interpretacija - D,
¾ informacija za upotrebu - obra|eni
podatak deljinske detekcije - E.
III. Osnovni aspekti primene
satelitskih daljinskih istra`ivanja u
pra}enju i za{titi `ivotne sredine
Primena podataka dobivenih satelitskim
snimanjem u otkrivanju zaga|enja
vazduha postaje sve va`nija. Dinami~ke
modifikacije na povr{ini Zemlje, npr. na
mestima povr{inske eksploatacije
mineralnih sirovina, svakim se danom
pove}avaju, naru{avaju}i prirodni
izgled okoline. Veliki hi-drotehni~ki
zahvati, koji se izvode {irom sveta,
tako|e menjaju prvobitnu sliku
Zemljine povr{ine. Sve se takve pojave
mogu registrovati na satelitskim
snimcima, kao {to se tako mo`e pratiti
njihov razvoj i uticaj.
Zaga|enje vazduha
Daljinska detekcija je tako|e pogodna
metoda za snimanje i registrovanje
izvora zaga|enja vazduha, posebno od
onih postrojenja koja za gorivo koriste
ugalj (termoelektrane). Osim snimanja
du`ine dimne zavese i njenog smera
kretanja, mogu}e je pratiti i vla`nu
zavesu iz rashladnih postrojenja. Pogodnim izborom satelitskih snimaka
(spektralni rasponi i prostorna
rezolucija) mogu}e je razgrani~iti
fizi~ke karakteristike dimne zavese.
Tako|e je mogu}e izra~unati du`inu,
{irinu i visinu zavese.
Povr{inski rudni kopovi
Eksploatacija mineralnih sirovina dnevnim kopom (pe{~are, {ljunkare,
Slika 2 Osnovni elementi daljinske detekcije
[215]
energija
kamenolomi, glinokopi, le`i{ta uglja i
drugo), zna~ajno i dugotrajno menja
sliku reljefa prostora.
Dobar primer za to je eksploatacija
uglja u biv{oj Nema~koj Demokratskoj
Republici (DDR), koja je bila vode}i
proizvo|a~ uglja u svetu iz dnevnih
kopova. Eksploatacija lignita dovela je
do hidrolo{kih i hidrohemijskih promena `ivotne sredine, koje su se osetile
i po vi{e kilometara daleko od mesta
eksploatacije.
Za pra}enje i ispitivanje dinamike
eksploatacije lignita u sredi{njoj
Nema~koj i posledica uticaja na `ivotnu
sredinu, kori{teni su satelitski
Landsatovi TM snimci, kao i
aerosnimci na~injeni pomo}u CASI
skenera. To je 1997. godine snimljeno u
18 spektralnih kanala, spektralnom
rezolucijom od 288 nivoa sivog tona, u
talasnom podru~ju 433,4 - 949,3 nm
(geometrijska rezolucija snimaka
iznosila je 3,6 m)
Pra}enje morske povr{ine
Kako je vi{e od 70% povr{ine Zemlje
prekriveno morem, postoji ve}i broj
specijalnih satelita namenjenih
prikupljanju podataka o morima i
okeanima. Okeanografija je jedan od
najve}ih korisnika satelitskih snimaka.
Satelitski snimci su se pokazali
nezamenjivima u pra}enju promena
fizi~kih i biolo{kih parametara
povr{inskog sloja mora. Za to se
naj~e{}e koriste podaci dobiveni
infracrvenim senzorima, koji, osim {to
pokazuju temperaturu povr{inskog sloja
mora, registruju i mnoge procese va`ne
za prou~avanje drugih pojava.
Za snimanje morske povr{ine koristi se
{iroki spektar elektromagnetskog
zra~enja (vidljivo, blisko infracrveno,
mikrotalasno). Najpogodniji spektralni
kanal za utvr|ivanje kvaliteta morske
vode je ultraljubi~asti, bliski
infracrveni i termalni infracrveni.
"Cvjetanje" algi u morima je dosta ~esta
i neugodna pojava. Takve pojave se
dobro zapa`aju na odre|enim
satelitskim snimcima, npr. na
kolorkompozitima na~injenim iz tri
spektralna kanala (plavi, zeleni, crveni)
s tematskim kartografom.
Naftne mrlje u moru
Radarski snimci su pogodni za pra}enje
pomorskog transporta i zaga|enja mora
naftnim mrljama. Njihova je prednost u
tome {to se mogu snimati u gotovo
svim meteorolo{kim uslovima i dobiti u
pribli`no realnom vremenu (u toku 24
sata). Ve}e naftne mrlje, koje poti~u od
brodova, mogu se uspe{no otkriti radarskim snimcima, naro~ito kada je vreme
na moru bez vetra ili sa slabim vetrom.
IV. Prirodne katastrofe
Razne pojave i procesi koji se
de{avaju u prirodi ~esto se negativno
odra`avaju na stanje `ivotne
sredine, pa i celokupnu biosferu.
Naj~e{}i uzroci tome su razne
elementarne nepogode ili katastrofe,
me|u koje se ubrajaju: poplave,
zemljotresi, vulkanske erupcije,
{umski po`ari, olujni vjetrovi, su{e,
ekstremno visoke i niske
temperature i dr.
Ugro`avanje `ivotne sredine je
naro~ito izra`eno prilikom
vulkanskih erupcija, poplava,
potresa i oluja, pri ~emu se po
pravilu doga|aju velike katastrofe.
Slika 3 Vulkan Etna na Siciliji,
prikazan SPOT-ovim XS
snimkom [CNES, 1997]
Poplave
Katastrofalne poplave velikih reka
mogu prouzrokovati velike ljudske
`rtve, kao i velike materijalne {tete,
naro~ito u gusto naseljenim podru~jima u dolinama reka.
Primer sistema za rano upozoravanje o
poplavama izgra|en je na Plavom Nilu
(Egipat). To je bio prvi operativni
sistem na svetu u kojemu su satelitski
snimci METEOSAT kori{}eni za
procenu ranih padavina u slivnom
podru~ju razmatranog terena.
Kori{}enje satelitskih snimaka, u
kombinaciji s izradom matemati~kog
modela, toka padavina i rutinskih
modela o toku za Plavi Nil, bio je dobar
pristup za dobivanje vremena potrebnog
za rano upozorenje od poplava i poduzimanje preventivnih mera, npr.
vreme je produ`eno sa 3 na 6 dana za
mogu}e preduzimanje za{titnih mera [3].
Mo`e se konstatovati da su satelitski
snimci izvanredan osnov za ispitivanje
poplava i upravljanje kriznim
podru~jima, i to pre, za vreme i posle
poplave, omogu}uju}i prevenciju,
prognoziranje, detekciju, otklanjanje
posledica, odnosno nastalih {teta.
Snimci poma`u kod dono{enja
pravovremenih odluka u kriznim
situacijama, kao i nakon povla~enja
vode, za procenu {teta i saniranje
posledica.
Zemljotresi
Pored poplava, zemljotresi izazivaju
najve}e nesre}e i razaranja materijalnih
dobara. Metode daljinskih istra`ivanja
na{le su svoju {iroku primenu na
podru~ju istra`ivanja zemljotresa i
njihovog negativnog utjecaja na ljude,
materijalna dobra i `ivotnu sredinu.
Vulkani
Na Zemljinoj povr{ini postoji veliki
broj aktivnih vulkana, i to na kopnu i
pod morem. Od oko 500 poznatih
svetskih vulkana svake godine se aktivira njih oko 50, a samo u desetak godina
[216]
(1980-1990) od njihovog je delovanja
nastradalo oko 22.000 ljudi (UNESCO,
1993). Metodama daljinskih istra`ivanja ispitivan je veliki broj aktivnih
vulkana, a u nastavku se navode neki
od njih.
Vulkan Vezuv sme{ten je jugoisto~no
od Napulja (Italija). Odlikuje se
eksplozivnom aktivno{}u, tokom koje
izbacuje zapaljivi materijal te sa
obimnim erupcijama lave.
U prou~avanju mogu}nosti ponovnog
aktiviranja vulkana koriste se metode
daljinske detekcije, na osnovi kojih se
izra|uju karte na~ina kori{tenja
zemlji{ta ("land use") i formira baza
podataka za procenu rizika od
vulkanske aktivnosti.
Poznati vulkan Etna na Siciliji (Italija)
tako|e je prou~avan na temelju
satelitskih snimaka. Tako je uspe{no
snimljena njegova aktivnost 3. XII.
1989. godine, kada su dim i gasovi
prekrili dolinu Bove.
[umski po`ari
[umski po`ari predstavljaju jedanu od
zna~ajnih prirodnih katastrofa, posebno
u podru~ju Mediterana, ali nisu retki ni
u Americi (Montana) i Aziji.
Daljinske metode se ve} du`e vremena
koriste u pra}enju i ispitivanju {umskih
po`ara. Satelitski snimci pri otkrivanju
po`ara i kartiranju ugro`enih podru~ja u
okviru geografskog informacionog
sistema (GIS) od vi{estruke su koristi,
naro~ito pri proceni {teta nastalih
po`arom.
Kori{tenjem satelitskih podataka mogu}
je pregled velikih povr{ina i brzo
uo~avanje po`ara, uo~avanje i
identifikacija opasnosti, otkrivanje
po`ara i - kada je po`ar pod kontrolom
- utvr|ivanje nastalih {teta.
energija
Slika 4 Detekcija {umskog po`ara u
Kataloniji pomo}u procesiranih
Landsat TM snimaka [5]
U nuklearnoj elektrani, verovatno
zbog nemarnosti i dotrajalosti
postrojenja, do{lo je do naglog
oticanja vode iz sistema za
rashla|ivanje turbina. Voda iz
turbine do{la je u kontakt s
radioaktivnim materijalom, a
pregrejana para reagovala je sa
grafitom, uranom i cirkonijem
stvaraju}i eksploziju, {to je ubrzo
registrovano posredstvom satelita
Landsat TM (slika 5).
Istra`ivanje je bilo usmereno na uticaj radioekolo{kog zra~enja na
rastinje, a na osnovu spektralnih
karakteristika koje je mogu}e
snimiti odre|enim senzorima. Kori{}eni su satelitski snimci Landsat,
SPOT, Spa-ce Shuttle SAR, MK-4,
Slika 5 Landsatov TM infracrveni termalni snimak na~injen iznad
podru~ja nuklearne elektrane "^ernobilj" [izvor NASA]
Metodama daljinskih istra`ivanja i GIS
tehnologijom obra|en je primjer iz
podru~ja jugozapadnog Peloponeza
(Gr~ka). Podru~je zahva}eno po`arom
ispitivano je s dva razli~ita aspekta,
prostornog i vremenskog.
Za ispitivanje po`ara u Gr~koj kori{}eni
su multispektralni snimci SPOT, zatim
digitalni model terena na~injen iz
SPOT-ovih snimaka, kao i topografske
karte razmera 1:50.000. Za digitalnu
obradu satelitskih snimaka kori{ten je
programski paket ILWIS ("Integra-ted
Land and Water Information System").
Tim istra`ivanjima prikupljene su
relevantne informacije o vegetacijskom
pokriva~u na osnovu spektralnih
osobina, pri ~emu su analizirani
multitemporalni satelitski snimci.
Informacije o vegetaciji obra|ene su po
metodologiji GlS-a.
kao i suborbitalni snimci. Na osnovu
istra`ivanja izra|ena je karta
zaga|enosti zemlji{ta uz kori{tenje
multispektralnih satelitskih snimaka.
Ratne katastrofe
Za razliku od prirodnih nesre}a, ratne
su katastrofe izazvane ljudskim
delovanjem. Njihove posledice su
velike ljudske `rtve, razaranje
materijalnih dobara i nekontrolisano
uni{tavanje prirodnih resursa.
Ratna razaranja uvek za posledicu
imaju i zaga|enje `ivotne sredine, a
stepen zaga|enja, po pravilu dosti`e
velike razmere prilikom uni{tavanja
industrijskih postrojenja ili drugih
osetljivih objekata (npr. za vreme
"Zalivskog rata" 1991. godine kada je
zapaljen veliki broj naftnih bu{otina, ili
za vrijeme vazdu{nih napada NATO-a
1999. godine na Jugoslaviju, kada su
sru{ena mnoga industrijska postrojenja
u Novom Sadu, Pan~evu, Prahovu itd.).
Za vreme "Zalivskog rata" 1991. godine, na podru~ju Kuvajta zapaljeno je
oko 530 naftnih bu{otina. U borbi
protiv vatrene stihije kori{teni su i
satelitski Landsat TM snimci na kojima
su identifikovane zapaljene bu{otine i
najtoplija podru~ja. To je omogu}ilo
analizu stanja naftnih bu{otina te
odre|ivanje prioriteta ga{enja po`ara.
Noviji primer ratnih katastrofa je
bombadovanje SR Jugoslavije od strane
vojnog saveza NATO u prole}e 1999.
godine. Za 78 dana bombardovanja
ostvarenog tokom 17.000 avionskih
letova nad podru~jem Jugoslavije
(uglavnom Srbije), ispaljeno je vi{e
hiljada projektila i ba~ene su tone
eksplozivnih sredstava koje su razru{ile
industrijska postrojenja, rafinerije,
velika skladi{ta nafte i njenih derivata
(me|u ostalim petrohemijska postrojenja u Pan~evu, rafineriju nafte u
Novom Sadu, farmaceutski kompleks u
Zemunu i dr.). Materije oslobo|ene
bombardovanjem, te niskoradioaktivni
uranijum sadr`an u ispaljenim
projektilima, zagadili su zemlji{te,
vazduh i podzemne vode. Ovde se radi
o dugoro~nom hemijskom zaga|enju,
pa }e "akumulacija otrovnih materija u
zemlji{tu i vegetaciji uticati na
smanjenje budu}e populacije i
poremetiti reprodukcijske cikluse"
("The Bulletin", str. 14).
Razaranje hemijske industrije, rafinerija
i skladi{ta naftnih derivata te objekata
farmaceutske industrije i sli~nih
postrojenja, zbog osloba|anja velikih
koli~ina otrovnih materija u okolinu,
predstavlja opasnost za `ivot i zdravlje
ljudi, kao i za opstanak ekosistema
(slika 6). Koli~ina kancerogenih
supstanci iznad Pan~eva, u vreme
bombardovanja je porasla 7.200 10.600 puta u odnosu na dozvoljenu.
Slika 6 Ponovno bombardiranje Rafinerije nafte
u Pan~evu (8. VI. 1999) [1]
V. Izazvane katastrofe
Nuklearne katastrofe
Najve}a nuklearna nesre}a koja se do
sada dogodila, u kojoj je do{lo do
prodora radioaktivnih supstanci u
`ivotnu sredinu, dogodila se 1986.
godine u nuklearnoj elektrani
"^ernobilj" (Ukrajina).
[217]
VI. Zaklju~ak
Mali je broj metoda,
nau~nih disciplina ili
nau~nih oblasti koje su
imale tako brz i
eksplozivan razvoj kao
daljinska detekcija.
Na daljinskoj detekciji
danas u svetu radi
veoma veliki broj
stru~njaka razli~itih
specijalnosti.
Tehnologija snimanja,
oprema, ra~unarski
energija
programi, postupci i podru~ja primene
neprekidno se usavr{avaju i pro{iruju.
Samim tim obimna literatura brzo biva
prevazi|ena i zastarela. Principi i
osnovne postavke, me|utim, ostaju isti.
Daljinska detekcija postaje sve
zna~ajnija i nezaobilazna metoda
prikupljanja informacija o prostoru
uop{te. Sve vode}e satelitske misije i
programi, pored pra}enja i snimanja
stanja najrazli~itijih prirodnih i
dru{tvenih pojava, mogu uspe{no da
zadovolje sve zahtevnije zadatke u
ekologiji, naro~ito u oblasti za{tite i
o~uvanja sve ugro`enije `ivotne
sredine.
Brzi rast stanovni{tva name}e nu`nu
potrebu za racionalnim kori{}enjem
prirodnih resursa. Zato je sveobuhvatna
analiza prirodnog okru`enja i procena
promena koje se de{avaju u njemu,
postala bitan aspekt njegovog o~uvanja.
Jedan od na~ina globalnog prou~avanja
stanja i promena svih medija `ivotne
sredine na Zemlji je daljinska detekcija,
kojom se kroz razli~ita merenja i
snimanja registruju promene u prirodi.
Ta vrsta ispitivanja obuhvata slede}a
podru~ja pra}enja stanja prirode:
zaga|enost voda i vazduha, {tete nastale
prirodnim i dru{tvenim uzrocima,
globalna promena atmosfere (globalno
zagrevanje) i drugo.
Imaju}i u vidu sve nagla{enije potrebe
o~uvanja `ivotne sredine, uz sve ve}i
razvoj industrije i pro{irenje na~ina
kori{}enja prirodnih resursa primenom
novih i savremenih metoda (kao {to su
satelitska daljinska istra`ivanja)
mogu}e je ukazati na smernice za
dono{enje relevantnih odluka o
preventivnoj za{titi `ivotne sredine.
[6] Olui}, M. (1993): Sustavi motrenja i
za{tite Zemljinog okoli{a iz svemira.
Uloga znanosti u odr`ivom razvojuZnanstveni skup-Filozofski fakultet,
Zagreb (sa`eci).
[7] Olui}, M. (2001): Snimanje i
istra`ivanje Zemlje iz svemira.
Hrvatska akademija znanosti i
umjetnosti i GeosatUNESCO (1993):
Disaster Reduction, Enviromental and
Development. Briefs, br. 5.
VII. Literatura
[1] Anonim., (1999): NATO zlo~ini u
Jugoslaviji - dokumenti i dokazi, knj. 1
i 2. ISBN 86-7549-150-6 "Slu`beni
glasnik", Beograd.
[2] \ukanovi}, M. (1996): @ivotna
sredina i odr`ivi razvoj. Elit, Beograd
str. 294.
[3] Elnur, E. M., Ellis, N., Grimes, F. I.
D. & Vernuelen, M. J. C. (1993): The
use of satellite derived reinfall estimates
for operational flood warning and
river management on the Blue Nile.
Proceedings Internat. Svmposium
Operationalisation of Remote Sensing,
ITC, Enschede, 51-63.
[4] EOSAT (1991): Landsat Data Users
Notes, 6/2, 1991.
[5] ESA (1998): Fires. Earth Watching
Anthology. ESA - Eurimage.
[218]
energija
Branko Lekovi}, Vesna Karovi}-Mari~i}, Du{an Danilovi}
Rudarsko-geolo{ki fakultet, Beograd
UDC: 622.24 : 504.7.06
Fluidi za bu{enje i njihov
uticaj na `ivotnu sredinu
I Uvod
U procesu izrade bu{otina za naftu, gas i
druge mineralne sirovine koriste se
ispirni fluidi koji se razlikuju osobinama
tj. svojom vrstom, kvalitetom, gustinom
i reolo{kim karakteristikama tako da se
mogu podeliti u tri grupe prema
osnovnom fluidu:
- na bazi vode;
- na bazi nafte;
- specijalni fluidi.
Kod prve je osnovna faza voda (slatka
ili slana), u koju se dodaje bentonitska
glina i drugi neorganski i organski
aditivi. Isplake na bazi nafte (uz
odre|en procenat vode) sadr`e i razne
organske aditive rastvorljive u nafti koji
reguli{u emulziona svojstva a specijalni
fluidi ~ine posebnu kategoriju i to su
aerizovani fluidi, vazduh i razli~ite
vrste pena.
U toku bu{enja priprema se znatna
koli~ina isplake, uz velike koli~ine
raznih aditiva, i te koli~ine u JI delu
Panonskog basena prose~no iznose
prema prikazu u tabeli 1.
Tokom bu{enja odbacuje se odre|ena
koli~ina isplake usled mehani~kog
~i{}enja isplake i zaga|ivanja. Ta
koli~ina raste sa dubinom kanala
bu{otine.
Mada se tokom bu{enja vodi ra~una da
ne do|e do izlivanja isplake na okolni
teren, ili vode u praksi je to mogu}e.
Isplaka mo`e i tokom bu{enja prodreti
iz kanala bu{otine u vodonosne slojeve.
Primena odgovaraju}ih mera i
zakonskih propisa treba da spre~i
nepovoljne uticaje i za{titi `ivotnu
sredinu.
II Sastav isplake
Aditivi koji se koriste prilikom izrade i
obrade isplake u razli~itom stepenu
Rezime
Bu{enje je neophodno pri istra`ivanju te~nih i ~vrstih mineralnih sirovina, i ova
aktivnost mo`e ozbiljno ugroziti ekolo{ki sistem. Nove tehnologije i bu{enje u
ekstremno slo`enim uslovima su uzroci da ispirni fluidi od jednostavnih suspenzija
i rastvora postaju visokoslo`ene te~nosti, sposobne da zadovolje celi niz zahteva
tokom izrade bu{otina ali i sa aditivima koji mogu nepovoljno uticati na `ivotnu
okolinu. U radu su razmotrene mogu}nosti i posledice usled zaga|enja tla i vode
izazvanih fluidima za bu{enje kao i mere za o~uvanje `ivotne sredine.
Klju~ne re~i: bu{enje, fluidi za bu{enje, zaga|enje, `ivotna sredina.
Drilling fluids and influence with environment
Exploration of mineral deposits of all types is not possible without well drilling
and this activity might seriously impact ecosystem. Recent technology and drilling
in harsh conditions are cause that drilling fluids grow from simple to complex
fluids able to content most of demands during well drilling but with components
that might be hazardous to the environment. In the article are considered the
possibilities and consequences of ground or water pollution with mud as well as
the environmental protection.
Key words: drilling, drilling fluids, pollution, environment.
Bentonit - glina natrijumski
alumosilikat, osnova za isplake na
bazi vode, uti~e na viskozitet, gel i
filtraciju.
z CMC - karboksimetilceluloza,
reguli{e filtraciju isplake.
z Lignosulfonati, reguli{u viskozitet i
filtraciju isplake.
z NaOH - kausti~na soda, reguli{e pH
vrednost isplake.
Naj~e{}e kori{}eni tipovi isplake imaju
z Na2CO3 - kalcinirana soda, reguli{e
u sastavu slede}e aditive:
sadr`aj kalcijuma u isplaci.
z NaHCO3 - soda
bikarbona, reguli{e
Tabela 1 Prose~an utro{ak aditiva za isplaku
sadr`aj kalcijuma
(cementa) u isplaci.
z Gips - kalcijum
sulfat, slu`i za
izradu gipsne
isplake.
z So - natrijum hlorid,
slu`i za izradu slane
ili zasi}ene slane
isplake.
z Polimeri, reguli{u
filtraciju isplake.
predstavljaju potencijalne zaga|iva~e i
imaju odre|en stepen {tetnosti na
`ivotnu sredinu, `ivotinjski i biljni svet
tj. ~oveka, i njihovo izdvajanje,
neutralizacija ili likvidacija u slu~aju
ve}eg izlivanja isplake na okolno
zemlji{te ili u vode ~ini ozbiljan
problem koji treba re{iti.
[219]
z
energija
Odpenjiva~i, slu`e za spre~avanje
penjenja isplake.
z Barit - barijum sulfat, slu`i za
pove}anje gustine isplake.
z Barijum karbonat - reguli{e sadr`aj
sulfata u isplaci.
z Inhibitori korozije - slu`e za
spre~avanje korozije metala.
z Biocidi, slu`e za spre~avanje razvoja
bakterija u isplaci.
z Emulgatori, slu`e za stvaranje ~vr{}e
emulzije izme|u ulja i vode u uljnobaznim isplakama (uljne ili inverzne
emulzione isplake).
z Sapuni, uti~u na viskozitet, filtraciju i
druge osobine.
z Ca(OH)2 - kalcijum hidroksid, slu`i
za regulaciju alkaliniteta isplake.
z CaCl2 - kalcijum hlorid, slu`i za
postizanje odgovaraju}eg saliniteta.
Ekolo{ka razmatranja su od rastu}e
va`nosti u izboru vrste isplake,
komponenti isplake i procedure obrade
isplake. Mnoge komponente isplake
mogu imati nepovoljne uticaje na
`ivotnu sredinu posebno kada sadr`e
naftu, te{ke metale, povr{inski aktivne
materije (PAM) i soli.
z
Slika 1 Odlaganje otpadnih ispla~nih materijala
Tabela 2 Koncentracija metala u isplaci na bazi vode
B. Isplake na bazi
ulja
A. Isplake na bazi vode
Smatra se da su isplake na bazi vode
ekolo{ki mnogo prihvatljivije od
isplaka na bazi ulja.
Ispu{tanje isplake i krhotina na radili{tu
ili na drugim lokalitetima, uobi~ajeno je
regulisano zakonodavstvom pojedinih
zemalja.
Nabu{ene ~estice i isplaka uobi~ajeno
se odla`u u glinom oblo`enu jamu
lociranu uz bu{otinu koja se kasnije
prekriva zemljom. ^esto se krhotine i
fluid transportuju do odobrene
»centralne deponije« (napu{teni
kamenolomi itd.) i/ili se otpad tretira tj.
flokulacijom ili filtracijom omogu}ava
odlaganje u komunalni kanalizacioni
sistem.
Odlaganje krhotina i slanog fluida za
bu{enje na zemlji{te je problemati~no u
pogledu potencijalne salinizacije
podzemnih ili povr{inskih voda.
Maksimalni salinitet fluida koje je
dozvoljeno odlagati u normalne
deponije u mnogim zemljama iznosi
1000 mg/dm3 tako da odlaganje isplake
visokog saliniteta kao {to su zasi}ene
slane i KCl – polimerne isplake nije
mogu}e. Isplake visokog saliniteta treba
transportovati na posebne lokacije ili
injektirati u bu{otine. Tako|e, odlaganje
nabu{enih ~estica sa slanom isplakom
mo`e biti problemati~no i ako je
dozvoljeno, jer zahteva stro`e mere da
bi se izbeglo prodiranje soli u
podzemne vode.
Jedan od na~ina odlaganja je su{enje
krhotina, me{anje sa glinom u odnosu
krhotine/glina 1/2 i zakopavanje u sloju
debljine 3 m na odobrenim lokacijama
Zakonodavstvo vezano
sa odlaganjem je
uglavnom usmereno za
kontrolu slede}ih
zaga|iva~a: nafte,
rastvorenih soli i
metala. Nafta se
povremeno mo`e na}i
u isplaci na bazi vode
tj. kada se koristi za
osloba|anje bu{a}ih
{ipki usled zaglave ili
diferencijalnog
prihvata. Prisustvo
samo male koli~ine
nafte u otpadnom
fluidu ili krhotinama
mo`e biti razlog za
mnogo
komplikovaniju
proceduru i pove}anje
cene odlaganja.
na osnovu njihovih povoljnih
hidrolo{kih uslova (slika 1).
Krhotine se prekrivaju slojem gline
debljine 2 m. Podzemne vode blizu
odlagali{ta, ako ih ima, kontroli{u se
radi indikacije pojave migracije.
Te{ki metali koji su tako|e u bu{a}em
otpadu poti~u od ispirnog fluida i
krhotina iz sloja. Uobi~ajeni sadr`aj
te{kih metala u vodeno baznoj isplaci je
dat u tabeli 2.
Barijum i hrom vode poreklo iz barita
odnosno Cr-lignosulfonata. Upotreba
Cr-lignosulfonata je zabranjena ili
ograni~ena u mnogim zemljama usled
njegovog visokog sadr`aja hroma.
Aluminijum je jedan od osnovnih
sastojaka gline (tj. bentonita). Bakar i
cink a ponekad kadmijum su
komponente maziva za {ipke (cink je
tako|e sastavni deo neutralizatora H2S).
Gvo`|e je prisutno u
fero(hrom)lignosulfonatima i svakako u
produktima korozije u vidu ~estica
oksida ili metala koji vodi poreklo od
tro{enja opreme.
Te{ki metali prisutni u fluidu za bu{enje
i krhotinama imaju tendenciju da se
talo`e u ~vrstoj fazi. Razlog usled koga
metali ne prelaze u rastvor je prisustvo
bentonita ili smektita iz nabu{ene gline
koji sna`no adsorbuju multivalentne
jone.
[220]
Do sredine '80 god.
pro{log veka dizel
gorivo je {iroko
kori{}eno kao osnova
za izradu uljno-baznih
isplaka. Tada je
predstavljena tzv.
»manje toksi~na«
uljna isplaka sa ciljem
za{tite `ivotne sredine.
Ve}ina od tih ulja su
parafinski ili naftenski destilati (raspon
klju~anja 200-300 ºC) sa niskim
sadr`ajem aromata (obi~no 3-4% za
parafinska ulja i manje od 1% za
naftenska ulja). Ova ulja i uljne isplake
pripremljene sa ovim uljima imaju ni`u
akutnu toksi~nost za odre|ene vodene
organizme u pore|enju sa dizel uljem i
isplakama na bazi dizel ulja.
Zamena dizel goriva je svakako
povoljna i sa gledi{ta za{tite na radu jer
»manje toksi~na« osnovna ulja ne
sadr`e ili imaju samo mali procenat
policikli~nih aromata (PCA) i manje su
isparljiva od dizel goriva. Nafte koje
sadr`e 3% ili vi{e PCA su kancerogene.
Dizel gorivo sadr`i u proseku 17%
PCA, tako da je preporu~ljivo izabrati
osnovno ulje sa malim sadr`ajem
aromata za izradu inverzne uljne
isplake. Nadalje, ni`a isparljivost (vi{a
temperatura paljenja) ovih osnovnih
ulja u pore|enju sa dizel gorivom,
smanjuje zapaljivost i koncentraciju
para u atmosferi iznad rezervoara za
isplaku i druge povr{inske opreme.
Kori{}enje inverzne emulzione isplake
sa ni`im odnosom ulje-voda (50/50) je
uglavnom koncentrisano na oblasti, gde
se ovaj tip isplake pokazuje kao
tehni~ki idealan ekonomi~an sistem za
izradu dubokih koso-usmerenih
bu{otina kroz reaktivne glince.
energija
Upotreba dizel goriva u isplakama je
zabranjena u oblastima sa razvijenim
zakonodavstvom koje reguli{e pitanja
za{tite `ivotne sredine.
III Izlivanje isplake
U slu~aju izlivanja fluida na tlo do{lo bi
do slede}eg: deo vode iz fluida sa
rastvorenim dodacima isfiltrirao bi se u
teren, a drugi deo bi ispario. Na
povr{ini zemlji{ta bi ostali ~vrsti ostaci
organskog i neorganskog porekla.
Posebnu opasnost predstavlja ve}i
sadr`aj soli. Slana voda smanjuje
sposobnost biljaka da uzimaju vodu iz
tla. Ako je koli~ina soli znatna biljka ne
mo`e apsorbovati dovoljno vode i su{i
se. Organske materije koje dospeju na
tlo podle`u procesu razgradnje. Taj
proces raspadanja potpomognut je
delovanjem bakterija.
Zemlji{te biva zaga|eno ako je koli~ina
organskih materija takva da ih ono nije
u stanju apsorbovati. Kao indikator
zaga|enja zemlji{ta uzima se pove}anje
koncentracije elemenata, kao {to su:
azot, ugljenik, amonijak, nitrati i
hloridi.
Ukoliko bi do{lo do izlivanja uljne
isplake na tlo doga|a se:
- ulje bi zavisno od poroznosti tla
prodrlo u zemlju do izvesne dubine;
- lak{e frakcije bi isparile;
- ostatak ulja bi se polako razgradio;
- vegetacija bi uginula.
Izlivanje isplake u vodotokove {tetno bi
se odrazilo na `ive organizme u vodi.
Stepen zaga|enosti zavisi}e od koli~ine
izlivene isplake i od koli~ine protoka
vode. Posebna opasnost se stvara
ukoliko bi dospela u sistem za
snabdevanje vodom za pi}e.
Izlivanje uljne isplake u teku}e ili
staja}e vode mo`e izazvati ozbiljne
posledice. Sloj ulja bi se zadr`ao na
povr{ini, voda se ne bi mogla
upotrebljavati a do{lo bi i do
zaga|ivanja obale. Ovaj sloj bi
onemogu}io pristup kiseonika u vodu.
Razgradnja ulja dejstvom bakterija je
spor proces i za njega treba velika
koli~ina kiseonika.
A. Mere za{tite
Tokom poslednjih decenija pove}ana
svesnost o va`nosti ~uvanja `ivotne
sredine vodi ka poo{travanju
zakonodavstva koje reguli{e odlaganje
otpada u mnogim zemljama. Isplaka,
povezani srodni fluidi i isplakom
kontaminiran otpad (krhotine iz
bu{otine) ~ine veliki deo ukupnog
bu{a}eg otpada.
Sada{nje zakonodavstvo u pogledu
kori{}enja inverznih uljnih isplaka je
prili~no ujedna~eno u ve}ini zemalja i
fokusira se na kontrolu ispu{tanja nafte.
Uop{teno, ispu{tanje isplake na
zemlji{te ili u vodu je zabranjeno,
otpadni fluidi i nabu{ene ~estice se
transportuju na odobrene deponije.
U mnogim slu~ajevima koli~ina i sastav
isplake koja se ispu{ta nije poznat,
posebno u oblastima gde nedostaju
zakonski propisi za obezbe|enje ovih
podataka. U pogledu sagledavanja
dugotrajnih efekata odlaganja na
`ivotnu sredinu kontrolisanje odlaganja
je jedan od preporu~enih koraka u
globalnom ekolo{kom menad`mentu.
Kontrolisanje tj. procena koli~ine i
sastava je potrebna ne samo iz
ekolo{kih razloga, ve} tako|e zbog
obezbe|enja baze podataka u slu~aju
zahteva budu}e odgovornosti.
Na lokaciji radili{ta treba imati:
- sigurne rezervoare;
- sakuplja~e isplake ispod tornja;
- sigurne i nepropusne vodove;
- mesto za skladi{tenje uljne isplake po
zavr{etku radova;
- adekvatno uskladi{tenje aditiva i ulja.
Podru~je na kojem se vr{i bu{enje tj.
eksploati{e nafta i gas u na{oj zemlji,
ne samo da je ve}inom poljoprivredno
ve} je u neposrednoj blizini priobalja
reka, odnosno izvori{ta koja se koriste
za vodosnabdevanje stanovni{tva.
U cilju za{tite voda zabranjeno je:
- uno{enje opasnih i {tetnih materija
koje dovode do prekora~enja
propisanih vrednosti;
- uno{enje ~vrstih i te~nih materija koje
mogu zagaditi vodu ili mogu izazvati
zamuljivanje, zaslanjivanje vode i
talo`enje nanosa.
U cilju pra}enja stanja zaga|enosti voda
vr{i se sistematsko ispitivanje kvaliteta
povr{inskih i podzemnih voda, na
propisan na~in.
IV Zaklju~ak
U cilju re{avanja problema odr`anja
ekosistema razvoj tehnologije ispirnih
fluida treba prilagoditi zahtevima za{tite
`ivotne sredine (netoksi~nost,
biorazgradljivost, eliminisanje iz
ispla~nih materijala nafte, dizel ulja,
te{kih metala i dr.).
Izlo`enost eksploatacionog podru~ja JI
dela Panonskog basena mnogim
spoljnim zaga|enjima uti~e na potrebu
za stalnom kontrolom stepena
zaga|enosti zemlji{ta i kvaliteta vode
po svim parametrima koje predvi|aju
zakonski propisi.
[221]
Literatura
[1] B. Lekovi} et al.: »Problematika
odlaganja otpadnog materijala u
procesu izrade naftnih i gasnih
bu{otina«, II Me|unarodni simpozijum
Rudarstvo i za{tita `ivotne sredine,
1998.
[2] T.S. Carter: »Reduce Drilling Waste
Disposal Costs«, Petroleum Engineer
International, September 1993.
[3] R.D. Haymes, J.L. McGowin:
»Drilling Fluid Disposal System«,
SPE/IADC 29379.
[4] Tehni~ka dokumentacija preduze}a
»NIS-Naftagas«.
energija
N. ]eran, D. Kisi}
PD TENT d.o.o. Obrenovac
M.Gavri}, Z. @bogar
JP Elektroprivreda Srbije
UDC: 621.311.22 : 504.06 (497.11)
Unapre|enje za{tite
`ivotne sredine u PD
TENT d.o.o. Obrenovac
Rezime
Usagla{avanje `ivotne sredine sa zakonodavstvom Republike Srbije i Evropske Unije (EU) nije samo zakonska obaveza ve} i
izazov za PD TENT d.o.o. Obrenovac
U cilju unapre|enja za{tite `ivotne sredine u PD TENT d.o.o. Obrenovac 2002.godine je ura|en Dugoro~an plan ekolo{ke
modernizacije za termoelektrane Nikola Tesla A i Nikola Tesla B, kojim su predvi|ena Studijska ispitivanja uticaja TENT-a
na `ivotnu sredinu i sprovo|enje konkretnih mera za{tite kao {to su; rekostrukcija elektrofiltara, odsumporavanje,
rekonstrukcija sistema sakupljanja, transporta i odlaganja pepela i {ljake-malovodni transport pepela, i tretman otpadnih
voda. Planom je tako|e predvi|ena izrada ekolo{kog informacionog sistema, monitoringa za vazduh u TENT-u , i
monitoringa za vode, a isto tako i implementacija ISO 14001 u PD TENT-u.
Realizacija planiranih mera za{tite za obrenova~ke termoelektrane je bio skup tehni~ki izazov, koji je zahtevao velika
finasijska ulaganja, primenu najbolje dostupnih tehnika (BAT), a isto tako i po{tovanja principa odr`ivog razvoja.
U cilju smanjenja emisije {tetnih i opasnih materija u vazduh prioritet je dat smanjenju emisije pra{kastih materija –lete}eg
pepela iz ta~kastih i povr{inskih izvora. u periodu 2004 –2007.godine ura|ene su rekostrukcije elektrofiltara blokova TENT-a
A (A1, A2, A4 i A5), a 2007.godone ugovorena je oprema i po~eli su izvo|a~ki radovi na novom, malovodnom, transportu
pepela.
U skladu sa zahtevima EU, EPS mora da usaglasi svoj rad u pogledu emisija {tetnih i opasnih materija u vazduh, do
2016.godine. Srednjoro~nim planom za{tite `ivotne sredine PD EPS-a od 2006. do 20015. godine pored ostalog predvi|ene su
rekostrukcije elektrofiltara na preostalim blokovima, pimena primarnih mera za smanjenje azotnih oksida NOx, izgradnja i
pu{tanje u postrojenja za odsumoravanje.
Klju~ne re~i: emisija, lete}i pepeo, rekonstrukcija elektrofiltara, odsumporavanje, malovodni transport, ISO 14 001, Evropska
unija – EU
The Environmental Development in Limited Responsibility Company „Nikola Tesla“ Powerplant,
Obrenovac
The environmental adjustment to Serbian and EU laws is not only an obligation, but also a challenge to Serbian powerplants.
In 2002, a long term plan concerning ecological modernization of „Nikola Tesla“ A & B powerplants was made in order to
achieve environmental protection development. The plan included research studies of powerplant influence on the
environment, as well as the appliance of certain protection measures, such as an electrofilter reconstruction, dissulphuration,
the reconstruction of systems dealing with collecting, transporting and storing of ash and slug and the waste water treatment.
The plan also included designing of the ecological information system considering air and soil monitoring and the
implementation of ISO 14001 to The Serbian Electrical Industry.
The realisation of these protection measures represented a very expensive technical challenge which requested great
financial invesments, the appliance of the best available techniques and the consideration of the sustainable development
principles.
In order to decrease dangerous matter emission, the priority was given to the reduction of ash-like matter emission, such as
the emission of volatile ash from point & surface sources. Within the period from 2004. to 2007, the electrofilters of „Nikola
Tesla“ A powerplant were reconstructed (A1, A2, A4,A5), and in 2007. the special equipment was provided throuhh contract
and the implementation of the new method of ash transportation was applied. The Electrical Industry of Serbia is obliged to
adjust its dangerous matter emission to the EU standards. The mid term environmental protection plan (2006. – 2015.)
includes the reconstruction of the remaining electrofilters, the appliance of primary measures for nitrogen oxide reduction, as
well as buiding & using the dissulphuration constructions.
Key words: emission, volatile ash, the remaining electrofilters reconstruction, dissulphuration, the ash transport, ISO 14001, EU.
[222]
energija
Uvod
PD Termoelektrane Nikola Tesla d.o.o.
Obrenovac (PD TENT) ~ine ~etiri
aktivne elektrane, @elezni~kog
transporta i jedne termoelektrane u
izgradnji. Sa ukupno instalisanih 3290
MW, predstavlja najzna~ajniji
proizvodni kapacitet u Srbiji.
Termoelektrane Nikola Tesla A, i
Nikola Tesla B, u daljem tekstu TENT
A i TENT B, sa nalaze na desnoj obali
reke Save, 4 km odnosno 16km od
Obrenovca, sa instalisanom snagom od
1650MW i 1240MW predstavljaju
najzna~ajniju lokaciju za proizvodnju
elektri~ne energije u Srbiji. U Velikim
Crljenima se nalazi Termoelektrana
Kolubara sa pet blokova ukupno
instalisane snage od 270MW.
Termoelektrana Morava je najmanji
proizvodni deo PD TENT, jedan blok
instalisane snage 125 MW, locirana je u
Svilajncu. Poseban organizacioni deo
predstavlja @elezni~ki Transport ~ija je
uloga da sve ~etiri lokacije snabdeva
ugljem iz ugljenokopa Kolubara. Pruga
u vlasni{tvu JP TENT-a sa oko 100km
koloseka, najoptere}enija je pruga u
zemlji.
Projekat TE-TO Kolubara B obuhvata
izgradnju dva bloka od po 350 MW
elektri~ne i 380MW toplotne energije.
Obzirom na brojne probleme vezane za
realizaciju ovog projekta, preko
petnaest godina trajanja i ulo`ena
ogromna finansijska sredstva
opravdanost ove investicije je predmet
preispitivanja.
Sa godi{njom proizvodnjom od oko 16
500GWh PD TENT se nalazi me|u
ozbiljnim evropskim proizvo|a~ima
elektri~ne energije, ali se po pitanju
za{tite `ivotne sredine ne mo`e staviti u
istu ravan, jer po ovom pitanju
termoenergetski sektor Srbije o~ekuje
period prilago|avanja zahtevima
evropskih standarda.
TENT A i TENT B, na me|usobnom
rastojanju 16km, u Op{tini Obrenovac i
na 45km od Beograda okaraktekterisana
je kao ekolo{ki crna ta~ka po pitanju
zaga|enja vazduha od strane brojnih
doma}ih i me|unarodnih institucija koje
su se bavile procenom stanja `ivotne
sredine [1].
Obrenova~ke termoelektrane sa osam
instalisanih blokova ukupne snage 2
900MW godi{nje proizvedu gotovo
polovinu od ukupne proizvodnje
elektri~ne energije u Srbiji, sagore oko
20 000 000 t uglja, lignita veoma
promenljivih karakteristika, bez
prethodne homogenizacije. Kao produkt
sagorevanja, emituje se 14 000 000 Nm3/h
dimnog gasa (pri nominalnom
optere}enju svih blokova), koji u sebi
nosi {tetne materije [1].
Izdvojeni pepeo i {ljaka se, u koli~ini
od oko 3,5 miliona tona godi{nje
deponuju na otvorena odlagali{ta
ukupne povr{ine oko 1000 ha. Kao
posledica velikih oscilacija u kvalitetu
uglja velike su i oscilacije u kvalitetu
pepela, pa se mo`e govoriti samo o
pribli`nim vrednostima.
U pogledu za{tite `ivotne sredine ~itav
objekat je projektovan u skladu sa
standardima iz perioda izgradnje, pre
dvadeset do trideset godina [1].
U pogledu za{tite `ivotne sredine ~itav
termoenergetski objekti su projektovani
u skladu sa tada{njim standardima, pre
dvadesetpet do tridesetosam godina.
Poo{travanje zahteva u oblasti `ivotne
sredine termoelektrane zemalja Evrope i
{irom sveta ula`u ogromna finansijska
sredstva u izgradnju novih postrojenja
za smanjenje emisije pra{kastih
materija, sumpordioksida i azotovih
oksida, kao i za promenu sistema
deponovanja pepela, primenu
malovodnog transporta.
Izradom Dugoro~nog plana ekolo{ke
modernizacije u termoelektranama
Nikola Tesla A i Nikola Tesla B,
2003.godine, sagledani su najzna~ajniji
ekolo{ki problemi, predlo`iene su
konkretne mere, dinamika i finasijska
sredstva za nihovu realizaciju. Od
2003.godine po~elo je sprovo|enje
poslova i priprema projektne
dokumentacije koiji se odnose na:
z Pove}anje pouzdanosti postoje}eih
sistema za{tite `ivotne sredine:
- opreme za pre~i{}avanje dimnih
gasova(izdvajanje pra{kastih
materija), elektrofiltara, u daljem
tekstu EF, TENTa A
- deponija pepela TENT-a B
z Rekonsrukciju EF, (usagla{avanje
izlaznih koncentracija pra{kastih
materija u okvire zakonskih
normi).
z Izmenu postoje}e tehnologije
sakupljanja i hidrauli~kog transporta i
odlaganja pepela i {ljake i uvo|enje
takozvanog skupljanja suvog pepela u
silosima i malovodnog transporta i
odlaganja pepela i {ljake.
Zakonski i drugi zahtevi koji se
odnose na za{titu `ivotne
sredine
Imaju}i u vidu neophodnost
usagla{avanja rada TENT-a (postoje}i i
novi blokovi) sa zakonskim i drugim
zahtevima koji se odnose na za{titu
`ivotne sredine sa doma}im propisima
Eu da}e se pregled i kratak komentar
najzna~ajnijih propisa koji se odnose na
problematiku vazduha . Zna~aja su
slede}a dokumenta:
1. Regulative EU:
z
Direktiva 96/62/EC - okvirna
direktiva koja se odnosi na kvalitet
okolnog vazduha,
[223]
Direktiva 1999/30/EC koja se odnosi
na grani~ne vrednosti koncentracija u
ambijentalnom vazduhu za sumpordioksid, azotne okside, ~estice i
olovo,
z Direktiva 76/464/EEC koja se odnosi
na ispu{tanje pojedinih opasnih
materija u vode
z Direktiva 78/659/EEC koja se odnosi
na kvalitet povr{inskih voda u cilju
o~uvanja uslova za opstanak ribljih
vrsta,
z Direktiva 80/68/EEC koja se odnosi
na za{titu podzemnih voda od
zagadjenja pojedinim opasnim
materijama i predlog nove verzije ove
direktive COM (03) 0550,
z Direktiva 1999/31/EC koja se odnosi
na deponovanje otpada.
z Direktiva 2000/60/EC - okvirna
direktiva koja se odnosi na kvalitet
voda,
z Direktiva 2001/80/EEC kojom se
defini{u grani~ne vrednosti emisija
nekih zagadjuju}ih materija u
vazduh iz velikih lo`i{ta
U okviru Direktive 2001/80/EC
grani~ne vrednosti emisija zagadjuju}ih
materija u vazduh iz velikih lo`i{ta se
defini{u na slede}i na~in:
Za postoje}a postrojenja (ona koja su
dobila dozvolu za gradnju ili za rad do
1. jula 1987. godine) smanjenje emisija
}e se vr{iti u odnosu na nivoe njihovih
ukupnih emisija iz velikih lo`i{ta u
1980. godini, i to u iznosu koji je
definisan Aneksima I i II Direktive. Za
period posle 2003. godine ova
postrojenja bi trebalo da do 2008.
godine primene mere za dodatno
smanjenje emisija SO2 i NOx i ~estica u
skladu sa zahtevima koji se postavljaju
za nova postrojenja, koja su pu{tena u
pogon u periodu od 1987 do 2003.
godine (tabela 1 kolone 2-4);
Za nova postrojenja, pu{tena u pogon
posle 2003. godine smanjenje emisija
}e se vr{iti ograni~avanjem izlaznih
vrednosti koncentracija SO2 i NOx na
vrednosti date u Aneksima III do VI
Direktive. U tabeli 1, kolone 5-7,
navedene su vrednosti koje se odnose
na kotlove na ~vrsta goriva (ugalj) [2].
Postoje}i podzakonski akti vezani za
grani~ne vrednosti emisija u vazduh
(GVE) usaglasi}e se sa Direktivom
2001/80/EEC kojom se defini{u GVE u
vazduh iz velikih lo`i{ta.
Po kriterijumima ove Direktive blokovi
TE EPS-a klasifikuju se u grupu
postoje}ih postrojenja pu{tenih do
2003. godine za koje va`e GVE date u
tabeli 1.
z
2. Ugovor o osnivanju Energetske
zajednice Jugoisto~ne Evrope
Ovim Ugovorom utvr|uje se obaveza
potpisnika, od kojih je jedan i
energija
Tabela 1 Grani~ne vrednosti emisija SO2 i NOx(mg/m3) za nova postrojenja na ugalj po Direktivi 2001/80/EC
1) za postrojenja klasifikovana sa II grani~na vrednost snage kotla je 300 MWth
Republika Srbija, da u odre|enim
rokovima po stupanju Ugovora na
snagu u oblasti energetike primene
na~ela, standarde i pravila Evropske
unije, a u oblasti za{tite i o~uvanja
`ivotne sredine i da pristupe pojedinim
me|unarodnim aktima (Kjoto protokol)
odnosno da obezbede da svi proizvodni
objekti koji po~inju sa radom nakon
stupanja na snagu Ugovora, budu u
skladu sa „acquis communautaire“
Evropske zajednice.
U okviru „acquis communautaire o
za{titi `ivotne sredine“ u smislu ovog
Ugovora obuhva}ena je i Direktiva
2001/80/EC o ograni~enju emisija
odre|enih zaga|iva~a u vazduh iz
velikih postrojenja za sagorevanje.
Ugovorne strane du`ne su da do 31.
decembra 2017. godine implementiraju
navedenu direktivu.
Direktiva 2001/80/EC o ograni~enju
emisija odre|enih zaga|iva~a u vazduh
iz velikih postrojenja za sagorevanje.
3. Nacionalni program za{tite
`ivotne sredine Republike Srbije
(NEAP RS)
U okviru Nacionalnog program za{tite
`ivotne sredine Republike Srbije
(NEAP RS - Predlog), koji je donet u
skladu sa Zakonom o za{titi `ivotne
sredine (Sl. Glasnik RS br 135/04),
planirane su mere za odr`ivi razvoj i
upravljanje `ivotnom sredinom u
Republici Srbiji za narednih 10 godina.
Ovaj Program se realizuje Akcionim
i sanacionim programima koje donosi
Vlada za period od 5 godina.
Jedan od prioritetnih ciljeva za{tite
`ivotne sredine u sektoru energetike,
u periodu 2007. - 2016. godina, je
smanjenje emisije {tetnih materija (SO2,
NOx i pra{kastih materija) iz velikih
postrojenja za sagorevanje kao {to su
TE EPS - a, a u cilju usagla{avanja sa
zahtevima regulative EU (Direktiva
2001/80/EC za velika lo`i{ta). Tako|e
jedan od ciljeva je i pove}anje
energetske efikasnosti energetskog
sektora.
4. Pravilnikom o grani~nim
vrednostima, metodama merenja
imisije, kriterijumima za
uspostavljanje mernih mesta i
evidenciji podataka (Sl.glasnik RS
br.54, 8.avgust 1992.) pored ostalog
definisane su Grani~nim vrednostima
imisije, GVI:
z Ukupnih talo`nih materija tako da
je srednja mese~na, 450mg/m2/dan, a
srednja godi{nja -200mg/m2/dan),
z Supordioksid - SO2 tako da je
srednjia dnevna vrednost,
μg/m3, srednjih godi{njih
150μ
vrednost - 50μg/m3 a vrednosti C98 350mg/m3.
5. Prelaznim i zavr{nim odredbama
Pravilnika o grani~nim vrednostima
emisije, na~inu i rokovima merenja i
evidencije podataka (Sl. Glasnik RS
br.30/97)
Definisane su Grani~nim vrednostima
emisije, GVE, i za lo`i{ta koja
sagorevaju ugalj toplotne snage
preko 300MW, izme|u ostalih
opasnih i {tetnih materija i za
SO2 - 650mg/m3.
NO2 (NO2) - 450mg/m3.
CO - 250mg/m3.
Pra{kaste materije - 50mg/m3
z Predvi|eno je da sva preduze}a koja
imaju izvore zaga|ivanja vazduha
odrede merna mesta za kontinualna
merenja emisije i ugrade ure|aje za
navedena merenja i to u roku od {est
meseci (22.01.1998. godine), odnosno
godinu dana (22.07.1997.godine) od
dana stupanja na snagu ovog
pravilnika Kontinualno merenje
emisije {tetnih materija u dimnom
gasu.
Krajem 2004. godine, doneti osnovni
zakoni u Republici Srbiji:
1. Zakon o za{titi `ivotne sredine (Sl.
glasnik RS br. 135/04),
2. Zakon o integrisanom spre~avanju
i kontroli zaga|ivanja `ivotne
sredine (Sl. glasnik RS br. 135/04) i
3. Zakon o proceni uticaja na `ivotnu
sredinu (Sl. glasnik RS br. 135/04)
z
[224]
4. Zakon ostrate{koj proceni uticaja
na `ivotnu sredinu ( (Sl. glasnik RS
br. 135/04),
Zakon o proceni uticaja na `ivotnu
sredinu predstavljaju prvi korak
usagla{avanja na{e zakonske regulative
sa regulativom EU.
Aspekti `ivotne sredine i njihov
zna~aj u TENT-u
Sagorevanjem niskokalori~nog lignita u
kotlovima TE “Nikola Tesla” A i B, u
daljem tekstu TENT A i B, nastaju
velike koli~ine dimnih gasova koji
sadr`e {tetne materije, od kojih su
najzna~ajnije: SO2, NOx, CO, CO2 i
pra{kaste materije – lete}i pepeo. Na
kvalitet vazduha pored emisije
zaga|uju}ih materija iz izvora
zaga|ivanja, veliki uticaj imaju
meteorolo{ki parametri. Nizak vazdu{ni
pritisak, velika vla`nost vazduha,
pojave magle i temperaturnih inverzija
smanjuju rasprostiranje dimnih gasova
u vertikalnom i horizontalnom pravcu,
pa se zaga|uju}e materije zadr`avaju u
prizemnom sloju, u blizini izvora
zaga|ivanja.
Pre~i{}avanje dimnih gasova se vr{i u
elektrofiltrima, u daljem tekstu EF,
svaki blok ima po dva EF. Posle
elektrostati~kog izdvajanja pepela,
dimni gasovi se ispu{taju: direktno u
dimnjak visine 150m – blokovi A1, A2
i A3, preko pojedina~nih cevi sme{tenih
u dimnjaku visine 220m- blokova A4,
A5 i A6, i dimnjaku visine 280m –
blokovi B1 i B2 [2].
Pepeo i {ljaka se me{aju sa vodom u
odnosu 1:10 (u praksi taj odnos je i do
1:20) i hidrauli~kim putem se
transportuju na otvorene deponije
pepela i {ljake, u daljem tekstu
deponije. Odlaganje pepela se vr{i na
aktivnoj kaseti, a drugi deo deponije je
u fazi privremenog mirovanja
(pasivna–rezervna kaseta). Pasivna
kaseta je u fazi mirovanja radi tehni~ke
konsolidacije i dreniranja, a taj period
traje 6–10 godina. Na deponiji se vr{i
mehani~ko talo`enje pepela iz
energija
suspenzije pepela i vode, pri ~emu
nastaju prelivne i drena`ne otpadne
vode koje se indirektno ispu{taju u reku
Savu. Deponije su povr{inski izvori
zaga|ivanja vazduha pepelom U cilju
spre~avanja eolske erozije pepela sa
deponija, primenjuju se odgovaraju}i
sistemi za{tite. Pasivne kasete se {tite
sejanjem vi{egodi{njih trava - biolo{ka
rekultivacija. Na aktivnim kasetama
pored biolo{ke za{tite novoizgra|enih
nasipa (pregradnih i obodnih), se
primenjuju i druge mere za{tite kao {to
su odr`avanje vodenog ogledala i
prskanje suvih povr{ina pomo}u
sistema topova. Sistem je stalno u radu,
dinamika je definisana projektom.
Sistem za prskanje nije u funkciji u
periodu, oktobar-april, zbog niskih
temperatura. U cilju spre~avanja
zabarivanja okolnog terena i hemijskog
zaga|enja podzemnih voda, po obodu
deponije izgra|en je sistem drena`nih
bunara, koji mora biti u funkciji.
Krajem avgusta 2006.godine prestalo se
sa odlaganjem pepela i {ljake na kasetu
III deponije TENT-a A, odlaganje se
vr{i samo na kaseti I. Kasete II i III su
pasivne. Od 1996. godine na deponiji
TENT-u B kaseta I je aktivna, a kaseta
II je pasivna [3].
U cilju objektivnog sagladavanja uticaja
TENT-a A i TENT-a B na `ivotnu
sredinu, 2002.godine je ura|ena Studija
,,Re{avanje ekolo{kih problema nastalih
radom termoelektrana Nikola Tesla A i
B” Studija ura|ena od strane Instituta
za op{tu i fizi~ku hemiju- Beograd i
multidiscipliarnog tima koga su ~inili
profesori Beogradskog univerziteta,
stru~njaci instituta i EPS-a. Za potrebe
izrade navedene studije su kori{}eni svi
raspol`ivi podaci koji se odnose na
rezultate dugogi{njih ispitivanja
kvaliteta `ivotne sredine, pozitivna i
negativna iskustva u toku rada sistema
za{tite `ivototne srdine. Prikazani su
socijalani, pravni, zdravstveni,
ekonomski i ekolo{ki aspekti uticaja
TENT-a A i TENT-a B. Isto tako su
dati genaralni predlozi za re{avanje
ekolo{kih problema [1].
Dugogodi{nja primena ugra|enih EF i
postoje}e tehnlogije sakupljanja
transporta i odlaganja pepela i sistema
za{tite na deponijama i primenjena
tehni~ka re{enja za{tite voda nisu
zadovoljile osnovne kriterijume za{tite
`ivotne sredine. Evidentni su slede}i
problemi koji se odnose na `ivotnu
sredinu:
1. Neusagla{enosti emisije opasnih i
{tetnih materija u vazduh u odnosu
grani~ne vrednosti emisije, GVE;
propisane doma}om i evropskim
zakonima, zbog emisije: pra{katih
materija (za blokove sa EF koji nisu
rekonstruisani), SO2 i NO2(NOx) i
CO na pojedinim blokovima.
2. Lokalno zaga|enje vazduha
ukupnim talo`nim materijam usled
emisije pepela iz:
z ta~kastih izvora –dimnjaka
(dominantan uticaj je bila emisija na
blokovima A1 i A2, pre rekostrukcije
EF naro~ito pri pojavi temperaturnih
inverzija)..
z povr{inskih izvora- deponije pepela,
zbog eolske erozije pepela pri suvom
vremenu i pojavi olujnin vetrova,
kada dolazi do epizodnih zaga|enja
vazduha.
Ukupne talo`ne materije(~estice ve}e
od 10μm), UTM, i PM10(~estice manje
od 10μm), treba posmatrati u kontekstu
uticaja emitovanih ~estica pepela
dimnim gasovima i resuspendovanih
~estica pepela, usled eolske erozije
pepela sa deponija. Dugogodi{nja
praksa, iskustvo, su potvrdili da ja
problem zaga|enja ~esticama pepela
najve}i problem koji zahteva prioritetno
re{avanje [3].
Problem eolske erozije pepela je najvi{e
do{ao do izra`aja na deponiji TENT-a
B, u fazi prelaska odlaganja pepela sa
kasete I na kastu II. Kaseta I, povr{ine
oko 190ha bila je neza{ti}ena od
oktobra 1995.godine do oktobra
1997.godine jer nije ura|ena biolo{ka
rekultivacija na kaseti I u jesenjoj setvi
1995.godine, zbog nedostatka
finasijskih sredstava. U tom periodu, od
dve godine, pri nepovoljnim
vremenskim prilikama(suvo vreme
pra}eno jakim vetrovima) dolazilo je do
eolske erozije pepela i epizodnih
zaga|enja vazduha pepelom. Od strane
gra|ana okolnig naselja, a naro~ito
Grabovca i U{}a bilo mnogo
opravdanih prigovora koji nsu bili
upu}eni TENT-u, lokalnoj samoupravi i
dr`avnoj upravi. Nakon vi{e
inspekcijskih poseta i pregleda,
inspekcija Ministarsva za{tite `ivotne
sredine RS nalo`ila je TENT-u B, da
preduzme neophodne mere, kako bi se
spre~ilo zaga|ivanje vazduha.
3. Neusagla{enost zbog zaga|enja
voda
z
Povr{inskih, potoka -klanala
vuki}evice, usled ispu{tanja otpadnih
voda sa deponije pepela TENT-a B.
Kako je potok Vuki}evica prema
va`e}im zakoskim propisima svrstana
u II klasu vodotoka, zbog pove}anog
sadr`aja sulfatnog jona i arsena u
odnosu na maksimalno dozvoljene
koncentracije, MDK, na mestu
nizvodno od ispusta prelivnih i
drena`nih voda, nije produ`ena
vodoprivredna dozvola za dponiju
pepela TENT-a B, ~iji je rok istekao
jo{ 1995.godine. Va`no je
napomenuti da je TENT ispunio
vodoprivreni uslov koji se odnosi na
obavezu da obezbedi snabdevanje
[225]
okolna naselja ipravnom vodom za
pi}e, u~e{}em u gradnji
obrenova~kog vodovoda, gradnjom
vodotornja u Ratarima i Grabovcu,
stanice za hlorisanje, primarne mre`e,
a najve}im delom i sekundarne
mre`e.
z Podzemnih, u okolini deponija pepela
TENT-a A i TENT-a B, zbog
tendencija pove}anja sulfatnog jona u
podzemnim vodama u neposrednoj
okolini deponija pepela (pijezometri i
seoski bunari koji se nalaze u zoni
toka podzemnih voda). U
pijezometrima i seoskim bunarima
koji se nalaze u neposrednoj okolini
deponija pepela povremeno dolazi do
pove}anja sulfatnog jona iznad MDK
vode za pi}e [4].
4. Ispu{tanje, emisija SO2, {to
predstavlja globalni, a ne lokalni
problem.
Pove}anje pouzdanosti
postoje}e opreme-sistema
za{tite
Nezadovoljavaju}i kvalitet vazduha u
okolini TENT a A i TENT-a B u
pogledu imisije ukupnih talo`nih
materija, bio je presudni argument da se
prioritet da re{avanju problema
~esti~nog zaga|enja vazduha. Sanaciji
elektrofiltara je dat prioritet jer su
emisije pra{kastih materija zna~ajno
iznad grani~nih vrednosti emisija,GVE.
dimnjaci su ta~kasti izvori zaga|ivanja
pepelom, pored deponije pepela koja je
povr{inski izvor zaga|ivanja vazduha.
Za okside sumpora i azota to nije
slu~aj, zbog visokih dimnjaka i
transporta na daljinu, pa je re{avanje
ovog problema koji ima globalni
karakter, stavljen u drugi prioritet.
Uva`avaju}i opravdanost sve ve}eg i
~e{}eg izra`avanja nezadovoljstva
gra|ana okolnih naselja, lokalne
samouprave, kao i nalo`enih mera od
strane organa dr`avne uprave, isto
tako i sami svesni sa ozbiljno{}u
postoje}ih problema, TENT je hitno
preduzeo konkretne mere. U cilju
pove}anja pouzdanosti postoje}e
opreme koja se odnosi na sisteme
za{tite `ivotne sredine ura|eno je
slede}e; u TENT-u A remont EF, a u
TENT-u B remont i nadogradnjom
instalacija i blagovremena
rekultivacija novoizgra|enih nasipa
na deponiji do maksimalnog nivoa
pouzdanosti u okviru postoje}e
tehnologije.
Sa ovim ciljem su tokom 2001-2003
godine ura|eni slede}i najva`niji
poslovi:
1. Kapitalni remont elektrofiltara
TENT A, A1 i elektrofiltara A3,
bez elemenata rekonstrukcije
energija
2. Deponija pepela TENT-a B
Izgradnja drena`nog prstena I nasipa
z Izgradnja deset novih bunara
z Monta`a drugog prstena za kva{enje
kasete I
z ^i{}enje kompletnog obodnog kanala
z
3. Deponija pepela TENT-a A i
deponija pepela TENT -a B
Sadnja oko 14 000 sadnica drve}a
kao i 120 000 `bunja-reznica
tamarixa.
Navedeni su samo poslovi koji su se
morali hitno realizovati, kao posledica
dugogodi{njeg nedovoljnog i
neredovnog sprovo|enja. Mo`e se sa
sigurno{}u re}i, da se od tada pristupilo
organizovanijem i odgovornijem
re{avanju problematike za{tite `ivotne
sredine u odnosu na prethodni period.
Za obavljene navedenih poslova, u to
vreme izdvojeno je preko 250 miliona
dinara sopstvenih sredstava, {to
posebno dobija na zna~aju ako se uzmu
u obzir te{ki uslovi poslovanja
elektroprivrede u posmatranom periodu
i izrazito niska cena elektri~ne
energije[1].
Sve navedene aktivnosti su rezultovale
znatnim smanjenjem uticaja na `ivotnu
sredinu, ali njihov krajnji domet je
ograni~en i ni pribli`no nije mogao
zadovoljiti norme zahtevane doma}im
zakonodavstvom, direktivama EU,
medjunarodnim sporazumima koje je
ratifikovala na{a zemlja i, {to je
najva`nije, zahtevom lokalnog
stanovni{tva za ostvarenje prava na
zdravu `ivotnu sredinu [1].
Porede}i krajnje mogu}nosti postoje}ih
tehnolo{kih re{enja sa ekolo{kim
zahtevima, jasno se nametnuo zaklju~ak
da obrenova~ke temoelektrane moraju
hitno pristupiti izuzetno skupom,
dugoro~nom i tehni~ki izazovnom
procesu, u cilju po{tovanja principa
odr`ivog razvoja.
Objektinom i stru~nom sagledavanju ove
problematike svakako su doprineli
prikupljeni podaci o iskustavima
termoelektrana zemalja u tranziciji, i to
pre svega poljskih termoelektrana
Belhatov, Vazinska, Turov, PotnovAdamov-Konin, madjarskih elektrana
Matra i Pe~uj, kao i prva iskustva
termoelektrane Tuzla. Pored sagledavanja
tehni~kih re{enja, rokova, tro{kova,
iskustva ovih elektrana su bila presudna u
bu|enju optimizma i uverenja da je
mogu}e na}i tehnoekonomski izvodljiva
re{enja koja }e obezbediti zdravu `ivotnu
sredinu u okolini starih, a velikih
termoelektrana [1].
z
Dugoro~ni plan i programi
ekolo{ke modernizacije u TENT-u
Izrada Dugoro~nog programa
ekolo{ke modernizacije imala je za cilj
da se defini{u potrebne aktivnosti i
rokovi za nihovo srovo|enje, kao jedan
od va`nih elemenata za poslovanje
TENT-a u skladu sa normama iz oblasti
`ivotne sredine. Program prikazan u
tabeli 2 [1], obuhvatio je aktivnosti u
periodu od 2002 do 2012.godine, gde su
planirane slede}e aktivnosti-poslovi:
z nadogradnja elektrofiltarskih
postrojenja,
z promena tehnologije otpepeljivanja,
transporta i deponovanja pepela,
z promena sistema upravljanja
otpadnim vodama,
z re{avanje problema emisije {tetnih
gasova, izgradnjom odgovaraju}ih
postrojenja,
z kompletan monitoring emisije i
imisije i
z implementacija zahteva standarda
ISO 14000 u sistem menad`menta
`ivotnom sredino
Dugoro~ni program ekolo{ke
modernizacije je nastao 2002.godine
kao potreba TENT-a za pripreme za
opstanak na budu}em tr`i{tu elektri~ne
energije kao i odgovor na opravdani
zahtev lokalne smouprave i organa
dr`avnie uprave. Program defini{e samo
najve}e i najva`nije aktivnosti u
procesu ekolo{ke modernizacije.
Definisani su termini, kako za pripremu
projektne dokumentacije tako i za
realizaciju pojedinih aktivnosti. Period
od deset godina i osnovna ideja je da se
po{tuju}i ekolo{ke, tehnolo{ke i
finansijske parametre u prvom delu
posmatranog perioda neizostavno
zavr{e aktivnosti na rekonstrukciji
elektrofilterskih postrojenja i merenju
emisije {tetnih materija u cilju dobijanja
pouzdanih podataka za projektovanje. U
drugom delu navedenog programa
planirana je izgradnja postrojenja za
odsumporavanje i redukciju NOx.
Ovakav redosled je neminovan jer
tehni~ki zahtev postrojenja za
odsumporavanje je da koncentracija
pra{kastih materija na ulasku u absorber
bude ispod 50 ili 30 mg/Nm3.
Finansijski gledano za sprovo|enje
plana prema navedenoj dinamici, jedna
rekonstrukcija EF godi{nje je mogu}a
dinamika u pogledu zahteva
elektroenergetskog sistema i finasijskih
mogu}nosti (4-7 miliona evra godi{nje),
{to se uprkos te{ko}ama ipak postiglo.
Izgradnja postrojenja za
odsumporavanje dimnog gasa u pogledu
investicionih tro{kova zahteva mnogo
ve}a finasijska ulaganja (oko 100
000evra /KW), dodatni problem je
prostor za sme{taj postrojenja .
Program predvi|a u prvom delu i
rekonstrukciju sistema za prikupljanje,
transport i deponovanje pepela i {ljake.
Ovo su izuzetno skupi projekti, red
veli~ine 30-40 miliona evra za
pojedina~no TENT A i TENT B.
[226]
Izradom Dugoro~nog plana ekolo{ke
modernizacije u termoelektranama
Nikola Tesla A i Nikola Tesla B,
2002. godine, sagledani su najzna~ajniji
ekolo{ki problemi, predlo`ene su
konkretne mere, dinamika i finansijska
sredstva za njihovu realizaciju.
Realizacija Dugoro~nog programa
ekolo{ke modernizacije u periodu od
2002 do 2007.godine se odvijala
dinamikom u skladu sa postoje}om
situacijom.
Aktivnosti su otpo~ele 2002. godine u
vidu realizacije pojedinih ispitivanja i
prethodnih studija pre svega studije
“Re{avanje ekolo{kih problema nastalih
radom termoelektrana Nikola Tesla A i B”
I i II faza Iste godine u TENT-u B je
ura|ena industrijska proba za
malovodni transport i odlaganje pepela,
pri ~emu su dobijeni pozitivni rezultati.
Od 2003.godine po~elo je sprovo|enje
poslova i priprema projektne
dokumentacije koji se pored ostalog
odnose i na EF:
z pove}anje pouzdanosti postoje}ih
EF TENT-a A
z Rekonstrukciju EF (usagla{avanje
izlaznih koncentracija pra{kastih
materija u okviru zakonskih
normi).
Kapitalnim remontima elektrofiltarskih
postrojenja TENT-a A na blokovima
A1 i A3, 2003.godine. izvr{eni su
ozbiljni remontni zahvati sa zamenom
ma{inskih delova EF, emisionih i
talo`nih elektroda, ali bez elemenata
nadogradnje. Naime, sa raspolo`ivim
sredstvima i rokovima u tom trenutku
bilo je nemogu}e realizovati
rekonstrukcije sa nadogradnjom koje
mogu obezbediti performanse iznad
prvobitno projektovanih.
Smanjenje emisije pepela kao
rezultat rekostrukcije EF
Dugogodi{njim merenjem emisije
pra{kastih materija od strane ovla{}enih
institucija, pre rekostrukcija EF,
utvr|eno je da su najve}e emisije bile
na blokovima A1 i A2, do 2000mg/m3,
dok su na blokovima A3 i A6 bile 80250mg/m3, a na blokovima B1 i B2 30100mg/m3.
Od projektanata i isporu~ioca opreme je
postavljen zahtev da koncentracija
pra{kastih materija iza EF bude
<50mg/m3, zbog zadovoljavanja
zakoskih normi, isto tako, to je jedan od
tehni~kih zahteva, za ulazne parametare
postrojenja za odsumporavanje
(dobijanje gipsa zadovolavaju}eg
kvaliteta-komercijalna upotreba).
Zahtevane izlazne koncentracije su
ostvarene pove}anjem povr{ine
elektroda EF i pobolj{anjem i
uvo|enjem novih tehnickih re{enja
elektro napajanja sekcija.
energija
Tabela 2 Dugoro~ni program ekolo{ke modernizacije za period 2002-2012. godine
priprema projektne dokumentacije
Na postoje}im oja~anim temeljima
EF ura|ena je nadogradnja ku}i{ta,
dodato jo{ po jedno polje i zamenjene
elektrode, ugradnjom elektroda
du`ine 15m (16,5m na EF A4).
Kapitalni remont bloka A5 TENT-a A,
je realizovan 2004.godine sredstvima iz
donacije Evropske Agencije za
Rekonstrukciju. Tada je bila prilika da
se uradi prva rekonstrukcija
elektrofiltara.
Sredstva bila namenjena isklju~ivo
pove}anju pouzdanosti blokova, nije
bilo mogu}e iz tog fonda finansirati
projekte za{tite `ivotne sredine. Krajem
2003.godine u TENT-u je doneta
odluka da se, i pored te{ke finansijske
situacije, uradi rekonstrukcija EF bloka
A5, sopstvenim sredstvima. Raspisan je
me|unarodni tender na kome je
u~estvovalo {est najve}ih svetskih
izvo|enje radova
proizvo|a~a. Po kriterijumu ekonomski
najpovoljnije ponude, izabran je
Rafako-Poljska, koji je imao priznate
reference u svetu.
Tako je 2004. godine ura|ena prva
rekonstrukcija EF na bloku A5, to je
istovremeno prvi posao ove vrste u
Srbiji, a ste~ena iskustva su svakako bla
dragocena za rekonstrukcije na drugim
blokovima u termoelektranama EPS-a.
U tabeli 3. je dat pregled ura|enih i
planiranih(preostalih) poslova
rekonstrukcije elektrofiltera za PD
TENT. Podaci o rokovima i nov~anim
stredstvima za period 2008-2015.godine
su predvi|eni Srednjoro~nim planom
poslovanja JP EPS-a 2008-2015.godine
[2] i bi}e a`urirani u skladu sa
aktuelnim cenama. Rekonstruisan EF je
pu{ten u rad krajem decembra 2004.
godine, ulo`eno je 3 785 620 evra.
TENT je nastavio sa poslovima
[227]
rekostrukcije EF na ostalim blokovima,
svake godine po jednan blok i to: A22005.godine, ulo`eno je 4 157 470
evra, A1-2006.godine, ulo`eno je
5 197 623 evra i A4-2007.godine,
ulo`eno je 7 769 937 evra.
Zavr{no sa 2007.godinom
rekonstrukcija je ura|ena ukupno na EF
~etri bloka u TENT-u A, u toku
remonata blokova, a pu{tanje u rad
krajem godine. Garancijska ispitivanja
su ra|ena nakon optimizacije rada EF.
Smanjenje emisije pra{kastih materija pepela je sledilo naredne godine, u
odnosu na godinu obavljanja
rekonstrukcije. Napominje se da su na
poslovima rekonstrukcije EF
(projektovanje, isporuka i ugradnja
opreme) bili anga`ovani doma}i
projektanti i industrija (Energoprojekt,
Feromont-Beograd, Min-Ni{, Institut
"Mihailo Pupin"-Beograd, Zastava-
energija
Kragujevac, Go{a-Smederevska
Slika 1 Emisija pepela u vazduh u TENT-u od 2003. do 2007. godine
Palanka, Termoelektro-Beograd).
Sredstva su obezbe|ena uglavnom iz
sopstevnih izvora, manjim delom iz
poljskog kredita. Ukupno je ulo`eno 20
912 650 EUR, od ~ega je 1 753 371
EUR dobijeno od Fonda za za{titu
`ivotne sredine u skladu sa Uredbom o
merilima za povra}aj, osloba|anje ili
smanjenje pla}anja naknade za
zaga|ivanje `ivotne sredine
(Sl.glasnik br.113 od 20.12.2005.).
Na blokovima A1, A2, A3 i A5
uvedeno je automatsko pra}enje rada
EF. Upravljanje i pra}enje elektri~nih i
neelektri~nih veli~ina i efikasnosti rada
EF se vr{i posredstvom sistema za
z 78% u TENT-u A odnosno
– efekat smanjenja mogu}e je utvrditi
daljinski nadzor i upravljanje
tek u 2008.godini), pri ~emu je
z 75% u TENT-u A i B
(SCADA). Pored toga vr{i se pra}enje
upore|ivanje vr{eno sa emisijom u
U~e{}e blokova A1 i A2 u ukupnoj
rada pomo}ne opreme na EF (greja~i i
2004.godini, iznosi:
emisiji pepela posle rekonstrukcije
motori za pogon tresa~a itd.), s obzirom
EF je smanjeno i ono iznosi:
z
88%
u
odnosu
na
ukupnu
emisiju
u
na mogu}nost parametriranja vremena i
TENT-u A,
z 21% u TENT-u A odnosno
ciklusa otresanja na samom kontroleru,
prilago|avanja uslovima rada
z 82% u odnosu na ukupnu emisiju u
z 13% u TENT-u A i B
elektrofiltera. Pode{avanje ciklusa rada
TENT-u A i TENT-u B.
U periodu 2007 - 2010. godina
ovih motora je direktno vezano sa
Najve}e smanjenje emisije pepela je
planirane su rekonstrukcije elektrofiltara
neposrednim iskustvom osoblja
na ostalim blokovima TE EPS – a.
bilo u:
elektrane, {to omogu}ava pove}anje
Dinamika realizacije sa procenom
z 2006. godini (kao rezultat
efikasnosti rada EF.
potrebnih sredstava sagledana je u
rekonstrukcije EF A2, koji je ura|en
Pored toga na bloku A1 i A4 razvijena
okviru Srednjoro~nog plana za{tite
krajem 2005.godine) i
je nova tehnologija za elektrostati~ko
`ivotne sredine za period 2007 - 2015.
z 2007. godini (kao rezultat
izdvajanje ~vrstih ~estica iz dimnog
godine i pregled planiranih
rekonstrukcije EF A1, koji je ura|en
gasa. Radi se o digitalnom regulatoru
rekonstrukcija dat je u tabeli 4.
krajem 2006.godine),
napona sa dva brza digitalna
Emisija SO2 i NOx
signalna procesora. Ure|aj se odlikuje U~e{}e blokova A1 i A2 u ukupnoj
izuzetnom autonomijom i
emisiji pepela pre rekonstrukcije EF
Dugogodi{njim periodi~nim merenjima
fleksibilno{}u, i poseduje veoma
je bio veliki, jer su na navedenim
od strane ovla{}enih istitucija, utr|eno
napredan, adaptivni algoritam
blokovima bili najstariji EF, sa najni`im je da emisije SO2 iznosi 1500 -2000
upravljanja specijalno razvijen u svrhu
stepenom otpra{ivanja, i ono iznosi:
mg/m3, a NOx 400-550 mg/m3.
pove}anja efikasnosti
izdvajanja na blokovima
Tabela 3 Pregled planiranih rekonstrukcija elektrofiltera TE EPS-a
velikih snaga. Ovakvim
na~inom rada, gotovo
potpuno je eliminisan
problem povratne korone
i povratka u struju gasa
ve} izdvojenih ~estica.
Regulator je u stanju da
se prilagodi bilo kakvim
uslovima u izdvaja~u
kako bi odr`ao emisiju na
propisanih 50 mg/m3, a
rezultat je zna~ajna
u{teda elektri~ne
energije.
Na grafiku 1 su date
emisije pepela
prora~unate na bazi
periodi~nih merenja
emisije vr{ena od 2003.
do 2007.godine od strane
ovla{}enih institucija i
prose~nog vremena rada
blokova, od 6000 sati.
Smanjenje emisije
pepela postignuto
rekonstrukcijom EF
blokova A1, A2 i A5 (A4
[228]
energija
Rekonstrukcije EF na bloku A5 - leto 2004.godine
Dogra|ena sekcija EF-levkovi za skupljanje
pepela ispod sekcije
Rekonstruisan EF na bloku A1
- oktobar 2006.godine
[229]
Monta`a talo`nih i emisionih elektroda
Dimna perjanica nakon rekonstrukcija EF-a
energija
Tabela 4 Pregled planiranih sredstava za izgradnju postrojenja za
odsumporavanje JP EPS-a
Emisija sumpornih oksida
U cilju sagledavanja mogu}ih re{enja
odsumporavanja TE EPS-a u Direkciji
za strategiju i investicije - Sektor za
za{titu `ivotne sredine u julu 2006.
godine zavr{ena je Studija “Pravci
optimalnog smanjenja emisije
sumpornih oksida iz termoelektrana
Elektroprivrede Srbije” koja je
definisala tehni~ka re{enja za smanjenje
emisije sumpornih oksida iz postoje}ih
termoelektrana, dala predlog redosleda
uvo|enja odsumporavanja po
elektranama, kao i dinamiku realizacije
i potrebna finansijska sredstava.
U toku avgusta 2007. godine usvojen je
Projektni zadatak za izradu projektne
dokumentacije za izgradnju postrojenja
za odsumporavanje dimnih gasova TE
Nikola Tesla B. U~e{}e TENT B u
ukupnoj emisiji SO2 TE EPS-a je oko
24.0% a u ukupnoj proizvodnji
elektri~ne energije oko 34%.
Uvo|enjem odsumporavanja na ovim
blokovima o~ekuje se smanjenje
ukupne emisije SO2 TE EPS-a oko
23.5% [2].
Dinamika realizacije sa procenom
potrebnih sredstava uvo|enja
postrojenja za odsumporavanje na TE
Nikola Tesla B i blokovima A3 - A6
TE Nikola Tesla A sagledana je u
okviru Srednjoro~nog plana za{tite
`ivotne sredine JP EPS-a za period
2006 - 2015. godina i pregled se daje je
u tabeli 4 [2].
Emisija SO2, su znatno iznad GVE, 650
mg/m3. Ugradnja postrojenja za
odsumporavanje dimnog gasa je
predvi|ena po~ev{i od 2009.godine, i to
pre svega zbog velikih finansijskih
sredstava koja se procenjuju na oko 10
miliona evra na 100 MW, ukunih
sredetava za izgradnju postrojenja za
odsumporavanje za TENT A i TENT B
iznose oko 300 miliona evra. Prethodna
studija pokazuje da je za TENT
prihvatljiv vla`ni postupak sa
kori{}enjem kre~a. Plan ugradnje
postrojenja za odsumporavanje je
prikazan u tabeli 4, predlo`ena
dinamika }e se jo{ analizirati
uzimaju}i u obzir preostali radni vek
blokova. Predlog programa ne sadr`i
projekat izgradnje postrojenja za
odsumporavanje dimnog gasa na
najstarijim jedinicama - blokovima
A1 i A2.
Za blokove ~ija je snaga kotlova manja
od 500 MWh koji su danas u pogonu
vi{e od 30 godina, razmotri}e se
mogu}nost da se izuzmu od obaveze
usagla{avanja njihovih emisija sa GVE,
sa obrazlo`enjem njihovog smanjenog
anga`ovanja u periodu posle 2015.
godine (manje od 3.000 sati rada na
godi{njem nivou). Ovo bi trebalo uzeti
u obzir pri usagla{avanju na{e doma}e
regulative tj. Pravilnika o grani~nim
vrednostima emisija sa regulativom EU.
Dugoro~nim planom ekolo{ke
modernizacije za period 20022012.godine, ugradnja postrojenja za
odsumporavanje je planirana za TENT
B od 2008-2010.godine, a 20082011.godine za TENT A,
Srednjoro~nim planom za{tite `ivotne
sredine JP EPS-a za period 2007 2015. godine, rokovi su pomereni, za
TENT B od 2011-2012.godine, a 20132014.godine za TENT A. Podaci o
rokovima i nov~anim sredstvima
predvi|enim Srednjoro~nim planom
poslovanja JP EPS-a 2007-2015.godine
bi}e a`urirani u skladu sa aktuelnim
cenama.
Emisija azotnih oksida
Emisija azotovih oksida na blokovima
TENT-a A su u intervalu bliskom
propisanoj vrednosti, od 450 mg/m3, a
na blokovima TENT-a B oko 550
mg/m3. O~ekivano poo{travanje
doma}ih propisa i i imaju}i u vidu
direktive EU, upu}uje na dalje
smanjenje emisije NOx. Procena
potrebnih sredstava uvo|enja primarnih
mera na blokovima TE Nikola Tesla B i
blokovima A3 - A6 TE Nikola Tesla A
sagledana je u okviru Srednjoro}nog
plana za{tite `ivotne sredine za period
2006 - 2012. godina i pregled se daje je
u tabeli 5 [2]. Realizacija ovih mera
planirana je da se realizuje u sklopu
rekonstrukcije kotla.
Uticaj deponija pepela i izmena
tehnologije sakupljanja,
transporta i odlaganja pepela
Postoje}a tehnologija otpepeljivanja,
transporta i deponovanja ne
obezbe|uje potreban nivo za{tite od
razvejavanja pepela kao ni od
uticaja na podzemne i povr{inske
vode. Po suvom i vetrovitom
vremenu, i pored uklju~enog sistema
za kva{enje dolazi do podizanja
pepela. [1]
Opisana tehnologija, primenjena u
TENT-u bila je dominantna i u
evropskim elektranama na lignit do pre
dvadesetak godina. Zbog manjkavosti u
pogledu za{tite `ivotne sredine u
najve}em broju objekata hidrauli~ki
transport je zamenjen novim
tehnolo{kim re{enjem, malovodnim
trasportom.
Po~ev od 2002.god JP EPS u saradnji
sa Rudarskim Institutom i
Energoprojektom radi na razvoju
tehnologije malovodnog transporta,
odnos pepela i vode 1:1. Zavr{ena su
poluindustrijska ispitivanja,
laboratorijska ispitivanja, kao i
Generalni projekat sa prethodnom
studijom opravdanosti.
Izmena postoje}e tehnologije
hidrauli~kog transporta pepela i {ljake,
tehnologijom malovodnog transporta }e
omogu}iti smanjenje negativnog uticaja
deponija TENT B na `ivotnu sredinu.
Iskustva evropskih zemalja ovakvim
izmenama tehnologije koja su ura|ena
pre 10 i vi{e godina su potvrdila
pozitivne rezultate.
Tokom 2007.godine ura|en je Glavni
projekat rekonstrukcije sistema za
prikupljanje, pripremu, transport i
odlaganje pepela i {ljake TENT-a B i
isporu~ena je oprema. Izvo|a~ radova
je Energoinvest Sarajevo Vrednost
poslova je oko 30 000 000 EURA, a
obezbediti }e se iz donacije Evropske
Agencije za Rekonstrukciju. Po~elo se
sa poslovima gradnje silosa za
prikupljanje suvog pepela i {ljake.
Prelazak na malovodni transport i
odlaganje pepela i {ljake se planira do
kraja 2009.godine.
U cilju uvo|enja nove tehnologije na
TENT-u A, malovodnog transporta i
odlaganja pepela tokom 2007.godine
po~ali su poslovi izrade Idejnog
projekta rekonstrukcije sistema za
prikupljanje, pripremu, transport i
Tabela 5 Pregled planiranih sredstava za uvo|enje primarnih mera na JP
EPS-a
[230]
energija
odlaganje pepela i {ljake TENT-a A, sa
Studijom opravdanost i Studije
procene uticaja projekta na `ivotnu
sredinu.
Uticaj deponije na vodu i vazduh }e
se svesti na najmanju mogucu meru.
O~ekivani efekti uvo|enjem nove
tehnologije se ogledaju u:
1. Smanjenju koli~ina potrebne vode za
transport pepela i {ljake,
2. Smanjenju koli~ina otpadnih voda sa
deponije
3. Pobolj{anju kvaliteta povr{inskih i
podzemnih voda- ne}e biti prelivnih
voda (vr{i}e se recirkulacija
drena`nih voda), nema ispu{tanja
otpadnih voda u vodotokove.
4. Smanjenju negativnog uticaja na
kvalitet podzemnih voda u okolini
deponije
5. Smanjenju ukupne koli~ine pepela
odlo`enog na deponije - du`i vek
kori{}enja deponije zbog mogu}nosti
isporuke suvog pepela (zahtev –
uslov za primenu pepela u industriji).
6. U{teda finasijskih sredstava
smanjenjem koli~ine odlo`enog
pepela, prodajom dela pepela
smanji}e se godi{nja naknada za
odlo`en otpad.
7. Ostvarenje ekonomske dobiti
prodajom pepela, stvaranjem
preduslova za kori{}enje suvog
pepela, {to je zahtev industrije [5].
8. Zna~ajno smanjenje pojave eolske
erozije pepela, zbog smanjenja
veli~ine suvih povr{ina i pove}anja
otpornosti povr{inskog sloja-pokorice
(izbegnuto je talo`enje finih ~estica
na povr{ini).
Monitoring emisije i imisije
Uspostavljanje sistema za kontinualni
monitoring emisije i imisije u vazduh
jedan je od baznih projekata ekolo{ke
modernizacije. Kako kontinualna
merenja nikad nisu postojala, svi podaci
o emisiji tokom tridest godina rada
TENT-a proizvod su samo periodi~nih
merenja
Prelaznim i zavr{nim odredbama
Pravilnika o grani~nim vrednostima
emisije, na~inu i rokovima merenja i
evidencije podataka (Sl. Glasnik RS br.
30/97) predvi|eno je da sva preduze}a
koja imaju izvore zaga|ivanja vazduha
odrede merna mesta za kontinualna
merenja emisije i ugrade ure|aje za
navedena merenja i to u roku od {est
meseci (22.01.1998. godine), odnosno
godinu dana (22.07.1997.godine) od
dana stupanja na snagu ovog pravilnika.
Tokom 2003. i 2004. godine na
blokovima A3 i A5 ugra|ena je oprema
za kontinualno merenje emisije
gasova: SO2, NOx, Co i O2 i
pra{kastih materija. Tokom 2007.
godine ugra|ena je oprema za
kontinualno merenje emisije {tetnih i
opasnih materija u vazduh u TENT-u A
i to:
- za pra{kaste materije, na dimnim
kanalima iza EF, posle ventilatora
dimnog gasa, na bloku A1 i A2.
- gasova: SO2, NOx, CO i O2, na bloku
A4
Napominje se da je u toku remonata
bloka A3, odnosno rekostrukcije EF
bloka A5 tako|e ugra|ena oprema za
kotinualno merenje emisije pra{kastih
materija i gasova na kanalima iza EF,
posle ventilatora dimnog gasa.
Projekt Integralni sistem za
kontinualno pra}enje uticaja TE
“Nikola Tesla” na kvalitet vazduha u
Obrenovcu i okolnim naseljima - I
faza pra}enje zaga|enja ~vrstim
~esticama po sistemu “klju~ u ruke” je
u{ao u zavr{nu fazu (preostalo je da se
uradi integracija i akvizicija i obrada
svih podataka dobijenih merenjem sa
postoje}om opremom).
Ovaj projekat }e omogu}iti primenu
Gausovog modela raspodele u cilju
pra}enja transporta ~vrstih ~estica u
prostoru i vremenu. Integralni sistem }e
omogu}iti sistematsko pra}enje uticaja
TENT-a na kvalitet vazduha (zaga|enje
~esticama), objektivno i blagovremeno
informisanje javnosti o kvalitetu
vazduha u Obrenovcu i okolnim
naseljima, {to je jedan od preduslova za
preduzimanje odgovaraju}ih mera
za{tite.
U okviru navedenog projekta ugra|ena
je oprema za kontinualno merenje
emisije pra{kastih materija, tokom
jula 2007.godine, ura|ena je monta`a i
pu{teno u rad 2 analizatora za imisiju
suspendovanih materija PM10 u
Grabovcu i Obrenovcu (naselje
Rojkovac). Tako|e je postavljena
meteorolo{ka stanica u Ratarima, gde
}e se postaviti i analizator za imisiju
suspendovanih materija PM10.
Po~etkom 2008. godine se planira
pu{tanje u rad celokupnog sistema,
obuka i kona~na primopredaja.
U toku je izrada Projekta Idejno
re{enje ugradnje opreme za
kontinualno merenje emisije {tetnih i
opasnih materija u vazduh sa
analizom varijantnih re{enja za izbor
mernih mesta u TENT-u A, TENT-u
B, TEK i TEM. Mesto ugradnje
opreme }e izvr{iti ovla{}ena institucija
a u skladu sa na{im va`e}im zakonskim
propisima.
Na osnovu ovog Projekta se mo`e
izvr{iti nabavka i ugradnja opreme na
svim preostalim blokovima.
Uspostavljanje i sertifikacija
menad`menta sistema za{tite
`ivotne sredine (EMS)
Uporedo sa razvojem tehnolo{kih
re{enja iz oblasti za{tite `ivotne sredine
[231]
u PD TENT }e biti implementirani
zahtevi serije standarda ISO 14000.
Po~etak izrade procedura se planira za
2005. god, odmah po zavr{etku projekta
prilago|avanja PD TENT seriji
standarda ISO 9000. Primena zahteva
serije standarda ISO 14000 omogu}i}e
pove}anje tehnolo{ke i radne discipline
u oblasti za{tite `ivotne sredine kao i
maksimalno iskori{}enje opisanih
tehnolo{kih re{enja [1].
Aktivnosti na uspostavljanju i
sertifikaciji mena|`menta sistema
za{tite `ivotne sredine (EMS) u
TENT, uvo|enje standarda prema ISO
14 001:2005, su po~ele po~etkom
2005.godine, a zavr{no sa
2007.godinom ura|eno je :
z Izve{taj – Stanje `ivotne sredine u
TENT-u A odnosno TENT-u B za
2007.godinu
z 16 Procedura i 2 Uputstva
z Op{ti ciljevi, posebni ciljevi i
pogrami za{tite `ivotne sredine za
2007. godinu
Navedena dokumenta }e se nakon
razmatranja od strane Odbora za
kvalitet PD TENT- usvojiti.
U toku je izrada preostale
dokumentacije:
z Planovi za reagovanje u vanrednim
situacijama,
z Identifikacija zakonskih i drugih
zahteva,
z Vrednovanje usagla{enosti sa
zakoskim i drugim zahtevima
Posle izrade i usvajanja navedenih
dokumenata, planiraju se interne
provere EMS i sertifikacija, do sredine
2008.godine.
Zaklju~ak
1. Ekolo{ka modernizacija je prioritetna
potreba PD TENT u narednom
periodu, kako zbog usagla{avanja sa
zakonskom regulativom i interesima
lokalne zajednice, tako i zbog
uspe{nog poslovanja preduze}a na
budu}em tr`i{tu elektri~ne energije.
2. U cilju unapre|enja za{tite `ivotne
sredine u PD TENT d.o.o. Obrenovac
2002.godine je ura|en Dugoro~an
plan ekolo{ke modernizacije za
termoelektrane Nikola Tesla A i
Nikola Tesla B za period 20022012.godine koji sadr`i konkretne
mera, dinamiku i nov~ana sredstva
potrebna za nihovu realizaciju.
3. Saznanje TENT-a o postoje}em
stanju `ivotne sredine i u skladu sa
tim i opravdani zahtevi lokalne
zajednice za pobolj{anje kvaliteta
`ivotne sredine bili su osnovni
elementi za izradu Dugoro~nog plana
ekolo{ke modernizacije za
termoelektrane Nikola Tesla A i
Nikola Tesla B za period 20022012.godine.
energija
4. Realizacija planiranih mera za{tite za
obrenova~ke termoelektrane je bio
skup tehni~ki izazov, koji je zahtevao
velika finasijska ulaganja, primenu
najbolje dostupnih tehnika (BAT), a
isto tako i po{tovanja principa
odr`ivog razvoja.
5. U cilju smanjenja emisije pra{kastih
materija – lete}eg pepela iz ta~kastih
i povr{inskih izvora zaga|ivanja, u
periodu od 2004. do 2007.godine
ura|ene su:
z Rekonstrukcije elektrofiltara u
TENT-u A na blokovima A1, A2,
A4 i A5 (svake godine po jedan
blok)
z Glavni projekat rekonstrukcije
sistema za prikupljanje, pripremu,
transport i odlaganje pepela i {ljake
TENT-a B i ugovorena je oprema.
Izvo|a~ radova je Energoinvest
Sarajevo. Vrednost poslova je oko
30 000 000 EURA, a obezbedi}e se
iz donacije Evropske Agencije za
Rekonstrukciju. Prelazak na novu
tehnologiju bi}e realizovan zavr{no
sa 2009.godinom.
6. Rekonstrukcije preostalih EF (TENT
A i TENT B) i izmena tehnologije
prikupljanja, pripreme, transporta i
odlaganja pepela u TENT-u A su
predvi|ene srednjoro~nim planom
2008-2015.godine
7. Ulo`eno je ukupno 20 912 650 EUR,
najve}im delom iz sopstvenih
sredstava, a 1 755 371 EUR je
dobijeno od Fonda za za{titu `ivotne
sredine na ime povra}aja sredstava.
Smanjenje emisije pepela postignuto
rekonstrukcijom EF blokova A1, A2
i A5 (A4 – efekat smanjenja mogu}e
je utvrditi tek u 2008.godini), pri
~emu je upore|ivanje vr{eno sa
emisijom u 2004.godini, iznosi:
88% u odnosu na ukupnu emisiju u
TENT-u A,
82% u odnosu na ukupnu emisiju u
TENT-u A i TENT-u B.
8. Dugoro~nim planom ekolo{ke
modernizacije za period 20022012.godine, ugradnja postrojenja za
odsumporavanje je planirana za
TENT B od 2008-2010.godine, a
2008-2011.godine za TENT A,
Srednjoro~nim planom za{tite
`ivotne sredine JP EPS-a za period
2007 - 2015. godine, rokovi su
pomereni, za TENT B od 20112012.godine, a 2013-2014.godine za
TENT A. Podaci o rokovima i
nov~anim sredstvima predvi|enim
Srednjoro~nim planom poslovanja JP
EPS-a 2007-2015.godine bi}e
a`urirani u skladu sa aktuelnim
cenama.
9. O~ekivani efekti realizacije
planiranih mera za{tite vazduha na
postoje}im blokovima TENT-a:
Smanjenje emisija pra{kastih
materija, SO2 i NOx u vazduh i
ispunjenje zakonskih propisa
z Smanjenje zaga|enosti
ambijentalnog vazduha u okolini
Obrenovca
z Smanjenje broja obolelih od bolesti
respiratornih organa naro~ito kod
male dece
10. Aktivnosti na uspostavljanju i
sertifikaciji mena|`menta sistema
za{tite `ivotne sredine (EMS) u
TENT, uvo|enje standarda prema
ISO 14 001:2005, su po~ele
po~etkom 2005.godine, a zavr{no
sa 2007.godinom ura|eno je :
z Izve{taj –Stanje `ivotne sredine u
TENT-u A odnosno TENT-u B za
2007.godinu
z 16 Procedura i 2 Uputstva
z Op{ti ciljevi, posebni ciljevi i
pogrami za{tite `ivotne sredine za
2007.godinu
Posle izrade i usvajanja preostalih
potrebnih dokumenata, planiraju se
interne provere EMS i sertifikacija, do
sredine 2008.godine.
z
Literatura
[1] n. ]eran, Program ekolo{ke
modernizacije termoelektrana ’’Nikola
Tesla’’ Obrenovac, Prvo savetovanje o
deponijama pepela i {ljake
termoelektrana, Obrenovac, 24.i 25.maj
2005., 1-12
[2] D. Kisi}, Izve{taji – Stanje `ivotne
sredine u TENT-u A i Stanje `ivotne
sredine u TENT-u B, januar
2008.godine , usvojeni od strane
Odbora za kvalitet PD TENT, februar
2008.godine
[3] Z. @bogar, D. Kisi}, P. Cvijanovi},
Planirane i realizovane mere za{tite
vazduha u termoelektranama
elektroprivrede Srbije u cilju
usagla{avanja sa zakonskim propisima,
XXXV savetovanje sa me|unarodnim
u~e{}em “Za{tita vazduha 2007.“Kvalitet vazduha u za{titi `ivotne
sredine, 6. i 7. Novembar 2007., 11-17
[4]. D. Kisi}, N. ]eran, dr E. BotiRai~evi}, D. Dra`ovi}, S. Andri},
Smanjenje zaga|enja povr{inskih i
podzemnih voda primenom
malovodnog transporta i odlaganja
pepela i {ljake u TENT-u B, Zbornik
radova, Me|unarodna konferencija
Otpadne vode, komunalni ~vrsti otpad i
opasan otpad, Subotica 10.-13.april
2006., 331-338
[5] D.Kisi}, Z.@enja elektrofiltarskog
pepela
[232]
energija
Dragan Lj. Todorov
UDC: 502.31: 504.75
Ekolo{ka adaptacija
vrtno-parkovskih povr{ina
za sportsko-rekreativne
potrebe gradskog
stanovni{tva
I Uvod
Ovaj rad se zasniva na transparentnosti
globalnog1 u lokalno, odnosno na
proceni validnosti kori{}enja sadr`aja
mikrorekreativnih lokaliteta, na bazi
etno-ekolo{kog koncepta rekonstrukcije
vrtno-parkovskih povr{ina za potrebe
rekreativnog ve`banja svih struktura
stanovni{tva. Stvaranjem harmonijski
razvijene li~nosti, kroz rekreativno
ve`banje u zdravom prirodnom
okru`enju, mla|e populacije bi}e u
mogu}nosti da se aktivno uklju~e u
izgradnju savremenog dru{tva i da
pravilnim rezonovanjem donose
adekvatna re{enja o svim aktuelnim
pitanjima svakodnevnog `ivota.
U ovom radu je razmatran problem koji
je zasnovan na ozbiljnom ugro`avanju
`ivotne sredine i demografskih tokova,
nedostatku kulture stanovanja i uslova
za pravilan razvoj dece i dobro
zdravstveno stanje kod ostalih struktura
stanovni{tva u Srbiji.
Cilj ovog rada je da uka`e na
neophodnost i dru{tveno-ekonomsku
opravdanost ekolo{ke adaptacije vrtnoparkovskih mikrorekreativnih lokaliteta,
odnosno preduzimanje adekvatnih mera
i aktivnosti za{tite prirodne sredine,
pravilnog razvoja i vaspitanja dece i
pobolj{anja kvaliteta `ivota i
stvarala{tva osoba sa invaliditetom.
Rad se zasniva na po{tovanju slede}ih
osnovnih principa: ekolo{ku podobnost
1 Proces homogenizacije, unifikacije i
profesionalizacije svih dru{tvenih sfera,
istorijski nu`an, objektivno nezadr`iv planetarni
tok koji, poput izlaska sunca, ne zavisi od volje
niti izbora, a ogleda se u tehnolo{koj,
ekonomskoj i vojnoj amerikanizaciji
savremenog dru{tva.
Rezime
Problem koji je razmatran u ovom radu ti~e se prilago|avanja vrtno-parkovskih
prostora potrebama stanovni{tva u gradovima Srbije, pre svega dece, starijih i
osoba sa invaliditetom, za rekreativnim ve`banjem u o~uvanom i zdravom
prirodnom okru`enju, koje zna~ajno doprinosi razvoju i vaspitanju dece, i
stabilnom zdravstvenogm stanju, odnosno kvalitetnijem stvarala{tvu kod ostalih
struktura gra|ana.
Klju~ne re~i: ekolo{ka adaptacija, mikrorekreativni lokalitet, rekreativno
ve`banje.
Ecological Adaptation of Garden-Park Areas for Sports Recreation
Needs of Urban Population
Problems considered in this paper concern the adaptation of garden-park’s areas
to needs of population in Serbian cities, especially for children, older people and
disabled, for recreation purposes in preserved and healthy environment, which
quiet considerable contributes to development and upbringing of children, and
good health, that is more quality creation of other citizen’s structures.
Key words: ecological adaptation, micro-recreational location, recreational
exercise.
u smislu implementacije sportskorekreativnog programa u vrtnoparkovske prostore sa izuzetnim
prirodnim vrednostima; ekonomsku
isplativost, u smislu investicija i aktivne
za{tite `ivotne sredine lokalnog
podru~ja iz ostvarenih prihoda; i
socijalnu prihvatljivost, u smislu
pobolj{anja uslova `ivota i zdravlja
gra|ana Srbije, naro~ito dece i osoba sa
invaliditetom, aktivnim uklju~ivanjem u
akcijama za{tite `ivotne sredine i
rekreativnog ve`banja.
II Mikrorekreativni lokakiteti u
dru{tvenoj svakodnevici
Novi milenijum je zapo~eo
odgonetanjem velike zagonetke: gde
nas globalizacija vodi i koji lik
zadobija? Ho}e li milijarde gra|ana
`iveti u svetu u kome narodi u`ivaju
op{ti mir, ekonomski prosperitet i
[233]
slobode, ili pak "Svetskom dru{tvu i
poretku" koji, izobli~en u korist
isklju~ivo bogatih, dovodi planetu na
ivicu samouni{tenja.
Dru{tvo i porodica, kao njegov gradivni
element, trebaju preduzeti konkretne
akcije u vaspitavanju mladog nara{taja
u Srbiji. Uvo|enjem sadr`aja
rekreativnog ve`banja u zdravom
prirodnom okru`enju, u vaspitni proces,
deca mogu da izgrade zdrave navike i
stil `ivota koji }e za posledicu imati
formiranje visoko moralnih i kulturnih
li~nosti. Tako|e, izjedna~avanjem
mogu}nosti za rekreativnim ve`banjem
u ekolo{ki prilago|enim gradskim
parkovima, mikrorekreativnim
lokalitetima, osobe sa invaliditetom
bi}e stimulisane da daju doprinos
op{tim naporima u pokretanju
neiskori{}ene ljudske snage u svim
dru{tvenim sferama ~ime }e svako na
energija
svoj na~in ostvariti svoju li~nu pobedu2.
Sportska rekreacija kao fidbek
savremenog dru{tva
Sportska rekreacija je va`an segment
kulture jednog naroda. Ona je deo
fizi~ke kulture i veoma je va`na u
`ivotu ~oveka, od najmla|eg do
najstarijeg doba. Fizi~ka kultura
predstavlja integralni deo op{te kulture i
ozna~ava deo kulturnih vrednosti
zasnovnih na motornim aktivnostima
koje slu`e usavr{avanju i potvr|ivanju
celovite li~nosti. Ona obuhvata sve
tekovine i sva sredstva, kako materijalna
tako i duhovna, koja dru{tvo preuzima u
cilju razvitka i usavr{avanja ljudskog
organizma, odr`avanja njegovog
zdravlja i razvitka stvarala~kih
sposobnosti putem fizi~kih ve`bi (6).
Rekreativno ve`banje stvara pozitivne
navike rada i obaveza kod dece, razvija
koordinaciju pokreta, ja~a organizam,
preventivno uti~e na otpornost od
bolesti, uti~e na br`e ozdravljenje ili
dovo|enje u funkciju povre|enih delova
tela, uti~e na psihi~ko rastere}enje,
stvara ose}aj op{teg zadovoljstva.
Neutralnost i nekoristoljubivost kao
atribut igre u sportu negira
profesionalni ili elitni sport, koji se
pretvorio u na~in pribavljanja sredstava
za `ivot. Sport se od slobodne igre
pretvorio u spektakl profesionalaca
napustiv{i podru~je aktivne zabave.
Sport vezuje pa`nju masa i stvara
mehanizme za kanalisanje i
usmeravanje nezadovoljstva, bez uticaja
na odnose u kojima se ta nezadovoljstva
i sukobi javljaju. Mediji su najbolji
primer kako se sport politizuje, {iri i
guta domene ljudske svakodnevice koja
je naizgled slobodna i neutralna, a u biti
je sumorna i la`na maja3.
Veliki deo vrhunskih sportskih
institucija i organizacija se
kriminalizuje i postaje `ari{te opasnog
udru`ivanja radi podriva~ke delatnosti
2 “Razlika izme|u pobednika i gubitnika
odre|ena je linijom cilja. Pobednicima nije
stalo do toga da li }e sti}i prvi ili poslednji.
Stalo im je samo da pre|u liniju cilja. Gubitnici
odustaju pre nego {to poku{aju da pobede.
Gubitnici svakog dana pretr~e 95 metara trke na
100 metara.”
-Robert Kiosaki- "[kola biznisa"-, izd. Finesa
2001, (Alnari print), (str. 46).
3 “Kamila voli da jede bodljikave gran~ice koje
joj bodu jezik. Dok ih jede, iz jezika joj curi krv
i me{a se s bodljikavim gran~icama, koje tako
dobijaju neki ukus, a kamila misli: “Ove
gran~ice su tako ukusne”. To se naziva MAYA.
Maya zna~i “ono {to nije.” MA zna~i “NE”, a
YA “OVO.” Tako maya zna~i “NIJE OVO.”
To je obja{njenje maye, ILUZIJE.”
-[ri [rimad- "@ivot nastaje iz `ivota", GlobusSubotica, 1994, (str. 77).
Prikaz tro{kova prirodnih katastrofa i teroristi~kog
napada u SAD za period od 1949 do 2001 godine (1)
protiv sporta i dru{tva u celini, koje
pojedincima donosi bogatstvo vredno
milijardama evra. Samo mali deo ovog
bogatstva biva usmeren ka stvaranju
uslova da se stanovni{tvo u velikim
gradovima bavi sportskom rekreacijom
u ekolo{ko ~istoj i nezaga|enoj
prirodnoj sredini parkovskog tipa.
Komparativnom analizom tro{kova
potrebnih da se jedan prose~ni vrtnoparkovki prostor prilagodi potrebama
urbanog stanovni{tva za sportskom
rekreacijom, koji iznosi nekoliko
desetina hiljada dolara, sa tro{kovima
saniranja oboljenja savremenog doba,
ekolo{kih katastrofa, prirodnih nepogoda
i, kona~no, teroristi~kih napada, danas
ve} tako ~estih u svetu, mo`e se
zaklju~iti da je ekolo{ka adaptacija
parkova za sportsko-rekreativne potrebe
svih struktura stanovni{tva rentabilna, a
njen fidbek mnultipliciran prema svim
segmentima dru{tva.
Simbioza sporta i turizma je dinami~ki
fenomen. Kao vrsta alternativnog,
sportsko-rekreativni turizam je skup
aktivnosti koje su komlementarne za{titi
i revitalizaciji prirodne sredine. Klju~
njegovog brendiranja jeste u korektnom
istra`ivanju ekolo{ki zdravih
mikrolokacija i privla~enju korisnika
sadr`aja.
Ako sport, posmatran kroz igru,
zna~ajno doprinosi dobrom zdravlju i
oporavku savremenog ~oveka, kako
zbog blagotvornosti aktivnosti tako i
zbog razmene iskustava, i dobrim
delom po~iva na sre}i, onda je kao i sve
ostalo, jer se i sam po~etak `ivota4
upravo obja{njava ba{ na takav na~in,
4 "Mo`da su ljudi kao novoro|en~e ostavljeno
pred vratima, bez pisamceta koje obja{njava ko
je, odakle dolazi i ko su mu preci, ali ipak `ivot
je dar koji od beskona~nog broja mogu}ih, a
neostvarenih bi}a, samo najmanji deli} njih ima
privilegiju da ga iskusi i uspe. Neuspe{ni ne
znaju za planiranje, u~enje, duge ~asove ve`bi i
ogroman trud. Oni vide samo krajnji rezultat i
nazivaju ga sre}a i 98% znoja.
[234]
kao rezultat
pripremljenosti i
ukazane prilike.
IV Vrtnoparkovske
povr{ine kao
mikrorekreativni
lokaliteti
U okviru ekolo{ke
adaptacije vrtnoparkovskog
prostora za
sportskorekreativne
potrebe
stanovni{tva bitno se izdvaja
harmoni~nost urbanisti~ko-ekolo{kog i
edukativno-rekreativnog aspekta
mikrorekreativnog lokaliteta.
Urbanisti~ko-ekolo{ki aspekt tretira
posmatranu mikro lokaciju u okviru
polo`aja naselja ili njegovog dela u
odnosu na ve}e prirodne celine i sam
grad kao urbanu celinu (9). Sa tog
stanovi{ta se razmatra pozicija naselja u
odnosu na: vodeni tok, mezomorfolo{ke
celine, blizinu rekreativnih povr{ina,
blizinu poljoprivrednih povr{ina i
blizinu magistralnih i regionalnih
saobra}ajnica.
Edukativno-rekreativni aspekt razmatra
pravilan razvoj dece {kolskog i
pred{kolskog uzrasta kroz aktivnosti
kao {to su razvijanje motori~kih
sposobnosti, podsticanje koordinacije i
pravilnog razvoja tela, prepoznavanje
boja, oblika i veli~ina, podsticanje
kreativnosti, koncentracije i
samopouzdanja i stvaranje navika za
o~uvanjem `ivotne sredine, prirodne i
kulturne ba{tine.
Prirodne zelene povr{ine grada, kao {to
su gradski parkovi, pobolj{avaju
mikroklimu, slabe ja~inu vetrova i
predstavljaju rezervoare ~istog vazduha.
Za stanovni{tvo to su mesta odmora,
ozdravljenja i opu{tanja sa prirodom. U
urbanizmu se zelenilu, bez obzira da li
se radi o prirodnom ili sa|enom, pridaje
veliki zna~aj. Ono ima jedinstvenu
ekolo{ku funkciju u gradu jer ubla`ava
klimatske ekstreme, uti~e na
mikroklimu, provetrenost naselja, {titi
od buke, preterane insolacije i vetra;
pre~i{}ava vazduh i apsorbuje pra{inu i
{tetne gasove; reguli{e vla`nost
vazduha i temperaturni re`im naselja
(11). Glavne funkcije gradskog zelenila
su ekolo{ke, sanitarne, higijenske,
rekreativne, strukturno-planerske i
dekorativno-estetske, a osnovno
svojstvo ravnomernost i neprekidnost.
Ekolo{ka adaptacija vrtno-parkovskog
mikrorekreativnog lokaliteta, koji
predstavlja vrstu ure|enog pejza`no
energija
predeonog prostora, obuhvata niz mera
i aktivnosti prilago|avanja prirodnog
ambijenta, organskim uklju~ivanjem
kompozicije u urbanizovane predele
asortimentom rastinja i adekvatnih
rekreativnih sprava i rekvizita, uz
po{tovanje osnovnih principa za{tite
prirodne sredine, ~ime se dobija
kompletnost re{enja.
Mali potezi zelenila i igrali{ta za decu
uticali su na sve ve}e nepravilnosti u
razvoju mladih, izazvane stati~no{}u,
nezdravom ishranom i navikama
savremenog tempa `ivota. Danas veliku
popularnost kod gra|anstva, a naro~ito
kod dece, sti~u park-{ume, odnosno
sporsko (zabavno)- rekreativni parkovi
koji se nalaze u blizini stambene zone
(do 15 minuta hoda). Kao deo gradskog
zelenila, rekreativni park je harmoni~na
kombinacija ve{ta~kih i prirodnih
komponenata gradskog predela koji
obezbe|uje ekolo{ke, funkcionalne i
estetske osnove kvaliteta `ivotne
sredine.
Hektar rekreativnog parka, uz pravilno
brendiranje, daje ve}i dohodak od
poljoprivrednog ili nekog drugog
prostora koji su u proizvodnoj
eksploataciji.
Park treba da bude tako ure|en da
obezbe|uje boravi{ni komfor (voda za
pi}e, nu`nik, igrali{ta za decu, dovoljno
klupa za sedenje). Travnate povr{ine
treba da budu ure|ene za kori{}enje, a
ne da imaju samo dekorativnu ulogu.
Racionalan izbor me{avina trava
omogu}ava stvaranje vi{egodi{njih
travnih fitocenoza, otpornih na ga`enje,
koje se odlikuju visokim dekorativnim
svojstvima.
Vodene povr{ine i teku}a voda
predstavljaju va`an segment
vrtno–parkovskog predela. Voda sa
njenim ~udesnim svojstvima menja
boju, odslikava sliku oblaka i
okru`uju}ih predmeta u parku i stvara
zvu~ne efekte. Ve{to usagla{avanje
vode, zelenila i zabavno-rekreativnih
predmeta (rekvizita) oboga}uje pejza`e
parkova i ~ini mikroklimatske uslove
konformnijim (zona konformnosti je u
rasponu od 17,2 do 21,70C).
Najmo}niji generator ideja koje
podsti~u dela u pravcu trenda odr`ivog
razvoja jeste na{a ma{ta- optimisti~na
strana stvari koje `elimo da nam se
dese. U tom smislu, deca imaju
neiscrpnu ma{tu koju odrasli treba da
po{tuju. U svakom od nas postoji jedno
dete koje veruje da mo`e posti}i sve.
Negde na putu od detinjstva ka zrelosti
gubimo to ume}e ma{tanja o stvarima
koje silno `elimo. To su ~ist vazduh,
zdrava okolina i igra. Jedino {to je
potrebno jeste u~initi napor da deca,
kao i svi ostali, osete ljubav u`ivaju}i u
zdravom prirodnom okru`enju
prilago|enom za igru i rekreaciju. Na
taj na~in na{e o~i povrati}e sjaj, a telo
dodir sa zdravim `ivotom.
Da bi problem koji je ovde istaknut bio
re{en neophodno je preduzeti adekvatne
akcije. S obzirom da je vreme
neumoljivo, i da je jedini resurs koji se
ne mo`e obnavljati, `ivot koji nam je
podaren treba svrsishodno potro{iti,
stvaraju}i vrednost za pokoljenja a ne
samo za li~nu korist.
@ivot nagra|uje dela a ne namere,
spoznaje, mudrost i razumevanje
prirode i potrebe ljudi. Realizacija
ovakvih programa zahteva kompletnost
li~nosti, koja pre svega sadr`i
solidarnost i saose}ajnost. To zna~i
pristupiti akciji bez ijedne emotivne
barijere i sa nenaru{enom sposobno{}u
povezivanja sa drugima, bilo da su
savr{ene gra|e ili sa invaliditetom, bilo
da su ro|eni kao `uti, crveni, beli ili
tamnoputi ljudi.
V Zaklju~ak
U savremenom dru{tvu prisutne su
mnoge opasnosti, a tako puno ih je bez
presedana: etni~ko nasilje, nacionalizam,
nesposobne vo|e, neodgovaraju}e
obrazovanje, poreme}aji u porodici,
propast prirodne okoline, izumiranje
vrsta, demografske eksplozije i milioni
koji nemaju {ta da izgube.
Neplanska gradnja i uve}anje spratnosti
zgrada dovela je do porasta cene
gra|evinskog zemlji{ta, u koje su u sve
ve}oj meri po~eli da uvr{tavaju,
parkove i povr{ine sa zelenim
zasadima. Prenaseljenost i zaga|ivanje
`ivotne sredine u gradovima dostigli su
kriti~ne razmere {to se najvi{e odra`ava
na pravilan razvoj dece. S tim u vezi
javno mnjenje izra`ava veliki otpor
prema izgradnji industrijskih pogona,
zgrada, betonskih i asfaltnih povr{ina.
Veliko pove}anje broja automobila na
ulicama zna~ajno je uve}alo negativne
posledice zaga|ivanja `ivotne sredine.
Zastoji u saobra}aju su sve ~e{}i, a time
i sve ve}e zaga|enje vazduha, buka i
saobra}ajne nesre}e upravo kao i
pove}anje nezaposlenosti i otu|enosti
mladih, delikvencija, alkoholizam,
narkomanija i druge negativne pojave u
dru{tvu.
Jedina mesta koja omogu}uju
kratkotrajni predah i oporavak od
`ivotne trke jesu mikrorekreativni
lokaliteti vrtno-parkovskog tipa. Oni su
oaze zdrave prirodne sredine u
gradovima i koriste se za masovni vid
sportske rekreacije ~ime je omogu}eno
da se organizam br`e oporavi od stresa i
pripremi za `ivotne izazove koji slede.
Mogu}nost da ovakvi prostori budu
standard u gradovima Srbije, kao {to je
Hajdu~ki park u Beogradu, Bagdala
park u Kru{evcu i \ur|evo brdo kod
Jagodine, te da se kultura stanovanja
stanovni{tva Srbije dovede na vi{i nivo
postoji, ali potrebne su konkretne
akcije, jer dela govore vi{e nego re~i.
Dela su metrija uspe{nosti i zabava onih
[235]
koji se penju stepenicama uspeha.
Jedino {to je potrebno jeste da se
prirodi slu`i iz ljubavi. To nije nikakva
sramota ve} ~ast. Kao {to je majci ~ast
da iz ljubavi slu`i svom detetu.
Adaptacijom vrtno-parkovskih
mikrorekrativnih lokaliteta bi}e
omogu}eno da roditelji, vaspitne i
{kolske ustanove koriguju i unaprede
razvoj i vaspitanje dece, a da ostale
strukture dru{tva, stvaranjem novih
navika, rekreativnog ve`banja, dostignu
stabilno zdravstveno stanje i daju
doprinos akcijama za{tite `ivotne
sredine.
Literatura
[1] Anthony Sainders “Financial
institution management- a risk
management approash”, New York
2003, 563 pages, 1000 pieces.
[2] Antoni de Melo, “Bu|enje”; izd.
L.O.M., Beograd 1996; 136 str, T-1000
primeraka.
[3] Ante Sori}, ”Ekonomske vrijednosti
sportske rekreacije u turizmu”,
me|unarodni simpozij Zagreb-Pore~;
1972.; izd. Jugoslovensko udru`enje za
sportsku rekreaciju u turizmu- Zagreb,
Berislavi~eva br. 2; tisak: NIRO
”Glas”-OOUR [tamparija, Banja Luka.
[4] Vujadin B. Rudi}, “Metodika
nastave geogreafije: teorijskometodolo{ki aspekti” (3. Dopunjeno
izdanje), - Beograd: Geografski
fakultet, 1999 (Pan~evo: Vetar), 325
strana.
[5] Gavin Kennedy,”Savr{eno
pregovaranje: put i na~in da uspete
otprve”,(prevod Jasna Jerbi})- Beograd:
Slu`beni glasnik: Institut za ekonomiku
i finansije, 2002 (Beograd: Glasnik)VIII, 89 str., T-700.
[6] Dragan Kokotovi}, “Sport i mediji“,
1. izd. Novi Sad: Fakultet za uslu`ni
biznis, Novi Sad 2004 ({tampa:
Grafokarton- Prijepolje), tira` 500
primeraka, 176 str.
[7] Jovan \. Markovi} i Mila Pavlovi},
“Geografske regije Jugoslavije“, I[P
“Savremena administracija”, Beograd
1995, tira` 500 primeraka, 214str.
[8] Milutin Lje{evi}, ”Urbana
ekologija”,- Beograd: Geografski
fakultet, 2002, (Cicero: Beograd), tira`
300, primeraka 308 str.
[9] Robert Kiosaki; “[kola biznisa”,
Beograd: izd. Finesa 2001, (Alnari
print) str. 255, tira` 1000 primeraka.
[10] Stevan M. Stankovi}, “Turisti~ka
geografija“ - 5. Dopunjeno izdanje,
Beograd: A.M.I.R, 2000, (Beograd:
Cicero), 240 str.
energija
Milan Lon~arevi}, dipl. ing. geol.
NIS-Naftagas, Novi Sad
UDC: 622.52.001.6
Zemni gas - pojam, zna~aj
i uticaj
Uvod
U {irokoj pa i stru~noj javnosti se kod
nas ~esto isti~e zna~aj gasa, gasovod i
skladi{tenja gasa. Pisani i elektronski
mediji su puni izraza i termina vezanih
za gas. Ti termini, naj~e{}e, nisu
dovoljno jasni {irokoj, a ~esto i stru~noj
javnosti. Ovaj rad ima za cilj da se
termini vezani za pojam gasa, njegov
zna~aj u svakodnevnom `ivotu i uticaj
na svakodnevni `ivot pojasne.
Pojam zemni gas
Zemni gas je fosilno gorivo koje se
nalazi u stenama , prevashodno
sedimentnim, zemljine kore. Izgra|en je
od ugljenika i vodonika. Pored
ugljenika i vodinika mo`e sadr`ati
kiseonik (O2), azot( N2), ugljen dioksid
(CO2), sumporovodonik (H2S), helijum
(He) itd. Najve}i deo ~ini metan, a
zatim eten, propan i butan (tabela 1).
Postoji vi{e izraza u na{oj kao i stranoj
terminologiji za ovo gorivo. Termin
prirodni gas (natural, prirodnRŸ)
tako|e ozna~ava zemni ugljovodoni~ni
gas. Termin slobodni gas se koristi da
bi sugerisao na gas koji je izdvojen u
~istim gasnim, gasokondenzantnim
le`i{tima ili gasnim kapama naftnih
Rezime
Zemni gas je fosilno gorivo koje se nalazi u stenama zemljine kore. Izgra|en je od
ugljenika i vodonika sa primesama drugih gasova. Postoji vi{e izraza u na{oj kao i
stranoj terminologiji za ovo gorivo. Nastaje u stenama zemljine kore od ostataka
izumrlog biljnog i `ivotinjskog sveta uz povoljnu temparaturu, pritisak, nedostatak
kiseonika i aktivatore. Proces stvaranja gasa traje milionima godina i spada u
prakti~no neobnovljive izvore energije. Ekonomske koli~ine gasa se pojavljuju u
poroznim stenama, odnosno le`i{tima gasa unutar zemljine kore. Pored ovih
standardnih postoje i nestandardna, odnosno nekonvencionalna le`i{ta gasa:
le`i{ta gasa vezana za le`i{ta uglja, le`i{ta gasa u slabopropusnim stenama i
le`i{ta hidrata gasa. Gas se koristi u industriji kao gorivo za pokretanje
industrijskih postrojenja i industrijska sirovina, gorivo u individualnom i
kolektivnom trnsportu i gorivo za induvidualno i kolektivno grejanje. Naj~istije je
fosilno gorivo, odnosno ima najmanju emisiju {tetnih gasova pri sagorevanju.
Le`i{ta gasa se istra`uju skupim metodama, a proizvodnja iz otkrivenih le`i{ta se
odvija na ra~un pritisaka koji vladaju u le`i{tu. Najve}i otkrivene rezerve gasa se
nalaze u dr`avama buv{eg SSSR, bliskog Istoka i severne Afrike. Snabdevanje
potro{a~a se vr{i putem gasovoda ili tankera i boca u kojima je gas preveden u
te~nu fazu. Radi sigurnog snabdevanja, obzirom da se potro{nja gasa menja u
zavisnosti od godi{njih doba, gas se skladi{ti u podzemna skladi{ta gasa i koristi
kad mu je pove}ana potra`nja.
Gas spada u strate{ke energente te se oko vlasni{tva ili uticaja na vlasnike
njegovih izvora vodi velika borba. Tako|e se velike politi~ke, a ponekad i druge
metode primenjuju u borbi za prevlast nad transportnim mar{rutama gasovoda i
podzemnih skladi{ta gasa.
le`i{ta. Termini kapta`ni i ratvoreni
gas (associated- solution ili cap gas,
poputnRŸ) ukazuje da se radi o gasu
koji je dobijen sa naftom iz gasnih kapa
naftnih le`i{ta ili iz
nezasi}enih naftnih le`i{ta
Tabela 1 Tipi~ni sadr`aj prirodnog gasa
gde je gas rastvoren u nafti.
Vla`ni gas (wet, vla`nRŸ)
ozna~ava da taj gas sadr`i
te~nu komponentu, bilo
vodenu ili ugljovodoni~nu.
Suvi gas (dry gas) ukazuje
da je gas oslobo|en te~ne
faze. Termin kiseli gas (sour
gas) ozna~ava da je
ugljovodoni~ni gas sadr`i
ugljen dioksid (CO2) i
sumporovodonik (H2S), dok
termin slatki gas (sladkiŸ)
ozna~ava da se radi o ~istom
ugljovodoni~nom gasu.
[236]
Rezerve i proizvedene koli~ine gas se
izra`avaju u kubnim metrima (m3, cm) ili
kubnim stopama (cf), dok se cena
naj~e{}e formira na osnovu energetske
vrednosti izra`ene u kalorijama (cal),
d`ulima (J) ili britanskoj termalnoj jedinici
(BTU). Kod vo|enja raznih bilansa ili
predvi|anja o budu}im otkri}ima koli~ina
gasa mo`e biti iskazana i preko
ekvivalenta nafte, odnosno uslovnih barela
nafte (beo) ili tona nafte (teo). Barel
uslovne nafte pribli`no odgovara
zapremini od 5600 kubnih stopa gasa, a
tona uslovne nafte pribli`no odgovara
zapremini od 1 150 m3 gasa.
Kako nastaje zemni gas?
Energija sunca deponovana u biljnom i
`ivotinjskom svetu se nakon njegovog
energija
Slika 1 [ematski prikaz izumiranja i sahranjivanja biljnog i `ivotinjskog sveta i stvaranje fosilnih goriva
izumiranja pretvara u fosilna goriva,
odnosno ugalj, naftu i gas (slika 1). Da
bi do toga do{lo u prirodi se moraju
podesiti takvi "kuhinjski" uslovi koji
Slika 2 Kretanje gasa i nafte iz
mati~nih stena
mogu ostatke izumrlog biljnog i
`ivotinjskog sveta "skuvati" i pretvoriti
u fosilno gorivo. Ti uslovi su ispunjeni
u prirodnoj "kuhinji" koja se u
naftnogasnoj terminologiji zovu
mati~ne stene (source rock, materinska?
poroda) u koje su sahranjeni ostaci
izumrlog biljnog i `ivotinjskog sveta.
Tu se uz povoljnu temparaturu, pritisak,
odsustvo kiseonika i aktivatore
(bakterije) stvaraju fosilna goriva. U
zavisnosti od vrste i koli~ine biljnih ili
`ivitinjskih ostataka, koli~ine, sastava i
starosti mati~nih stena, prisutnog
pritiska, temparature i bakterija stvara
se ugalj, nafta ili gas. Proces stvaranja
uglja, nafte i gasa traje milionima
godina te se ti izvori energije smatraju
prakti~no neobnovljivim, iako taj
proces traje i danas. Tamo gde su
temparature oko 100oC stvara se te{ka
viskozna nafta, sa rastom temperature
lak{e i lake nafte, a na oko 160oC se
stvara gas.
Gde i u kojim vidovima se
pojavljuju ekonomske koli~ine
gasa u prirodi?
Ekonomske koli~ine gasa se pojavljuju
u prirodnim rezervoarima, odnosno
le`i{tima gasa unutar zemljine kore. Ti
rezervoari su prirodne zamke u kojima
se nakuplja gas stvoren u mati~nim
stenama. Te prirodne zamke se
karakteri{u rezervoar stenama kao
prostorom u koji se skladi{ti gas,
neporoznim stenama koje slu`e kao
izolator ili pla{t i odvajaju skladi{ni
prostor od susednih poroznih stena i
jedinstvenim sistemom pritisaka koji
vladaju unutar izolovanog rezervoar
prostora.
Zna~i u prirodi, pored mati~nih stena,
postoje i porozne ili kolektor i
nepropusne ili izolator stene. Iz
mati~nih stena stvoreni gas se pomo}u
sopstvenog pritiska, pritiska stena iznad
mati~nih stena ili pritiska izazvanog
dijagenetskim procesima samih
[237]
mati~nih stena kre}e u susedne stene .
To kretanje se odvija kroz porozne
stene ili razlome u zemljinoj kori sve
dok ne nai|e na prepreku. Ta prepreka
mo`e biti u vidu neporoznih ili
nepropusnih stena , neporoznih
razlomnih povr{ina ili drugih
diskontinuiteta nastalih u razvoju
zemljine kore. Tamo gde je priroda
formirala zamke, odnosno prirodne
rezervoare dolazi do formiranja le`i{ta
nafte i gasa, a tamo gde tih zamki ili
prepreka nema gas ili nafta }e iza}i
napovr{inu zemlje i izgubiti se u
atmosferi (slika 2).
Zna~ajno je ista}i da ekonomski zna~ajna
le`i{ta nafte i gasa mogu postojati u
zemljinoj kori samo ako je njena
temparatura ni`a od 200oC, odnosno u
zamkama koje su razme{tene u zemljinoj
kori gde temparatura stena ne prelazi
200oC. Na vi{im temperaturama dolazi
do sagorevanja (`arenja) ugljovodonika
te u pornom prostoru ostaje samo suvi
ostatak (slika 3).
Gas kao i nafta se mo`e akumulirati u
razli~itim vidovima zamki (slika 4).
Gas u zamkama mo`e biti nakupljen
sam ili sa naftom. Ako je sa naftom
mo`e biti izdvojen u ~istu gasnu
frakciju tzv „gasnu” kapu koja se nalazi
iznad nafte ili u sme{i sa naftom
(rastvoren u nafti). Da li }e se izdvojiti
ili ostati rastvoren u nafti zavisi od
koli~ine gasa, pritiska i temparature koji
vladaju u rezervoaru-zamki (PVTodnosi). Ako je gas izdvojen u gasnu
kapu takva le`i{ta nafte se nazivaju
zasi}enim, a ako gasa nema dovoljno
onda se radi o nezasi}enim le`i{tima
nafte. Le`i{ta gasa mogu biti i bez
nafte. To su ~ista gasna le`i{ta. Pored
~istih gasnih le`i{ta postoje i
gasnokondenzatnih le`i{ta.
Gasnokondenzantna le`i{ta pored
metana, etana, propana i butana sadr`e i
odre|en procenata te`ih ugljovodonika.
Ovi te`i ugljovodonici mogu u le`i{tu
biti u gasovitom ili te~nom stanju {to
energija
Slika 3
[ematski prikaz rasporeda le`i{ta, zrelosti mati~nih stena i temeraturnih odnosa
zavisi od odnosa zapremine, pritiska i
temperature. Ono {to je karakteristi~no
za njih je da se tokom proizvodnje uvek
dobija te~na faza. Napred opisana
le`i{ta su takozvana konvencionalna ili
standardna le`i{ta gasa.U prirodi
postoje i nestandardna, odnosno
nekonvencionalna le`i{ta gasa. U
naftnogasnoj terminologiji poznata su 3
vrste tih le`i{ta:
1. Le`i{ta gasa vezana za le`i{ta uglja
(CBM-Coal Bed Methane). Poznato je
da le`i{ta uglja prate zna~ajne koli~ine
ugljovodini~nog gasa. Taj gas je
naj~e{}e skoro ~ist metan te je njegova
ekonomi~na eksploatacija mogu}a u
velikim ugljenim basenima. (slika 5).
2. Le`i{ta gasa u slabopropusnim
stenama (Tight ili shale gas). Ovde je
gas deponovan u stenama koje imaj
poroznost manju od 10% i
propustljivost manju od 1 mD (mili
Darcy). Ovakve stene su u su{tini
mati~ne stene gde se gas i stvorio i gde
prirodne sile nisu dovoljne da ga
pokrenu na put migracije i kretanja
prema klasi~nim zamkama.
3. Gas vezan za hidrate gasa. Hidrat
gasa je ~vrst kristalni materijal stvoren
od gasa, prevashodno metana, i vode u
uslovima relativno visokog pritiska i
niske temparature. Struktura mu se
sastoji od re{etke vodenih molekula
koje je stabilizovana molekulama
metana, a koje su sme{tene u regularne
praznine vodene re{etke. Jedan kubni
metar hidrata gasa sadr`i oko 164 m3
gasa i oko 0,8 m3 vode. Hidrati gasa se
stvaraju u toku proizvodnje i transporta
gasa iz standardnih le`i{ta gasa. U
proizvodnim ili transportnim
cevovodima na mestima gde dolazi do
gubitka temparature (redukciona mesta)
uz prisustvo vode iz le`i{ta ili
kondenzne vode stvaraju se hidrati
gasa. Ovi hidrati gasa su smetnja pri
proizvodnji jer ovi uslovno re~eno
ledeni ~epovi zaustavljaju
Slika 4 [ematski prikaz razli~itih akumulacija
protok gasa kroz cevovod.
U cilju njihovog
otklanjanja prou~avani su
uslovi njihovog stvaranja.
Dobijeni rezultati su
ukazivali da je njihovo
stvaranje mogu}e i u
prirodi te se pristupilo
istra`ivanju njihovih
mogu}ih prirodnih
akumulacija. Istra`ivanja
su pokazala da ih u
prirodi ima dosta i da
mogu imati ekonomski
zna~aj. Daljnja
istra`ivanja su ukazala da
se uslovi za stvaranje
le`i{ta hidrata gasa u
podru~jima ve~nog leda
nalaze u sedimentnim
stenama na dubini od
200-1100 m a u morima u
sedimentima morskog dna
na dubini od 500-1500 m
(slika 6).
Prora~un globalnih
resursa hidrata gasa se
otkrivenih rezervi i resursa
kre}e od 2 830 pa do skoro 8 500 000
konvencionalnog gasa od 370 triliona m3
triliona m3, prema sada{njoj proceni
Slika 5 Distribucija resursa gasa iz uglja u svetu i aktivnosti u Evropskim
dr`avama (Izvor IHS)
[238]
energija
Kako se pronalazi i
proizvodi gas?
Kao i nafta, gas se
istra`uje i pronalazi uz
pomo} geolo{kih,
geofizi~kih i geohemijskih
metoda. Nakon razvoja
satelitske tehnike ista se
primenjuje za otkrivanje
akumulacija fosilnih
goriva.
Geolo{ke metode daju
rasprostranjenje
potencijalnih mati~nih,
rezervoar i izolator stena.
Satelitske metode daju
raspored energetskih polja
na povr{ini zemlje,
odnosno detektuju emisiju
energije iz podzemnih akumulacija
fosilnih goriva (slika 9).
Geohemijske metode daju mogu}u
koli~inu ugljovodonika koji su se
„skuvali” u mati~nim stenama, dok
geofizi~ke metode daju mogu}e puteve
migracije (naftne ili gasne prozore),
mogu}e zamke i njihov raspored (slike
2,3,4). Napredovanjem tehnologije
unutar seizmi~kih geofizi~kih metoda
usavr{ena je metoda direktne detekcije
(DHI – Direct Hydrocarbon Indicator)
gasnih akumulacija jer iste daju
specifi~an odziv na seizmi~koj slici
(bright spot, dim spot...).
Nakon definisanja kompletnog
ugljovodoni~nog sistema odre|enog
prostora-basena prethodno pomenutim
metodama, izdvajaju se
najperspektivniji lokaliteti i pristupa
istra`nom bu{enju. U slu~aju otkri}a
nafte ili gasa pristupa se oceni
komercijalnosti otkrivenog le`i{ta,
odnosno isplativosti njegove
eksploatacije, {to upro{}eno re~eno
zna~i da se sa visokim stepenom
sigurnosti moraju proceniti minimalne
potrebne rezervi koje mogu pokriti
tro{kove privo|enja proizvodnji,
tro{kove proizvodnje i transporta
proizvedene sirovine, tro{kove
propisanih poreza i dobiti za budu}i
razvoj i otkrivanje novih rezervi.
Proizvodnja gasa iz le`i{ta se odvija na
ra~un pritiska koji vlada u le`i{tu.
Pritisak mo`e biti ravan hidrostati~kom,
odnosno adekvatan je te`ini stena iznad
le`i{ta ili uve}an dejstvom dodatnih sila
dobijenih na ra~un dijagenetskih
procesa u stvaranju stena, dinami~kih
kretanja unutar zemljine kore ili
zarobljenog pritiska samog gasa u
le`i{tu. Taj pritisak pokre}e gas prema
mestu ni`eg pritiska a to je bu{otina
koja je kao proizvodni objekat otvorila
le`i{te. Gas iz le`i{ta ne dolazi ~ist ve}
u njemu ima raznih primesa. Dobijeni
Slika 6 [ematski prikazani potrebni uslovi za stvaranje hidrata gasa u podru~ju
ve~itog leda i na morskom dnu
Slika 7 Poznate pojave hidrata gasa (crvene ta~ke u moru a crne u zoni
ve~itog leda) i mesta njihovog prou~avanja u Makenzi delti (Kanada)
i North Slope (Aljaska) –(Izvor USGS- Geolo{ki zavod SAD)
Slika 8 Relativni odnos emisije CO2, SO i NOx pri sagorevanju uglja,
nafte i gasa
(izvor USGS – Geolo{ki zavod SAD).
Da li je ova procena mit ili stvarnost
pokaza}e istra`ivanja narednih godina.
Na slici 7 prikazan je razme{taj
poznatih pojava hidrata gasa i mesta
njihovog prou~avanja u Makenzi delti
(Kanada) i North Slope (Aljaska).
^emu gas slu`i i za{to je
zna~ajan?
Gas ima vi{estruku primenu. Koristi se
u industriji kao gorivo za pokretanje
industrijskih postrojenja (elektri~ne
centrale) i industrijska sirovina
(mineralna |ubriva, medicina...), gorivo
u individualnom i kolektivnom
transportu, gorivo za induvidualno i
kolektivno grejanje. Zna~ajan prednost
gasa je {to je naj~istije fosilno gorivo,
odnosno ima najmanju emisiju {tetnih
gasova pri sagorevanju (slika 8) i ima
najbolji odnos cena/korisnost. Zbog tih
prednosti, manja emisija {tetnih gasova
u eri globalnog zagrevanja i odnos cena
korisnost, zna~aj gasa }e u narednim
godinama sve vi{e rasti.
[239]
energija
Slika 9 Primena satelitskih metoda za detektovanje energetskog polja
(Ju`ni Kaspijski basen)
Slika 10 [ematski prikaz proizvodnje i pripreme gasa za transport
Slika 11 [ema proizvodnje gasa i
vode iz ugljenih slojeva
gas na povr{ini se odvodi cevovodima
do sabirnih sistema gde se u
separatorskim postrojenjima razdvajaju
faze, su{i gas, odnosno vr{i njegova
priprema za magistralni transport do
potro{a~a (slika 10).
Kod konvencionalnih (standardnih)
le`i{ta gasa stepen njihovog
iskori{}enja, odnosno koli~ina gas koja
se dobije od ukupne koli~ine koja se
nalazi u le`i{tu, se kre}e od 80-90% {to
zavisi od tipa zamke, veli~ine, litolo{kih
karakteristika rezervoar stena, sistema
pritisaka koji vladaju u le`i{tu i
primenjene metode razrade i
eksploatacije le`i{ta.
Kod nekonvencionalnih le`i{ta gasa
(gas iz uglja, gas iz slabopropusnih
stena i hidrata gasa) primenjuju se
posebne metode eksploatacije: bu{otine
sa vi{e laterlnih (bo~nih) kanala,
utiskivanje vodene pare ili vode (slika
11) koja istiskuje gas iz pornog prostora
stena, vi{ekratno frakturiranjerazlamanje rezervoar stena da bi se
pove}ala propusnost ili otapanje hidrata
gasa. Ovde su koeficijent iskori{}enja
znatno ni`i i kre}u se od 10-30%. Bez
obzira na to eksploatacija ovih le`i{ta je
isplativa tako da se iz ugljenih basena u
Sjedinjenim Dr`avame proizvede oko
8% ukupne njihove proizvodnje gasa, a
iz slabopropusnih rezervoara jo{
dodatnih 15%. [to se ti~e hidrata gasa u
toku je istra`ivanje i probna
proizvodnja na Aljasci.
[240]
Kako su akumulacije
gasa (rezerve i
resursi) raspore|eni
u svetu?
Najve}e rezerve kao i jo{
neotkriveni resursi
konvencionalnih le`i{ta
gasa se nalaze u zemljama
biv{eg SSSR – Rusiji,
Turkmenistanu,
Kazahstanu,
Azerbejd`anu,
Uzbekistanu..., zemljama
Bliskog Istoka – Katar,
Iran, Saudijska Arabija...,
zemljama Severne Afrike
– Al`ir, Egipat, Libija...,
Zapadne Afrike- Angola,
Nigerija, Severne Evrope
– Norve{ka, Ju`ne
Amerike...(slika 12).
Raspored resursa i
koli~ine rezervi gasa iz
uglja sa date na slici 5,
dok je raspored
potencijalnih resursa
hidrata gasa dat na slici 7.
Na slici 13 su prikazani
proizvedeni i preostali
konvencionalni resursi
gasa na kraju 2005 godine
sa procentom iscrpljenja
po regionima. Prikazan je
i optimisti~ki prora~un
(predvi|anje) rasta rezervi
iz jo{ neotkrivenih
konvencionalnih i
nekonvencionalnih resursa
prema vi|enju Geolo{kog
zavoda Sjedinjenih
Dr`ava.
Kako se snabdevaju potro{a~i?
Nakon separacije, odnosno odvajanja
od te~nih faza i drugih one~i{}iva~a gas
se pomo}u kompresorskih postrojenja,
koji mu daju potrebnu energiju, utiskuje
u magistralne gasovode i odvodi prema
potro{a~ima. Pre isporuke potro{a~ima
u posebnim postrojenjima se pritisk
sni`ava i gas pu{ta u lokalne
distributivne mre`e na koje su vezani
krajnji potro{a~i. Ovo je najuobi~ajeniji
na~in isporuke gasa potro{a~ima.
Pored ovog postoji jo{ na~ina za
snabdevanje potro{a~a. Jedan je kada se
propan i butan ukapljuju na
atmosferskoj temparaturi pove}anjem
pritiska (oko 17 Bara) i u ~eli~nim
bocama ili na to~ionicama isporu~uje
potro{a~ima.
Slede}i na~in je te~ni prirodni gas
(LNG – Liquified Natural Gas,
s`i`ennRŸ prirodnRŸ gaz - SPG).
U ovom slu~aju se u posebnim
postrojenjima ute~njava prevashodno
metan. Taj proces se odigrava na niskoj
temparaturi od -160oC pri ~emu se
energija
Slika 12 Rezerve gasa po regionima u trilionima m3 (Izvor Cedigas)
Slika 13 Proizvedeni i preostali konvencionalni resursi gasa na kraju 2005
godine sa procentom iscrpljenja i optimisti~kim prora~unom rasta
rezervi iz neotkrivenih konvencionalnih i nekonvencionalnih resursa
zapremina smanjuje za oko 600 puta.
Tako ute~njeni metan se pohranjuje u
posebne rezervoare iz kojih se preta~e u
LNG tankere. Ovim tankerima se
ovakav gas transportuje do LNG
terminala gde se preta~e u rezervoare za
LNG. Iz ovih rezervoara se
regasifikacijom gas ispu{ta u
magistralnu ili lokalnu gasovodnu
mre`u (slika 14).
Koji na~in transporta gas }e se
primenjivati zavisi od ekonomskih
uslova, odnosno {ta je ekonomi~nije –
izgradnja gasovoda ili LNG postrojenja
(rafinerija, tankeri, terminali).
Zemni gas je sezonska roba, odnosno
potro{nja mu je zimi mnogo ve}a nego
leti. Da bi se izbegli negativni uticaji
proizvodnih udara na le`i{ta gasa
(zaustavljanje, ponovo pu{tanje i
pove}avanje proizvodnje {to negativno
uti~e na le`i{te), a sa druge strane
obezbedila sigurnost u snabdevanju i
Slika 14 [ema LNG transporta zemnog gas
[241]
proizvo|a~i i potro{a~i primenjuju
metodu skladi{tenja gasa. Gas iz
skladi{ta }e se koristiti u periodima
pove}ane potro{nje, dok }e se skladi{ta
puniti u periodima manje potro{nje.
Za skladi{tenje gas su potrebni ogromni
i sigurni prostori, a tro{kovi skladi{tenja
i odr`avanja skladi{ta moraju biti {to
ni`i. Za ispunjavanje ovih uslova
najpovoljnije je skladi{titi gas pod
zemljom. Podzemna skladi{ta gasa su u
stvari ve{ta~ki stvorena le`i{ta gasa u
zemljinoj kori. Postoje u praksi 3 vrste
prirodnih sredina u kojima se mo`e
napraviti skladi{te gasa (slika 15).
Ispiranjem soli u sonim slojevima
stvaraju se kaverne u koje se mo`e
skladi{titi gas, dok okolna so
predstavlja izolator stene. Slede}i
primer su skladi{tenje gas u aktivnim ili
u iscrpljenim le`i{tima gasa ili nafte
gde ve} postoje rezervoar i za{titne
stene kao i sva potrebna znanja o njima.
Koji na~in }e biti primenjen zavisi od
ekonomi~nost i raspolo`ivih prirodnih
uslova.
Geopoliti~ki uticaj gasa
Od pamtiveka su ja~i otimali od
slabijih. Otimana je imovina koja je
na~e{}e predstavljala prirodna
bogatstva. Istorija je puna takvih
primera. U po~etku je primenjivana
najgrublja sila za ostvarenje tih ciljeva
kao {to su osvaja~ki pohodi, dok su u
kasnijem razvoju ljudskog dru{tva
primenjivane prefinjenije metode kao
{to su razni vidovi kreditiranja, nau~no
tehni~ke pomo}i i korupcije.
Tako je i sa naftom i gasom. Od
vremena njihovog otkri}a zna~aj nafte i
gas je rastao a sa time i `elja za
posedovanjem njihovih izvori{ta.
Razvijene zemlje, kao najve}i potro{a~i
ovih sirovina, su u po~etku ~isto
kolonijalnim porobljavanjem re{avale
ovo pitanje. Nakon II Svetskog rata
izgra|en je sistem zona uticaja velikih
sila gde su one sprovodile svoju
politiku pa i energetsku na jedan moglo
bi se re}i civilizovan na~in. Kvarenje
tog sistema je po~elo pobunom u Iranu,
energija
Slika 15 [ematski prikaz razli~itih
mogu}nosti za izgradnju podzemnih
skladi{ta gasa
zbiva je sna`an ekonomski
razvoj Kine i Indije koje od
regionalnih sila postaju
svetski igra~i. Pove}ana
potra`nja, smanjenje i
nestabilna proizvodnja
(Irak, Iran, Libija, Al`ir,
Nigerija..) stvaraju
nesigurnosti u snabdevanju
{to dovodi do enormnog
rasta cena nafte i gasa. Ovo
jo{ vi{e zao{trava odnose
na svetskom politi~kom,
~itaj energetskom polju. Sa
jedne strane visoke cene
nafte i gasa omogu}avaju
zemljama izvoznicama
(Rusija, Kazahstan,
Turkmenistan, Venecuela,
Slika 16 Raspored zna~ajnih podru~ja u svetu za istra`ivanje i razradu
le`i{ta nafte i gasa (Izvor IHS)
Slika 17 Udeo Arktika u neotkrivenim resursima nafte i gasa
pa zatim u Libiji, Angoli, Siriji i Iraku
koje su u posleratnoj podeli pripale
zapadnoj, odnosno ameri~koj zoni
uticaja. Daljnja razgradnja tog sistema
se desila raspadom SSSR i zone
njgovog uticaja. Silna prirodna
bogatstva su postala dostupna
zahvaljuju}i nedostatku promi{ljene
politike novostvorenih dr`ava kao i
korupcije koja je carevala. Slede}i
zna~ajan ~inioc koji se u me|uvremenu
Iran..)re{avanje njihove kreditne
zadu`enosti, ja~anje doma}ih
ekonomija, re{avanje socijalnih
problema i stvaranje samosvesti o
zna~aju i uticaju. Sa druge strane
zapadne zemlje na ~elu sa Sjedinjenim
Dr`avama nastavljaju politiku kao da su
same na svetu, ne libe}i se ni upotrebe
grube sile (Irak, Afganistan), ne
uo~avaju}i da se stanje menja. Pogled
na kartu potencijalnih i otkrivenih
[242]
izvora nafte i gasa (slika 16)mogu
ukazati na podru~ja budu}ih svetskih
trvenja i nesigurnosti.
Ako se ima u vidu procena da u
Arkti~kom podru~ju le`i ~etvrtina
neotkrivenih svetskih resursa nafte i
gasa (slika 17) ne treba da ~udi `estoka
reakcija na postavljanje zastave na dno
Arktika i svojatanje tog dela od strane
Rusije.
Ako se sa svetskog nivoa pre|e na
evropski i skoncentri{e na zemni gas
mo`e se konstatovati da je sopstvena
proizvodnja zemalja Evropske Unije
(EU) pre{la zenit i da je uvoz gasa od
1995 pa do 2006 skoro udvostru~en i
ima tendenciju daljnjeg rasta (slika 18).
Uvoz gasa se u najve}oj meri vr{i iz
Rusije, skoro 60%, oko 25% iz Al`ira,
dok preostalih 15% uvoza dolazi sa
Bliskog Istoka i drugih dr`ava Severne
Afrike (slika 19).
Iz ovog je vidljivo da je Evropa veoma
zavisna u snabdevanju gasom od
Rusije. Zbog toga EU poku{ava da tu
zavisnost smanji. Imaju}i u vidu
razme{taj otkrivenih rezervi gasa u
svetu (slike 12 i 20) smanjenje
zavisnosti je prevashodno mogu}e
izgradnjom terminala za LNG i
snabdevanjem gasom iz Afrike
(Angola, Nigerija, Egipat...), Indonezije
i Ju`ne Amerike. Slede}i na~in je
dovo|enje gasa sa Bliskog Istoka (Iran,
Katar) i Kaspijskog regiona
(Azerbejd`an, Turkmenistan,
Kazahstan, Uzbekistan) {to se planira
projektom Nabuko.
Me|utim, Rusija kao vlasnik vi{e od
~etvrtine svetskih rezervi gasa, a sa
rezervema ostalih zemalja biv{eg SSSR
na koje ima uticaj skoro tre}ine svetskih
rezervi, ne `eli da se odrekne sigurnog
izvora prihoda (slike 12 i 20). Problem
u ostvarenju sigurnog izvoza gasa u
zapadnu Evropu, zadnjih godina, ~ini
Ukrajina jer glavna mar{ruta gasovoda
biv{eg SSSR za Evropu ide preko
Ukrajine (slika 21), kao i poku{aj
zapadnih zemalja, prevashodno SAD,
da ostvare svoj dominantan uticaj na
zemlje Kaspijskog regiona. Radi
smanjenja zavisnosti od Ukrajine,
Rusija je izgradila gasovod Plavi tok
(Blue stream) do
Turske preko Crnog mora radi
snabdevanja ju`ne Evrope.
Isprojektovan je i u pripremi za gradnju
Severnoevropski gasovod (Nord stream)
kojim bi se gas preko me|unarodnih
voda Balti~kog mora doveo u Nema~ku
i gasom snabdevao podru~je severne
Evrope. Projekat se realizuje u saradnji
Gasproma sa vlasni~kim udelom od
51% i velikih nema~kih kompanija
E.ON i BASF sa udelom od po 24,5%.
energija
Slika 18 Snabdevanje Evrope gasom: proizvodnja i uvoz (Izvor IEA)
Slika 19 Evropski uvoz gasa po zemljama
porekla (Izvor IEA)
da je za sve planirane
pravce obezbe|ena
dovoljna koli~ina gasa.
Tako je pored postoje}e
proizvodne baze u
pripremi privo|enje
proizvodnji [tokmanovog
le`i{ta koje se nalazi u
sredi{njem delu
Barencevog mora, jednog
od najve}eg le`i{ta gasa u
svetu (trenutno procenjene
rezerve su najmanje 3,7
triliona m3 gasa i 31
milion tona kondenzata).
Privo|enje ovog le`i{ta
proizvodnji vr{i
konzorcijum u sastavu
Slika 20 Svetske rezerve zemnog gas na 1 Januar 2006 (Izvor Cedigas)
Slede}a mar{ruta koja se razvija je
Ju`ni tok (South stream) koji bi i{ao od
Rusije preko Crnog mora do Bugarske i
dalje za ju`nu i zapadnu Evropu. Ovaj
projekat se realizuje sa talijanskom
kompanijom ENI i zemljama preko ~ije
}e teritorije prelaziti gasovod (slika 22).
Pored ovih projekata gasificiraju se i
unutra{nji reoni Rusije kao priprema za
izgradnju gasovoda za Kinu i zemlje
Tihookeanskog podru~ja.
Ono {to je naro~ito zna~ajno ista}i je to
Gasprom sa 51%, francuski Total sa
25% i norve{ki StatoilHydro sa 24%
vlasni{tva i ovim gasom }e se
zapunjavati Severnoevropski gasovod.
Od Turkmenistana su zakupljeni svi
vi{kovi gasa za nerednih 30 godina, dok
sa Kazahstanom i Uzbekistanom
postoje stabilni ugovori o zajedni~kom
plasmanu gasa koji bi se plasirao preko
Plavog i Ju`nog toka. Kina i
Tihookeanski region bi se snabdevali sa
Koviktinskog le`i{ta u Isto~nom Sibiru
i Sahalinskih le`i{ta na Dalekom Istoku.
[243]
Pomenuti gasovod Nabuko (slika 23)
koji nameravaju da izgrade 6 evropskih
kompanija (austrijski OMV, ma|arski
MOL, rumunski Transgas, bugarski
Bulgargas, turski Botas i nema~ki
RWE) od Irana preko Turske,
Bugarske, Rumunije, Ma|arske do
Austrije i zapadne Evrope sa
mogu}no{}u gradnje dopunskog pravca
preko Gr~ke, Makedonije, Kosova,
BiH, Hrvatske i Italije je dobar pravac u
cilju razvijanja {to vi{e pravaca u
snabdevanju gasom zapadne Evrope.
Ono {to je problem za ovaj gasovod je
nesigurnost njegovog zapunjavanja.
Plan je da se njime transportuje gas iz
Irana, Katara i Kaspijskog regiona.
Danas i u bli`oj budu}nosti iz tog
regiona dostupan je samo
Azerbejd`anski gas jer su ostale
koli~ine zakupljene od strane
Gasproma, dok su na Bliskom Istoku
prisutne stalne tenzije i ratna dejstva
tako da je te{ko o~ekivati sigurno
snabdevanje iz tog podru~ja.
Iz napred iznetog vidljiv je sna`an
geopoliti~ki uticaj gasa u svetu. Kroz
njegovu proizvodnju, isporuke i cenu
prelamali su se i prelamaju razni
politi~ki uticaji u svetu jer bez sugurnog
i {to jeftinijeg snabdevanja
energentima, pa i gasom, nema
stabilnog razvoja dr`avnih ekonomija.
Gde je u svemu tome Srbija? Uspe{nost
u razvoju svake zemlje zavisi od
sposobnosti i znanja, odnosno
ume{nosti onih koji je vode. Zapadne
zemlje, bilo velike ili male, se trude da
pored transportne gasovodne mre`e
preko svoje teritorije imaju i podzemna
skladi{ta gasa (slika 24) kao i samu
proizvodnju gasa u bilo kom vidu
(koncesionu, zajedni~ku sa drugim
preduze}ima ili dr`avama gde postoje
za to potencijali) {to daje odre|enu
sigurnost u snabdevanju.
Poslednjih 20 godina dr`avna
rukovodstva Srbije ni{ta nisu u~inila na
stvaranju sigurnosti u snabdevanju
gasom. Ve} 20 godina se gradi
podzemno skladi{te gasa u Banatskom
Dvoru i trenutno je u lo{ijem stanju
nego 1988 godine. Sklapanjem ugovora
sa Gaspromom o izgradnji gasovoda
Ju`ni tok preko teritorije Srbije i
zavr{etku podzemnog skladi{ta gasa se
stvara samo prvi korak u sigurnosti
snabdevanja. Da bi ste gas i dobili
morate ga i platit kao i usluge
transporta i skladi{tenja {to u stvari ne
menja sada{nje stanje snabdevanja i
skladi{tenja u Ma|arskoj. Naplata taksi
za transport gasa kroz Srbiju ne}e re{iti
problem jeftinijeg snabdevanja gasom.
Primer Ukrajine je najbolji pokazatelj
da gasovodi koji prolaze kroz Ukrajinu
i skladi{ta koja se nalaze na teritoriji
energija
Slika 21 Mre`a gasovoda kroz Ukrajinu za snabdevanje Evrope gasom iz
Rusije
Slika 22 Postoje}i i budu}i pravci snabdevanja gasomEvrope iz Rusije
Slika 23 Projekat Nabuko
Ukrajine ne re{avaju problem
snabdevanja jer se u njima nalazi tu|i
gas. Mislim da se u datim okolnostima
moglo posti}i mnogo vi{e u
pregovorima sa Gaspromom (npr. za
10% ni`a cena gasa u odnosu na
okru`enje u periodu od 30 godina itd.).
Da se na vreme podr`ala inicijativa dela
stru~nog kadra Naftagasa za izlazak na
strano tr`i{te pre zavr{etka gasovoda
dr`ava bi na po~etku gasovoda imala
svoj sopstveni gas. Ali kao {to je ve}
napomenuto, uspeh zavisi od
sposobnosti, znanja i odgovornosti
[244]
dr`avnog rukovodstva.
Mislim da jo{ uvek ima mogu}nosti da
Srbija ostvari proizvodnju nafte i gasa
tamo gde ih ima, odnosno gde su
potencijali visoki (slika 16). Time bi
osigurala stabilnost, sigurnost i
maksimalnu jeftino}u neophodno
potrebnih energeneta za stabilan razvoj
dr`avne ekonomije. Jedini uslov za to je
da istra`ivanjem i proizvodnjom nafte i
gasa upravljaju oni koji to znaju.
odnosno oni koji }e javno ponuditi
planove i projekte potrebnih ulaganja,
rezultata i gantograma izvr{enja.
Kontrola njihovog rada i rezultata mora
biti rigorozna i u skladu sa
me|unarodnim standardima.
Zaklju~ak
Zemni gas je fosilno gorivo koje se
nalazi u stenama zemljine kore i
izgra|en je od ugljenika i vodonika sa
primesama drugih gasova.
Nastaje u stenama zemljine kore od
ostataka izumrlog biljnog i `ivotinjskog
sveta uz povoljnu temparaturu, pritisak,
nedostatak kiseonika i aktivatore u
procesu koji traje milionima godina.
U prirodi se pojavljuje akumuliran u
prirodnim zamkama koje su izgra|ene
od poroznih stena u kojima je gas i
neporoznih stena koje ga tu zadr`avaju.
Pored ovih standardnih postoje i
nestandardna, odnosno
nekonvencionalna le`i{ta gasa: le`i{ta
gasa vezana za le`i{ta uglja, le`i{ta gasa
u slabopropusnim stenama i le`i{ta
hidrata gasa.
Koristi se u industriji kao gorivo za
pokretanje industrijskih postrojenja i
industrijska sirovina, gorivo u
individualnom i kolektivnom trnsportu i
gorivo za induvidualno i kolektivno
grejanje.
Naj~istije je fosilno gorivo, odnosno
ima najmanju emisiju {tetnih gasova pri
sagorevanju.
Najve}i otkrivene rezerve gasa se
nalaze u dr`avama buv{eg SSSR,
bliskog Istoka i severne Afrike.
Snabdevanje potro{a~a se vr{i putem
gasovoda ili tankera i boca u kojima je
gas preveden u te~nu fazu. Radi
sigurnog snabdevanja, obzirom da se
potro{nja gasa menja u zavisnosti od
godi{njih doba, gas se skladi{ti u
podzemna skladi{ta gasa i koristi kad
mu je pove}ana potra`nja.
Gas spada u strate{ke energente te se
oko vlasni{tva ili uticaja na vlasnike
njegovih izvora vodi velika borba.
Tako|e se velike politi~ke, a ponekad i
druge metode primenjuju u borbi za
prevlast nad transportnim mar{rutama
gasovoda i podzemnih skladi{ta gasa.
energija
Slika 24 Raspored izgra|enih podzemnih skladi{ta gas u Evropi
Srbija nije dovoljno uradila na re{enju
sopstvenog sigurnog i ekonomi~nog
snabdevanja gasom. Izgradnjom
gasovoda Ju`ni tok preko teritorije
Srbije stara se preduslov da gas sti`e u
Srbiju. ^injenica ostaje da je u
gasovodu tu|i gas sa svim izazovima po
pitanju cene i potrebnih koli~ina.
Literatura
Publikovani materijali kompanije IHS
Publikovani materijali Geolo{kog
zavoda SAD (USGS)
Publikovani materijali Udru`enja naftnh
in`enjera SAD (SPE)
Publikovani materijali Udru`enja
operatora na moru za naftu i gas Velike
Britanije (UKOOA)
Publikovani materijali Organizacije za
priodni gas kompanije (NaturalGas.org)
Publikovani materijali kompanije KBR
Publikovani materijali kompanije
Gasprom
Publikovani materijali kompanije Ilex
Energy
Publikovani materijali Me|unarodne
agencije za energuju (IEA)
[245]
energija
\or|e ]iri}, dipl.ing.geol., @itko Vicko, dipl.ing.geol.,
Ivan Najdanov, dipl.ing.geol., Violeta Nici`-Jorovi},
dipl.ing.geol., Vladimir Rusi}, dipl.ing.geol.
NIS a.d. Naftagas, Beograd
UDC: 622.14/.32 : 550.34 (497.113)
Pregled dosada{njih radova
u vezi 3D/4D reflektivnih
seizmi~kih ispitivanja na
lokaciji podzemnog skladi{ta
gasa «Banatski Dvor»
Uvod
Seizmi~ki podaci se danas koriste u
naj{irem rasponu poslova, po~ev od
projektovanja i kontrole, preko
akvizicije i numeri~ke obrade pa sve do
same interpretacije ali i u toku samog
procesa eksploatacije nafte i gasa. Ceo
proces od projektovanja do finalne
interpretacije (dodatno je podr`an
nizom specijalnih postupaka koji su
dizajnirani za ta~no odre|en problem.
Seizmi~ka karakterizacija le`i{ta
defini{e se kao proces dobijanja
razli~itih karakteristika rezervoar stena
kori{}enjem seizmi~kih, u kombinaciji
sa bu{otinskim podacima.
Na primeru na{eg prvog podzemnog
skladi{ta „Banatski Dvor“ bi}e dat
predgled dosada{njih radova u vezi
3D/4D reflektivnih seizmi~kih
ispitivanja na oovoj lokaciji kao i plan
budu}ih radova.
Rezime
Seizmi~ka ispitivanja na prvom podzemnom skladi{tu gasa na podru~ju Srbije
(le`i{te A gasnog polja Banatski Dvor) planirana su sa ciljem da se izradi detaljni
strukturni i petrofizi~ki model skladi{ta (koji bi se koristio za preciznije
odre|ivanje maksimalne zapremine skladi{ta i pravaca kretanja gasa koji }e se
utiskivati).
Prva faza ispitivanja izvedena su na povr{ini od 58,8 km2 i obuhvatila su u
potpunosti podru~je gasnog polja Banatski Dvor i delimi~no gasna polja Banatski
Dvor-zapad i ^estereg. Dobijeni seizmi~ki podaci na ve}em delu ispitanog
podru~ja su odli~nog kvaliteta a u pojedinim zonama (ve}ih povr{inskih i
blizupovr{inskih nehomogenosti) kvalitet podataka je ne{to slabiji.
Obrada 3D seizmi~kih podataka bila je usmerena ka dobijanju {to bolje rezolucije
u zoni objekta istra`ivanja, a primenjen je standardni i specijalni algoritam obrade
(koji je obuhvatio postupke neophodne za karakterizaciju le`i{ta).
U prvoj fazi izvr{ena je strukturna interpretacija podataka le`i{ta A za prostor
gasnog polja Banatski Dvor i delove polja Banatski Dvor - zapad i ^estereg ~ime
je ispunjen osnovni zadatak 3D ispitivanja. U narednoj fazi interpretacije tj.
karakterizaciji rezervoara izra|en je model sa definisanim petrofizi~kim
svojstvima, a on }e poslu`iti za dalju numeri~ku simulaciju funkcionisanja budu}eg
podzemnog skladi{ta gasa.
Posle utiskivanja jastu~nog gasa u skladi{te sledi druga faza 4D seizmi~kih
ispitivanja koja imaju za cilj detaljnije definisanje rezervoara i distribucije fluida u
njemu.
Prikaz svih dosada{njih radova
na lokaciji podzemnog skladi{ta
gasa Banatski Dvor uz prate}e
prikaze interpretacije i
vizuelizacije u svrhu
karakterizacije le`i{ta
Od ranije izvr{enih istra`nih radova, na
{irem prostoru gasnog polja Banatski
Dvor vr{ena su u vi{e navrata
geofizi~ka ispitivanja, izvo|eno je
istra`no bu{enje i ispitivanja u
bu{otinama. Od geolo{kih metoda
istra`ivanja vr{ena su kartiranja
jezgrovanog materijala i njihova
kabinetska/laboratorijska ispitivanja
(stenskih uzoraka sa sita).
Od geofizi~kih metoda istra`ivanja, od
prakti~nog zna~aja za istra`ivanje i
razradu polja Banatski Dvor bila su 2D
seizmi~ka reflektivna ispitivanja
(kompletnog istra`nog podru~ja) i 3D
seizmi~ka reflektivna ispitivanja na
Review of all 3D/4D seismic reflective exploration in Serbia on
location of undergroud gas storage Banatski Dvor
Seismic exploration on location of the first underground gas storage (the reservoir
A, gas field Banatski Dvor) was planned to get detailed structural and
petrophysical model of it (model should be used to precisely define maximum
volume of the gas storage and distribution of gas, which will be injected).
Basic 3D seismic investigation as carried out in area of 58,8 km2 on the area of
gas-field Banatski Dvor and some parts of the gas field Banatski Dvor-west and
^estereg were covered. Seismic data quality from greater part of investigation area
is excellent and onli in some small areas (where surface and near surface
inhomogeneity are greater), quality of data is worse.
Processing of 3D seismic data was performed to get the highest possible
resolution on the target zone, and was performed standard and special
processing workflow (with applying programs to characterize reservoir).
Structural interpretation of lazer A was performed in first phase for area of the gas
field Banatski Dvor and parts of fields Banatski Dvor-west and ^estereg so the
basic task of 3D investigation is solved. In the next step of interpretation characterization of the reservoir, was create model with defined petrophysical
properties and fluid distribution which should be used for numeric simulation of
the underground gas storage.
After injection of the cushion gas in the gas underground storage will start the
second phase of 4D seismic investigation which will be performed to define the
reservoir in more detail and also fluid distribution inside it.
[246]
energija
Slika 1 Strukturna karta pe{~arskog sloja rezervoara gasnih le`i{ta A (B.
Dvor) , le`i{ta I (B. Dvor-zapad) i ^estereg (autor: D.Popovicki, 2005)
strukturni niz generalnog pravca pru`anja
jugozapad – severoistok (slika 1).
Numeri~ka obrada 3D seizmi~kih
podataka (standardna i
specijalna)
Numeri~ka obrada terenskih seizmi~kih
podataka, registrovanih na ovom
istra`nom podru~ju, izvr{ena je na
najsavremenijoj ra~unarskoj opremi uz
primenu naprednih aplikativnih
softvera.
Odabrani algoritmi obrade 3D
seizmi~kih podataka su usmereni u
pravcu dobijanja maksimalno
kvalitetnih podataka, posebno u zoni
objekta istra`ivanja.
Primenjeni algoritam procesa dopunske
specijalne obrade 3D podataka odnosno
tzv. kondicioniranje seizmi~kih
podataka (tabela 2).
podru~ju ^estereg-Begejci, kao i dr.
merenja u bu{otinama.
Ispitivanja primenom 3D/4D seizmi~ke
reflektivne metode za prvo podzemno
skladi{te gasa na podru~ju Srbije
(le`i{te A gasnog polja Banatski Dvor)
planirana su sa ciljem da se izradi
detaljni strukturni i petrofizi~ki model
skladi{ta, kako bi se definisala
maksimalna zapremnina le`i{ta kao i
pravci kretanja utisnutog gasa.
Prva faza predvi|enog 4D („time lapse”
3D) seizmi~kog ispitivanja je
kompletno odra|ena. Ona podrazumeva
sve poslove od projektovanja, preko
numeri~ke obrade pa sve do finalne
interpretacije le`i{ta. Karakterizacija
le`i{ta A na Banatskom Dvoru izvr{ena
je primenom postupka inverzije.
tri kompakcione antiklinale, razdvojene
strukturnim sedlima, a zajedno ~ine
Karakterizacija le`i{ta
Proces karakterizacije le`i{ta je
obavljen u prvoj fazi interpretacije 3D
seizmi~kih podataka. Polazni model
le`i{ta formiran je na osnovu unapred
pripremljenih karota`nih podataka
(posebno pripremljenih za ovu
namenu).
Skup programa za karakterizaciju
le`i{ta na osnovu seizmi~kih podataka,
zapravo predstavlja sistem za izradu
modela, amplitudnu inverziju, analizu
podataka i interpretaciju. Njihova
namena je povezivanje/kalibraciju
seizmi~kih i karota`nih podataka u cilju
dobijanja parametara rezervoara, a
objedinjuju vi{e razli~itih tehnologija.
Sam proces karakterizacije rezervoara
bi trebalo da se definitivno realizuje tek
u okviru pripreme za „time lapse” 3D
ispitivanja, kada bi se do{lo do
Tabela 1 Primenjeni algoritam procesa numeri~ke obrade 3D podataka
Geolo{ka gra|a istra`nog
prostora
Treba napomenuti da se u blizini
gasnog polja Banatski Dvor nalaze jo{
dva poznata gasna polja: Banatski
Dvor – zapad i ^estereg. Ova polja ~ine
[247]
energija
Tabela 2 Algoritam dopunske obrade
egzaktnih zaklju~aka u vezi samog
le`i{ta.
Interpretacija podataka uz
vizuelizaciju
U ovoj fazi 3D/4D ispitivanja izvr{ena
je strukturna interpretacija i
karakterizacija, sa ciljem izrade karte
povlate gasnog le`i{ta A, budu}eg
podzemnog skladi{ta gasa. Tako|e su
rera~unati petrofizi~ki parametri le`i{ta
„Banatski Dvor“ a ura|ene su i analiza
niza drugih seizmi~kih atributa. Svi
prikazi su dati u digitalnom obliku i to
u 3D domenu (sa elementima
vizuelizacije najinteresantnijih detalja
kako bi se {to jasnije uo~ile odre|ene
karakteristike/tra`ene anomalije,
apoja{njenja i prikazi }e biti
prezentovani u naredna dva poglavlja).
Na ovaj na~in je ura|eno strukturno
modelovanje le`i{ta sa i definisana je
maksimalna zapremina budu}eg
podzemnog skladi{ta gasa.
Opis finalnih 3D prikaza za
petrofizi~ki modeli le`i{ta „A
Banatski Dvor”
Vizuelizacija rezultata seizmi~ke
inverzije i konverzije akusti~ke
impedancije u petrofizi~ke parametre
podrazumeva slede}e prikaze:
- Poroznost i propusnost.
Slika 2 (a) poroznost i (b) propusnost na vremenu 1192 ms
(a) poroznost
Slika 3 (a) Sadr`aj vode i (b) {ejla na vremenu, 1192 ms
(a)sadr`aj vode
[248]
Analiziraju}i odgovaraju}e volumene
dobijene u toku rada (slika 2), jasno se
izdvaja prisutnost odgovaraju}e
poroznosti/propusnosti u zoni le`i{ta,
posmatranih lateralno i u funkciji
vremena/dubine. Ove vrednosti
odgovaraju podacima dobijenim iz
karota`a i jasno oslikavaju
rasprostranjene le`i{ta (1) kao i odnose
sa susednim le`i{tima (2-Banatski Dvor
zapad i 3-^estereg prepoznatih na istoj
slici).
- Sadr`aja vode i sadr`aja {ejla.
Uo~ava se prisutnost promena sadr`aja
vode/{ejla u zoni le`i{ta, tako|e
posmatrano lateralno u funkciji
vremena/dubine (slika 3). Uo~avamo
sli~ne relacije sa susednim le`i{tima
kao {to smo ve} konstatovali na
primeru prethodnih opisa za poroznosti
i propusnosti. Analiza ovih atributa u
kombinaciji sa atributom
diskontinualnosti je polazna osnova za
detaljne analize koje }e uslediti nakon
kompletnih 4D ispitivanja.
- distribucija/faktor fluida
(„Fluid factor”).
Kako je ovo jedan od glavnih indikatora
prisustva/distribucije gasa, rezultati
ovih analiza se mogu koristiti pri
planiranju novih bu{otina za
utiskivanje/eksploataciju gasa u/iz
podzemnog skladi{ta, kao i ocene
promene kontakta nakon 4D ispitivanja.
Strukturno-tektonske
karakteristike le`i{ta „A
Banatski Dvor”
Izra|ena je strukturna karta horizonta
„A” - povlata le`i{ta u
vremenskom i dubinskom
domenu koja je u razli~itim
oblicima i kolor paletama
(slika 4 i 5).
Strukturna karta horizonta A povlata le`i{ta dobijena u
interpretaciji podataka 3D
seizmike je generalno sli~na
karti izra|enoj na bazi 2D
seizmi~kih profila. 3D
seizmi~ki podaci pokazuju da
je struktura le`i{ta „Banatski
(b) propusnost
dvor” ne{to slo`enija sa vi{e
manjih strukturnih
maksimuma.
Obzirom da je rezervoar u
kojem je akumulirano le`i{te
A slo`en u pogledu kako
litostratigrafskih tako i
petrofizi~kih karakteristika i
da se sastoji od vi{e slojeva
~ije se debljine odnosno
karakteristike lateralno
menjaju, morfologija njegove
povlate nije presudna za
kretanje i distribuciju gasa u
njemu.
Ve}i uticaj ima distribucija
(b) sadr`aj {ejla
petrofizi~kih parametara
energija
ujedna~avanje
podataka prvih
i drugih 3D
ispitivanja.
Obzirom na
kompleksnost
projekta i
va`nost
njegove
realizacije, a u
skladu sa
potrebama i
planovima
investitora,
neophodno je
uraditi
ponovne
analize i
interpretaciju
3D/4D
seizmi~kih
ispitivanja.
Sve ovo }e
poslu`iti za
utvr|ivanja
prostorne
distribucije
gasa utisnutog
u podzemno
skladi{te. Radi
Slika 5 S trukturna karta horizonta „A” - povlata le`i{ta se zapravo o
ponovnoj
u dubinskom domenu
karakterizaciji
le`i{ta,
kori{}enjem
~injenice da }e
posle
utiskivanja
gasa do}i do
promene
koli~ine i
rasporeda
fluida u
podzemnom
skladi{tu.
Postupak i
sredstva koja
}e se koristiti
bi}e sli~ni sa
ve} prethodno
opisanim.
O~ekuje se da
}e rezultati
obrade, analize
i interpretacije
podataka II
faze odnosno
dati odre|ene
elemente
za
planiranje
upravljanja
(poroznosti, propusnosti, zapreminsko
u~e{}e {ejla i sadr`aj vode). Petrofizi~ki podzemnim skladi{tem gasa Banatski
Dvor. Najva`niji podaci koji se o~ekuju
modeli rezervoara dobijeni su
su parametara le`i{ta (poroznost,
primenom postupka inverzije.
propusnost, fluidi i drugo). Oni }e se
Sve ove analize olak{avaju generisanje
dobiti iz seizmi~kih podataka
zbirnih prikaza visoke rezolucije i
snimljenih nakon promene stanja u
preciznu deskripciju rezervoara.
le`i{tu utiskivanjem odre|ene poznate
koli~ine gasa.
Budu}i radovi
Samo utiskivanje gasa dovodi do
Nakon „time lapse” 3D ispitivanja na
gasnom polju „Banatski Dvor” izvr{i}e se promena u distribuciji fluida u le`i{tu
Slika 4
Strukturna karta horizonta „A” - povlata le`i{ta
u vremenskom domenu
[249]
/skladi{ta, {to se direktno odra`ava na
seizmi~ke atribute. Odgovaraju}im
analizama i upore|ivanjem atributa,
dobijenih pre i posle utiskivanja gasa,
mogu se bli`e definisati karakteristike i
parametri le`i{ta. Ovi podaci, tako|e,
mogu biti osnov za projektovanje novih
lokacija bu{otina za utiskivanje i/ili
crpljenje gasa tokom narednog perioda
u toku kori{}enja podzemnog skladi{ta.
Zaklju~ak
Danas smo u 3D/4D domenu do{li do
saznanja vezanih za karakteristike stena
i fluida, a budu}nost nam otvara nove
granice u smislu koli~ine, kvaliteta i
brzine informacija koje prevodimo do
korisnika, putem interpretacije.
Vizuelizacija omogu}ava funkcionalnu
prezentaciju razli~itih setova podataka u
3D domenu, bolje definisanje
me|usobne veze istra`ivanih struktura i
upotrebljiva je danas u gotovo svim
fazama procesa interpretacije.
Na primeru iz na{e prakse se, tako|e,
jasno uo~ava direktna korist u primeni
interpretacije uz vizuelizaciju, a
potvr|eno je kroz deo prikaza datih u
vezi radova na lokalnosti podzemnog
skladi{ta gasa „Banatski Dvor”.
Krajnji rezultat ovakvog pristupa se
ogleda u znatno boljem sagledavanju
ispitivanog podru~ja, preciznijem
razumevanju geneze i modela le`i{ta
kao i pra}enju re`ima rada unutar
samog le`i{ta.
Literatura
Anstey, N.A., The new seismic
interpreter, IHRDC, Boston, 1974.
Berkhout, A. J., Seismic migration,
Elsevier science publishing company
inc., USA, 1984.
Burazer M., 2005., Elaborat o
geomagnetskim ispitivanjima na
podru~ju zap. od Po`arevca u 2004.
god., Fond stru~ne dokumentacije
Geofizi~kog instituta, NIS-Naftagas.
Chabrelie M. F., Dussaud M., Bourjas
D., Hugout B., 2005, Underground gas
storage: Technological innovations for
increased efficiency, World Energy
Council, web site.
Damnjanovi}, K., Vi{edimenzionalna i
multikomponentna seizmika, Tekon,
Beograd, 2004.
Dimitrijevi}, D., M., 1978., Geolo{ko
kartiranje, Bigz, Beograd.
Duane Dopkin, Huw James, Trends in
visualization for E&P operations, First
break vol. 24, 2006,
Grupa autora, 2005, Underground gas
storage BD: Feasibility study, Volume
energija
I, Reservoir simulation (Doc. No. 05-1138 BD), Fond stru~ne dokumentacije
NIS-Naftagas, Novi Sad.
Helwig Loffelmann, Doktorska teza
“Visualization Local Properties and
Characteristic Structures of Dynamic
Sistems”, Tehni~ki fakultet u
Be~u,1998
Kamal C. Jain i Rui P. deFigueiredo,
Concept and tehniques in oil and gas
exploration, SEG, 1982.
Kne`evi} \., 2004., Elaborat o
rezervama gasa le`i{ta S5 naftnogasnog polja Ostrovo, Fond stru~ne
dokumentacije NIS-Naftagasa
Kragh E., Christie P., 2002, Seismic
repeatability, normalized rms, and
predictability, The Leading Edge.
Lumley D., 2001, Time-lapse seismic
reservoir monitoring, Geophysics, Vol.
66, p. 50–53.
M. Bacon, R. Simm and T. Redshaw,
3D Seismic Interpretation, University
press, Cambridge, 2003
Michael E. Badley, Practical Seismic
Interpretation, IHRDC, Boston, 1985
Mijailovi} D. i Grbovi} I., 2004.,
Tehni~ki izve{taj o izvedenim
geomagnetskim ispitivanjima na
podru~ju zap. od Po`arevca u 2004.
god. (Ostrovo-[alinac-M.Krsna-Lu~ica)
Nici}-Jorovi} V., 2001, Elaborat o
rezultatima obrade seizmi~kih podataka
sa podru~ja Ostrova, Fond stru~ne
dokumentacije Geofizi~kog instituta,
NIS-Naftagas.
Nichols D., Sedimentologija i
stratigrafija, Geolo{ki odsek
Univerziteta u Londonu, London, 1999.
Paradigm, 2004, PG2.0 Vanguard
traning manual - Reservoir imaging
system
Popovicki D., 2004, Power Point
prezentacija: Podzemno skladi{te gasa
BANATSKI DVOR - Geolo{ki model,
NIS-Naftagas, Sektor za razradu le`i{ta,
Novi Sad.
Popovicki D., 2005, Projektni zadatak
za 3D/4D reflektivnih seizmi~kih
ispitivanja na prostoru podzemnog
skladi{ta gasa Banatski Dvor
(P.31.01.05), Sektor za razradu le`i{ta,
NIS-Naftagas, Fond stru~ne
dokumentacije NIS-Naftagas, Novi Sad
Rickett J. E., Lumley D. E., 2001,
Cross-equalization data processing for
time-lapse seismic reservoir
monitoring: A case study from the Gulf
of Mexico, Geophysics, 66, 1015-1025.
Risti} I. i Radakovi} D., 1989, izve{taj
o seizmi~kim ispitivanjima na podru~ju
Kostola~ke i V. Gradi{tanske depresije
u 1988. god., Fond stru~ne
dokumentacije Geofizi~kog instituta,
NIS-Naftagas.
Roksandi} M., Stratigrafska
interpretacija reflektivno-seizmi~kih
podataka, DIT NIS-Naftagas, Novi Sad,
2001.
Ross C. P., Altan M. S., 1997, Timelapse seismic monitoring: Some
shortcomings in nonuniform processing,
The Leading Edge.
Ross C. P., Cunningham G. B., Weber
D. P., 1996, Inside the
crossequalization black box, The
Leading Edge.
Streinar Haugen, 2D visualization of
second-order tensor fields, Scient.
Theses, University of Bergen, Norway,
1998
Stru~no-tehni~ka dokumentacija firme
Paradigm – objavljena na njihovom
WEB site-u, Houston-London, 2006
Stru~no-tehni~ka dokumentacija
Geofizi~kog instituta – radna upitstva i
programi za obuku, Beograd, 2005
Yilmaz O., 2001, Seismic data analysis:
Processing, inversion, and
interpretation of seismic data, Volume I
and II, SEG, Tulsa.
Yilmaz Oz, "Seismic Data Analysis",
Volume I and II, Society of Exploration
Geophysicists, Tulsa, USA, 2001.
@itko V., Najdanov I., Nici} Jorovi} V.,
Rusi} V., ^oli} @., Dimi} M., 2005a,
Elaborat o 3D reflektivnim seizmi~kim
ispitivanjima na prostoru podzemnog
skladi{ta gasa Banatski Dvor - I faza
(E.31.43.05), Fond stru~ne
dokumentacije NIS-Naftagas,
Geofizi~ki institut, Beograd.
@itko V., Radakovi} D., Najdanov I.,
Parezanovi} M., ]iri} \., Dimi} M.,
2005b, Projekat 3D/4D reflektivnih
seizmi~kih ispitivanja na prostoru
podzemnog skladi{ta gasa Banatski
Dvor (P.31.01.05), Fond stru~ne
dokumentacije NIS-Naftagas,
Geofizi~ki institut, Beograd.
@ivkovi} M. i Smiljani} A., 1979,
Izve{taj o reflektivnim seizmi~kim
ispitivanjima u Ju`nom Banatu
Vladimirovac-Jug-Bavani{te,
Brestovac-Kovin-Dunav, Fond stru~ne
dokumentacije Geofizi~kog instituta,
NIS-Naftagas.
@ivkovi} M. i Smiljani} A., 1979,
izve{taj o reflektivnim seizmi~kim
ispitivanjima u u`oj Srbiji A-{ira
okolina Po`arevca, Fond stru~ne
dokumentacije Geofizi~kog instituta,
NIS-Naftagas.
@ivkovi} M., 1980, izve{taj o
reflektivnim seizmi~kim ispitivanjima u
Ju`nom Banatu Lokalnost:
Vladimirovac-Dolovo i {ire, Fond
stru~ne dokumentacije Geofizi~kog
instituta, NIS-Naftagas.
@itko V.i Mladenovi} M., 1982, izve{taj
o interpretaciji rezultata reflektivnih
[250]
geofizi~kih ispitivanja na podru~ju sev.
Pomoravlja i Podunavlja (1972-1980),
Fond stru~ne dokumentacije
Geofizi~kog instituta, NIS-Naftagas.
@itko V.i Risti} I., 1987, izve{taj o
reflektivnim seizmi~kim ispitivanjima
na prostoru Kostola~ke depresije u 1986
godini, Fond stru~ne dokumentacije
Geofizi~kog instituta, NIS-Naftagas.
^anovi}, M., Kemenci, R., 1988:
Mezozoik podine Panonskog basenaMatica srpska, Novi Sad
Vukovi} A., 2001, Tehni~ki izve{taj o
izvr{enim seizmi~kim ispitivanjima sa
podru~ja Ostrova, Fond stru~ne
dokumentacije Geofizi~kog instituta,
NIS-Naftagas.
energija
Dr David Petrovi}, dipl. in`. rud.
4D KONSALTING, Beograd
Dr Mirko Ivkovi}, dipl. in`. rud.
Dr Du{ko \ukanovi} dipl. in`. rud.
JP za PEU Resavica, Biro za projektovanje Beograd
UDC: 622.1/.3.001/.004 (497.11)
Uvo|enje sistema PG u
delovima le`i{ta
aleksina~kog podru~ja
Uvod
Vode}i ra~una da u na{oj zemlji, prema
dosada{njim istra`ivanjima, ima malo
nafte i prirodnog gasa u odnosu na
potrebe, nametnuta je neophodnost
kontinuiranog izu~avanja i razvijanja
tehnologija kompleksnijeg kori{}enja
uglja na koji se ipak mora uglavnom
oslanjati, da bi {to manje zavisili od
uvoza energije i energetskih sirovina.
Obzirom da je kvalitetniji ugalj na
ve}im dubinama i pogodan uglavnom
za podzemnu eksploataciju, logi~no je
da je za pojedine slu~ajeve valjalo
odabrati odgovaraju}e metode
eksploatacije, mada se prakti~no pri
bilo kom obliku podzemne
eksploatacije koristilo uglavnom 30 do
eventualno 40 % uglja.
Imaju}i u vidu kvalitet energetskih
resursa kojima se raspola`e, a posebno
izra`enije potrebe za {to racionalnijim
kori{}enjem primarnih energetskih
resursa (dakle, ne samo sekundarnih),
na~li smo se u situaciji da osvajamo
tehnologiju eksploatacije vanbilansnih
rezervi, kao i otkopnih ostataka
bilansnih rezervi. Metoda bez
alternative za takve rezerve uglja je
podzemna gasifikacija uglja (PGU).
Pri opredeljenju za aktivnosti na tom
planu najva`niji je pristup {to
savesnijem izboru optimalne lokacije za
PGU. Pri tome je neophodno sagledati
koli~ine uglja koje }e se mo}i
izgasifikovati, a time i odrediti koli~inu
ukupno proizvedenog gasa iz PGU.
Kra}i prikaz tehnologije
podzemne gasifikacije uglja
Podzemna gasifikacija uglja,
autotermi~ki proces, obuhvata proces
degazacije, odnosno pirolize i samu
gasifikaciju. Ti procesi nastaju kao
rezultat uticaja visoke temperature i
upravljanja sagorevanja uglja pri
Rezime
Aleksina~ko le`i{te prema podacima Elaborata o rezervama uglja i uljnih
{kriljaca, raspola`e rezervama uljnih {kriljaca od oko 1.805.217.680 tona i
nekoliko miliona tona kvalitetnog mrkog uglja. Ove rezerve predstavljaju zna~ajan
energetski potencijal, koji bi trebalo valorizovati.
U ovom radu data je ocena mogu}nosti uvo|enja sistema podzemne gasifikacije
(PG) u pojedinim delovima le`i{ta.
Klju~ne re~i: Eksploatacija, ugalj, uljni {kriljci, podzemna gasifikacija.
Abstract
Aleksinacs deposit according to informations Report about reserve of coal and oils
shale, to possess reserve of oils shale about 1.805.217.680 t and some million tons
quality brown coal. These reserve representation important energetic potential,
which be need to valorize.
In these paper is gived judgment possibility, introduction of sistem for
underground gas production in some part of the deposit.
Key words: Exploitation, coal, oil shale, underground gas production.
dovo|enju sredstava za gasifikaciju,
koja je naj~e{}e vazduh, vodena para sa
vazduhom u odre|enom odnosu, te
vazduh ili vodena para oboga}eni
kiseonikom, ili pak sam kiseonik.
Danas uglavnom egzistiraju dve
poznate metode PGU.
z Metoda bez podzemnih prostorija,
koja se zasniva na bu{enju bu{otine
sa povr{ine kroz slojeve i
provo|enjem gasifikacije dovo|enjem
gasifikuju}eg agensa kroz bu{otinu,
odnosno kanala, a odvo|enjem
produkta gasifikacije kroz
produkcionu bu{otinu.
z Metode iz podzemnih prostorija u
kojoj se sloj, preostao nakon izrade
sigurnosnih stubova, gasificira
kori{}enjem izra|enih prostorija.
Prva grupa metoda (bu{otinska PGU) je
uglavnom aktuelna za kori{}enje
vanbilansnih rezervi uglja, a druga za
gasifikaciju zaostalih sigurnosnih
stubova, odnosno otkopnih ostataka
bilansnih rezervi posle zavr{ene jamske
eksploatacije. Od bu{otinskih metoda
[251]
obi~no su u primeni: filtraciona,
kanalna i proto~na metoda.
Uglavnom je rasprostranjena filtraciona
metoda, nakon prethodnog zapaljenja
reakcione zone. U ameri~kim
eksperimentima primenjuje se kanalna
metoda, s tim da se kanali zapaljuju
filtracionom metodom.
Podzemna gasifikacija uglja karakteri{e
se stepenom iskori{}enja uglja, koji
predstavlja odnos gasifikovanog uglja
prema ukupno raspolo`ivoj koli~ini
uglja za PGU. Termi~ka efikasnost
procesa je definisana odnosom toplotne
mo}i dobijene gasne sme{e prema
toplotnoj mo}i uglja, iz koga je nastala
sme{a, svedeno na ekvivalentne
dimenzije, {to zavisi od vrste
gasifikuju}eg agensa, njegovog pritiska
i temperature, te osobine uglja za
gasifikaciju, dubine zaleganja sloja,
vla`nosti uglja, kao i tektonskih uslova
u le`i{tu.
Tok procesa podzemne gasifikacije uglja
U generatoru PGU za vreme trajanja
gasifikacije filtracionom bu{otinskom
energija
metodom, mogu}e je izdvojiti slede}e
karakteristi~ne zone:
z zonu obru{avanja sa pepelom i
ostatkom uglja;
z zonu protoka gasificiraju}eg agensa;
z zonu egzotermnih reakcija
pretvaranjem uglja u CO2 i CO (c);
z zonu endotermnih reakcija (d);
z zonu isu{ivanja uglja (e) i
z zonu naslaga (f).
Uticajni parametri na odlu~ivanju da li
}e odre|eno le`i{te uglja biti pogodno
za podzemnu gasifikaciju su, izme|u
ostalih: rezerve uglja (vanbilansne i
otkopni ostaci bilansnih rezervi), dubina
zaleganja, mo}nost, kao i nagib
zaleganja sloja, te pepeo, vlaga i lete}e
~estice iz uglja. Sa tog aspekta zna~ajne
su neke op{te postavke, kao:
z Kod rudnika sa dovoljno izra`enim
rezervama, izra|enim objektima i
tradicijom je bitno da li se u okviru
istra`nih prostora ili tih rudnika i
istra`nih rezervi uglja predvi|a
podzemna gasifikacija ~itavih
otkopnih polja, ili makar delimi~no.
z Rudnici koji mogu normalno da se
razvijaju kao u prethodnom slu~aju, s
tom razlikom {to njihova sirovinska
baza zahteva dopunske istara`ne
radove, na osnovu kojih }e mo}i da se
donese odluka za njihov dalji razvoj
od neke “reperne” godine.
z Rudnici ~ija je sirovinska osnova
ogra~ni~ena, a postoji i ograni~enje u
plasmanu uglja, kada se mora
ra~unati sa preorjentacijom
proizvodnje i obustavljanjem
prethodne, po iscrpljenju rezervi.
z Rudnici bez ve}e perspektive i
uglavnom lokalnog zna~aja-faktori
eksploatacije su takvi da podzemna
eksploatacija ne pru`a sigurnost sa
gledi{ta rentabilnosti i radne
bezbednosti, a ne nudi ni{ta novo u
tehnolo{kom smislu, iako ima rezerve
uglja ~esto mogu biti znatne.
O~igledno, Aleksinac potpada pod ovu
navedenu kategoriju, pa se iz tih
razloga i tretira u daljem razmatranju. U
cilju {to boljeg iskori{}enja
predvi|enog le`i{ta za PGU, potrebno
je pomo}u orijentacionih bu{otina i
njihovih jezgara odrediti dominantan
pravac gasopropustljivosti i analizom
jezgra konstatovati podatke o pravcu
permeabilnosti i orijentaciji
pukotinskog sistema izme|u dve
bu{otine i na osnovu tih saznanja
odrediti optimalan polo`aj injekcionih u
odnosu na produkcione bu{otine
(naravno i njihov raspored).
Podzemna gasifikacija uglja ima niz
prednosti u odnosu na dobijanje uglja
klasi~nom podzemnom eksploatacijom:
manja su kapitalna ulaganja u gradnju
stanice podzemne gasifikacije u
odnosu na klasi~nu jamu;
z produktivnost rada je nekoliko puta
ve}a;
z cena ko{tanja finalnog proizvoda
(toplotne jedinice GJ) je manja od iste
te jedinice dobijene iz jamske
eksploatacije;
z prilikom PGU nije prisutan te`ak i
opasan rad kao {to je to kod
podzemne-jamske eksploatacije;
z otpada prevoz, utovar i istovar uglja i
drugih materijala prisutan kod
klasi~ne eksploatacije;
z otpada transport {ljake i pepela
(ostaje pod zemljom) pa se isklju~uje
zaga|enje okoline i atmosfere;
z metode podzemne eksploatacije
gasifikacijom mogu}a je da se
primeni na le`i{ta sa te{kim
geolo{kim uslovima, koja nisu
pogodna za jamsku niti povr{insku
eksploataciju.
z
Podzemna gasifikacija uglja u
svetskoj praksi
Najve}e iskustvo u podzemnoj
gasifikaciji uglja imao je biv{i Sovjetski
Savez, a sada Rusija i Uzbekistan. U
Sovjetskom Savezu su tokom
prethodnog perioda izgra|eni i uspe{no
kori{}eni brojni pogoni za podzemnu
gasifikaciju uglja. Prvi put je u svetu
1935. godine u le`i{tu Donbasa, po~ela
sa radom podzemna gasifikacija uglja.
U SAD vr{ena su opse`na istra`ivanja u
oblasti podzemne gasifikacije uglja.
Kupljena je i licenca iz biv{eg SSSR. U
isto~nom Teksasu 1985. godine
proradila stanica podzemnom
gasifikacijom uglja.
Australija i Indija grade objekte
podzemne gasifikacije uglja, koje vode
stru~njaci iz Rusije i Uzbekistana.
Dana{nja Rusija, iako proizvo|a~
velikih koli~ina nafte, uglja i prirodnog
gasa, ima u planu pet programa sa
podzemnim gasifikacijom uglja.
Uzbekistan ima u planu izgradnju gasne
stanice za podzemnu gasifikaciju
kapaciteta 6,9 milijardi metara kubnih
gasa godi{nje (prema saznanjima iz
1991. godine).
Kra}i pregled dosada{njih
istra`ivanja podzemne
gasifikacije uglja (PGU) na
na{im i okolnim prostorima
Interes za podzemnu gasifikaciju uglja
javio se, ne{to zna~ajnije, na prostorima
biv{e Jugoslavije jo{ pre dvadeset i vi{e
godina. Neka istra`ivanja su bila u vidu
literaturnih elaborata o dostignu}ima u
svetu i predvi|anjima o na{im
mogu}nostima. Neka, pak, istra`ivanja
su i{la do nivoa analize nekog le`i{ta sa
[252]
tretmanom adekvatnih parametara,
aktuelnih za odlu~ivanja o eventualno
mogu}oj primeni PGU.
Prema konceptu tih istra`ivanja za PGU
uzet je u obzir samo onaj ugalj, koji se
konvencionalnim otkopavanjem (zbog
otkopne metode, odnosno iz razloga
bezbednosti) ne mo`e otkopati. Takvog
uglja posle podzemne eksploatacije,
ostalo je vi{e od 50 %. Po{to je za
budu}u podzemnu gasifikaciju uglja
bilo najinteresantnije le`i{ta uglja u
Velenju, skoro sva istra`ivanja
usmerena su na taj rudnik.
Nalazi{te lignita rudnika Velenje
otpriike je 8,3 km duga~ko i 2,5 km
{iroko. Le`i{te je u obliku sinklinale sa
izdancima na ivicama. Sredina le`i{ta
nalazi se na dubini 460 m, a mo}nost
sloja na tom mestu iznosi 160 m, zatim
se prema ivicama tanji, tako da je
njegova mo}nost u proseku 60 m.
Krovina je sastavljena od kvartarnih
naslaga ~ljunka i peska, za kojima slede
pliocenske gline, koje sadr`e laporac i
pesak. U gornjem sloju lignita je ve}e
~vrsto}e, dok se na donjem delu i na
ivicama javlja ve}i broj umetaka masne
i peskovite gline. Podina se sastoji od
zelenih pe{~arnih dervolita, gline, peska
i laporaca. Ina~e, krovinski i podinski
peskovi su vodonosni, te je zbog
mogu}nosti provale voda iz krovinskih
naslaga potrebno da se za podzemnu
gasifikaciju, izvr{i odvodnjavanje.
U rudniku lignita Velenje }e se do
2005. godine otkopavanje vr{iti
{iroko~elnom metodom sa
zaru{avanjem. Prema pokazateljima
primene te metode, ne}e se mo}i
otkopavati preko 180 miliona tona uglja
toplotne mo}i oko 10 000 kJ/kg, koji }e
ostati u otkopnim ostacima. Po{to nije
planirano ni otkopavanje uglja ni`e
toplotne mo}i (7500 – 8300 kJ/kg),
osta}e jo{ i tih 150 miliona tona za
predvi|enu podzemnu gasifikaciju.
U 1987. godini na podru~ju planiranog
eksperimenta podzemne gasifikacije
uglja u rudniku lignita Velenje je, za
potrebe studije, izbu{ena strukturna
bu{otina u cilju provere strukturnih
prilika u u`em podru~ju i istra`ivanja
osobina stena. Na uzorcima iz bu{otine
izvr{ena su laboratorijska merenja
geomehani~kih parametara uglja,
sedimentolo{ko-petrografska i
paleontolo{ka istra`ivanja, neotektonska
istra`ivanja i merenja provodljivosti
toplote, kao i rentgenska ispitivanja
uzoraka gline. Izvr{ene su i rentgenska
ispitivanja uzoraka krovine posle
`arenja. Tako|e je zna~ajno, da je
izvr{eno i nekoliko osnovnih
laboratorijskih opita, kako bi se
upoznao uticaj promenljivih procesa na
dobijanju gasa, odnosno na sastav
komponenata u tom gasu. Na uzorcima
uglja, koji bi bili uzeti na odabranoj
energija
lokaciji za eksperimentalno otkopavanje
izvr{ena je piroliza, opit gasifikacija
uglja u zbijenom sloju i gasifikacija
bloka uglja u laboratorijskoj razmeri.
[to se ti~e BiH istra`ivana je
mogu}nost primene PGU kod
vanbilansnih rezervi uglja na podru~ju
Srednjobosanskog ugljenog basena, na
rudnicima Zenica, Kakanj i Breza.
Detaljnom analizom vanbilansnih
rezervi i otkopnih gubitaka bilansnih
rezervi pomenutih rudnika za mogu}u
primenu PGU, do{lo se do zaklju~ka da
za PGU ukupno ima oko 236 miliona
tona kvaliteta uglja (Hd = DTE = 15040
kJ/kg prose~no), {to odgovara
energetskom potencijalu od
3.572 x 106 GJ.
Poseban zadatak je bio da se na primeru
jame “Stranjani” (Zenica) konkretizuje
parametri neophodni za izradu projekta
pilot postrojenja za PGU, polaze}i od
slede}eg:
z u zeni~kim rudnicima, a pogotov u
celom Srednjebosanskom basenu,
nalazi se izuzetno veliki energetski
potencijal, pogodan za primenu PGU.
z u neposrednom okru`enju tih rudnh
nalazi{ta nalaze se brojni mogu}i
potro{a}i gasa.
z svi ugljevi Zenice, Kaknja i Breze
ispunjavaju kriterijum mo}nosti i
zaleganja sloja, sa aspekta PGU.
z kriterijum pepela u uglju elimini{e
samo podinske slojeve jame
“Stranjani” (koji nisu ni ra~unati kao
vanbilansne rezerve), “Ora{ki
Greben” u Kaknju (~ije su
vanbilansne rezerve izuzetno male),
te podinski sloj jame “Kamenica” u
Brezi.
Tehnolo{ka revitalizacija
aleksina~kog basena i
tehnoekonomska analiza
kapitalnih ulaganja i tro{kova
proizvodnje
Nakon poslednje rudarske nesre}e u
Aleksincu i zatvaranja rudnika,
preostalo je kroz bilansne i vanbilansne
rezerve 27,5 mil. t kvalitetnog mrkog
uglja. Iz svetskih industrijskih iskustava
sa PGU poznato je da je stepen
iskori{}enja “napadnutih” slojeva uglja
72 - 96 %. Ako ra~unamo sa svega 80
% takve iskoristivosti, pomo}u PGU bi
se u Aleksincu iskoristilo 22 mil. t
uglja.
Ako se iz 1 t mrkog uglja u Angrenu
na primer (Uzbekistan) pomo}u PGU
dobije 2670 m3N gasa, sledi da bi iz 22
mil. t aleksina~kog uglja dobili
58 mlrd. m3N gasa.
Na osnovu saznanja da se u
kogeneracionoj elektrani snage 400
MWe u Sokolovu (^e{ka) gasifikacijom
uglja gasgeneratoru godi{nje
proizvodnje 1mlrd m3N gasa za njen rad
(tu se koristi i do 10 % ukupnih potreba
u vidu prirodnog gasa zbog “peglanja”
vr{nih optere}enja), da se pretpostavi da
bi Aleksina~ki kompleks PGU mogao
preko 50 godina snabdevati elektranu
tolike snage.
Posebno je interesantno postojanje
uljanih {kriljaca, direktno naleglih na
ugalj, {to omogu}ava pove}aje
efikasnosti procesa PGU. Naime,
gubitak toplote iz procesa PGU na
krovinu }e proizvesti dodatne
ugljovodoni~ne gasove i te~nosti. Ve}i
deo tih te~nosti }e krekovanjem
proizvesti dopunski deo
ugljovodoni~nih gasova. Takvo
kombinovano dobijanje
ugljovodoni~nih gasova iz uljnih
{kriljaca pove}ava toplotnu mo} gasa
dobijenog iz PGU, a omogu}ava i
dobijanje odre|ene koli~ine nafte, kao
nusproizvoda u ovom procesu.
Ta tehnologija dodu{e zahteva
miniranje samo 10 – 20 % uljnih
{kriljaca u cilju postizanja povoljne
granulacije. Nagomilani uljani {kriljci
se potom retortuju.
Tehnologija podzemne gasifikacije
strmozale`u}ih slojeva uglja, je
adekvatna za aleksina~ko le`i{te. Dve
bu{otine, injekciona i produkciona, se
koriste tako, {to se vazduh (ili pak
vodena para oboga}ena kiseonikom)
uduvava pri podno`ju gasifikuju}eg
sloja. Ugalj se tako isu{uje, pa mrvi i
zaru{ava u gasifikacionu {upljinu, gde
formira zasuti-uslojeni medij za
gasifikaciju. Ugalj se transformi{e u
produkcioni gas, te~nost i ugljenisanu
masu. Kiseonik iz gasifikuju}eg agensa
potpoma`e sagorevanje dela ugljenisane
mase i proizvodi toplotu za endotermnu
reakciju. Gasovi i te~nosti proizvedeni
sagorevanjem, odnosno gasifikacijom,
devolatilizacijom i su{enjem, izlaze iz
gasifikacione {upljine (reakcione zone)
ka povr{ini kroz produkcionu bu{otinu.
Kako ugalj sagoreva, tako se formira i
pove}ava {upljina. Krovinski materijal
se osipa i upada u {upljinu zbog
termi~kih i mehani~kih naprezanja,
izazvanih visokom temperaturama
procesa, kao i zbog nastajanja
podupiru}eg materijala – uglja.
Krovinski materijal u {upljini se
zagreva na teperaturu ve}u od 12000C,
~ime se znatna toplota oduzima iz
procesa, {to u odre|enom smislu
smanjuje efikasnost gasifikacije.
Me|utim, zagrevanjem krovinskod dela
proizvodi dodatne organske te~nosti i
gasova. Veliki deo tako dobijene
te~nosti biva krekovan na visokim
teperaturama i proizvodi dodatne
gasove, {to ubla`ava pomenuto
smanjenje efikasnosti gasifikacije. Kao
rezultat toga dobijamo gas ve}e
toplotne mo}i nego kod PGU bez
prisustva {kriljaca.
[253]
Uljani {kriljac se uru{ava na izdrobljeni
ugalj, formiraju}i tako izlomljeni sloj
uljnih {kriljaca koji pokrivaju ugalj.
Vazduh se ubacuje kroz vertikalnu ili
horizontalnu bu{otinu, a nastali gasovi
se prikupljaju ka produkcionoj bu{otini.
Vru}i gasovi iz pricesa PGU prolaze
kroz gomilu uglja i uljanih {kriljaca,
stvaraju}i tako oboga}eni gorivi gas.
Ovakav pristup eksploatacije uglja sa
{kriljcima u krovinskom masivu je
posebno aktuelan sa aspekta ekologije,
naro~ito kada je u pitanju rizik od
pojave nekontrolisanih rudarskih
po`ara, koji mogu uzrokovati {tetne
koncentracije ugljenmonoksida i
sumporovodonika na povr{ini, mogu se
akumulirati u okolnim strukturama.
Uklanjanjem tog zaostalog uglja bi
zna~ajno umanjilo mogu}nost
nekontrolisanih rudarskih po`ara, pa
time i opasnosti po zdravlje ljudi.
Retortovanje uljanih {kriljaca prestavlja
efikasnu metodu smanjenja emitovanja
sumpordioksida iz gorivog gasa, jer
sumpordioksid stupa u reakciji sa
mineralnim materijalima iz uljanih
{kriljaca. Gasovi nastali ovako
pobolj{anim procesom PGU, mogu se
ubaciti ve} u gasifikovanu komoru, u
kojoj se nalaze izdrobljeni uljni {kriljci,
pa time odstraniti SO2 usled kontakta
gasa sa {kriljcem.
Sleganje terena i eventualno zaga|enje
podzemnih voda se u ovakvim
slu~ajevima ne o~ekuje. O~ekuje se, da
se prazan prostor zapuni ~vrstim
krovinskim materijalom, ~ime se
umanjuje mogu}nost sleganja tla.
Ura|eni testovi na nekim lokacijama u
SAD pokazuje da eventualno zaga|enje
podzemnih voda mo`e biti kontrolisano.
Prirodna propustljivost ugljeva se menja
sa kvalitetom. Niskokvalitetni ugljevi, a
~esto i neki mrko-lignitski ugljevi imaju
uglavnom dovoljno prirodne
propustljivosti, tako da je PGU ~esto
izvodljiva i bez posebnog povezivanja
bu{otina odre|enim kanalima.
Ak se ve} ide na “povezivanje”
bu{otina kanalima, obi~no
frakturiranjem, potrebno je odrediti
potro{nju energije za izradu kanala
(kWh po jednom metru du`ine kanala).
Tro{kovi te energije spadaju u tro{kove
pripreme sloja za gasifikaciju (skupa sa
bu{a}im radovima). Ostali tro{kovi su:
z tro{kovi investicija u instalacije
(kompresorska stanica, sistemi
kontrole i analize toka procesa,
elementi sistema pre~i{}avanja gasa
itd.);
z tro{kovi eksploatacije gasgeneratora,
naro~ito izra`eni kao troskovi
energije potrebne za obezbe|enje
gasifikuju}eg agensa.
Kad je re~ o kapitalnim ulaganjima i
teku}im tro{kovima proizvodnje, na
energija
Tabela 1 Elementi ukupnih kapitalnih ulaganja
(negde postoje}e, a negde namenski
izgra|ene), ~ime bi se smanjila
devizna zavisnost od uvoznih
energenata.
z Konkretno u slu~aju Aleksinca gas bi
mogao biti kori{}en za grejanje
Aleksinca, ali i Ni{a i Kru{evca,
mogao bi se koristiti i kao tehnolo{ki
gas, a moglo bi imati i opravdanje
izgradnja posebne elektrane na gas iz
PGU, a eventualno kogeneracione
elektrane (ovo se pravda ogromnim
koli~inama mogu}e dobijenog gasa iz
PGU, o ~emu je prethodno bilo
govora).
Tabela 2 Elementi tro{kova proizvodnje
osnovu vi{e ura|enih studija u svetu,
oni su razli~iti, zavisno od toga da li je
re~ o horizontalnom ili pak nagnutom
sloju. Za ukupna kapitalna ulaganja
(100 %) njihovi pojedina~ni elementi su
dati u tabeli 1. Teku}i tro{kovi
proizvodnje su dati u tabeli 2.
U horizontalnom sloju kapitalna
ulaganja se odnose na tzv. “uslovni
gasgeneratori”, dok se tro{kovi za svaki
slede}i gasgenerator pri naoredovanju
gasifikacije podvode pod teku}e
tro{kove proizvodnje.
Kod nagnutog sloja se znatno izra`enija
ulaganja kod priporeme radova na
deonici obja{njavaju znatnim obimom
zemljanih radova i potom potrebom za
zaravnavanje povr{ine. Tro{kovi za
cevovod u takvom sloju su srazmerno
manji; svi tro{kovi za bu{enje uvek
pripadaju teku}im tro{kovima
proizvodnje.
Kod horizontalnih slojeva ve}i iznosi su
za bu{enje i spajanje bu{otina, manji
iznosi za preme{tanje opreme. To je
zato {to se kod horizontalnih slojeva
tro{kovi za sve cevovode i preme{tanja
opreme finansiraju skupa i smatraju se
kapitalnim ulaganjima. Ukupna
ulaganja i teku~i tro{kovi za cevovod i
njihovo preme{tanje su ve}i kod
horizontalnih nego kod nagnutih
slojeva.
Tro{kovi rada na snabdevanju odnose
se na rad u tri smene po osam sati, i to
po pet do {est na gasgeneratoru.
Tro{kovi za teku}i remont uzimaju se
pribli`no 2 % od kapitalnih ulaganja.
Veliki tro{kovi su i elektronapajanje i
gorivo (dizel), kao i rad kompresora za
gasifikaciju i povezivanje bu{otina.
Najve}i deo kod kapitalnog ulaganja i
cene gasa nosi cena komprimovanja
vazduha, te cene cevovoda, bu{enja i
spajanja bu{otina, a koje zavise od
mo}nosti i dubine zaleganja ugljenog
sloja i rastojanja me|u bu{otinama.
Cena sirovog gasa raste za 2 % sa
pove}anjem (na svakih 30 m) dubine
zaleganja ugljenog sloja. Cena gasa kod
nagnutih slojeva je manje nego cena za
mo}nije horizontalne ugljene slojeve,
po~ev{i od dubine gasgeneratora 180 m
i ni`e.
Zbog svega iznetog, obzirom da cena
gasa iz PGU umnogome zavisi od
deonice gasifikacije, neophodno je vrlo
bri`ljivo izabrati optimalno pogodno
nalazi{te za sprovo|enje PGU.
Zaklju~ak
z Revitalizacijom rudnika Aleksinac
iskoristile bi se zna~ajne koli~ine
ostavljenog – napu{tenog uglja, uz
sve, ve} poznate u svetu, energetske,
ekolo{ke i ekonomske efekte i
prednosti.
z Zaposlio bi se znatan broj radnika i
Aleksinac trgnuo iz letargije koja
traje od zadnje nesre}e.
z Ovakvim putem bi nakon Aleksinca
krenuli i neki drugi rudnici, koji su
zbog nerentabilnosti podzemnom
eksploatacijom, zatvoreni.
z Gas dobijen ovakvom gasifikacijom
bio bi kori{}en za rad elektrane
[254]
Literatura
1. Krejnin, E. V.: Podzemna
gasifikacija ugljenih slojeva. “Nedra”,
Moskva, 1982.
2. Petrovi}, D.: Izu~avanje primjene
PGU kod vanbilansnih rezervi uglja na
podru~ju SB ugljenog basena.
Disertacija, Tuzla, 1988.
3. Buder, M. K., Terichov, O. N.:
Economics and technical outlook.
Moskva, 1977.
energija
Prof. dr Milo{ Gruji}
Rudarsko-geolo{ki fakultet Beograd
UDC: 622.272 : 622.647.8.004
Odre|ivanje parametara
mehanizovanih bunkera u
rudnicima uglja
Uvod
Neravnomernost dotoka uglja sa otkopa
na transportni sistem ima za posledicu
nedovoljno iskori{}enje kapaciteta
transportnih jedinica ili pojavu gubitaka
usled zastoja. Postavljanjem bunkera na
po~etku transportnog sistema vr{i se
uskla|ivanje kapaciteta otkopa i
transporta i posti`e znatno ve}a
pouzdanost.
Stacionarni vertikalni bunkeri spadaju u
objekte koji zahtevaju velika ulaganja i
ne mogu se primeniti na drugim
lokacijama. Pored toga, oni su ~esto
izlo`eni negativnim geomehani~kim
uticajima koji su prouzrokovani
blizinom otkopa. Zbog toga je primena
horizontalnih mehanizovanih bunkera
otklonila dosta nedostataka, a u znatnoj
meri pobolj{ala funkcionisanje otkopa i
transportnog sistema.
Dimenzionisanje mehanizovanih
bunkera predstavlja jedno od
najva`nijih pitanja u sistemima gde su
oni instalirani. Njihova zapremina mo`e
biti od nekoliko do vi{e hiljada metara
kubnih. Na izbor zapremine i ostalih
parametara uti~e vi{e faktora, pa je
neophodno da se prilikom dono{enja
odluke razmotre sve mogu}nosti. Cilj
ovog rada je da uka`e na neke rezultate
koji su dobijeni istra`ivanjem na
Katedri za transport i izvoz Rudarskogeolo{kog fakulteta u Beogradu. Te`i{te
rada je usmereno na odre|ivanje
zapremine bunkera u zavisnosti od
parametara dopreme uglja do bunkera i
daljeg transporta.
Principi definisanja parametara
mehanizovanih bunkera
Glavna odlika horizontalnih bunkera je
da su sastavljeni od metalnih monta`nih
elemenata i da se njihove najve}e
dimenzije (du`ine) pru`aju u
horizontalnom pravcu. Zbog toga je
Rezime
U rudnicima uglja sa podzemnom eksploatacijom je primena vertikalnih bunkera
~esto ograni~ena uslovima i vekom eksploatacije. Zbog toga sve ~e{}e se
primenjuju mehanizovani horizontalni bunkeri, naro~ito u kontinualnim
transportnim sistemima. U ovom radu se daju principi odredjivanja nekih
parametara mehanizovanih bunkera u podzemnim rudnicima uglja.
Klju~ne re~i: rudnici uglja, mehanizovani bunkeri, dimenzionisanje.
Determination the Parameters of Mechanized bunkers in Coal Mines
The use of vertical bunkersin uderground coal mines is usually limited by given
conditions and working life. Consequently, mechaniyed horiyontal bunkers are
being increasingly used, particularly i continuous systems. This paper presents the
principles aplied to determination some parameters of mechaniyed bunkers i
uderground coal mines
Key words: coal mines, mechanized bunkers, determination.
njihova primena mogu}a u rudnicima
uglja u blizini otkopa, na magistralnim
hodnicima, u blizini glavnih raskrsnica, itd.
Princip rada kod svih vrsta
horizontalnih bunkera je da se materijal
u njih deponuje preko transportera sa
kontinualnim dejstvom. Istovar se
naj~e{}e vr{i transporterom koji se
nalazi na dnu bunkera ili ispod njega.
Razli~ite konstrukcije i principi rada
bunkera pru`aju {iroke mogu}nosti
izbora za razli~ite uslove eksploatacije.
Za otkope sa mehanizovanim
otkopavanjem u velikom obimu
proizvodnje se mogu primeniti bunkeri
sa pomi~nim sekcijama ili horizontalni
(STRATA) bunkeri zapremine do 2000
m3. Bunkeri sa pomi~nim dnom i
polustacionarni bunkeri se mogu
primeniti za manje kapacitete, ali i
njihove zapremine mogu dosti}i vi{e
stotina m3.
Puni efekat rada horizontalnoh
mehanizovanih bunkera se posti`e
automatizacijom svih faza rada. Na slici
1 su prikazane ~etiri faze rada jednog
automatizovanog bunkera.
[255]
Vreme punjenja bunkera se mo`e
odrediti u zavisnosti od zapremine
bunkera Vb, brzine trake koja puni
bunker vt i koeficijenta
proporcionalnosti za efektiovnost trake
K:
, min.
(1)
Za pra`njenje bunkera sa grabuljastim
transporterom na dnu bunkera, vreme se
mo`e odrediti u zavisnosti od {irine
transportera Bg i njegove brzine vg:
, min.(2)
U prethodnom obrascu sa hk je
ozna~ena visina korita grabuljastog
transportera, a sa jk ugao nagiba
materijala pri kretanju.
Optimalna zapremina mehanizovanih
bunkera se mo`e odrediti optimizacijom
propusne sposobnosti. Polaze}i od
rezultata V.A. Ponomarenka [5], na
Katedri za transport i izvoz je razvijen
model za re{avanje ovog problema.
energija
Slika 1 [ema rada bunkera sa automatskim upravljanjem
parametara mehanizovanih bunkera
posveti puna pa`nja. Predlo`eni model
omogu}ava da se, uz prethodnu
statisti~ku obradu ulaznih podataka,
do|e do optimalnih zapremina bunkera.
Literatura
1. Gruji} M.: ODRE\IVANJE
OPTIMALNIH ZAPREMINA U
RUDNICIMA UGLJA PRI PRIMENI
TRANSPORTNIH SISTEMA SA
TRAKAMA. Zbornik Savetovanja o
transportu i izvozu, str. 205-214,
Beograd, 1990.
a - proto~an rad bunkera; b - po~etak punjenja bunkera; c - zavr{etak punjenja bunkera; d pra`njenje bunkera.
Ako se po|e od verovatno}e da se
otkopna ma{ina nalazi u radnom stanju
Km (koeficijent ma{inskog vremena) i
verovatno}e da je transporter iza
bunkera u radnom stanju p1, mo`e se
dobiti formula za srednju brzinu
promene koli~ine uglja u bunkeru:
, t/min.
Slika 2 Zavisnost optimalne zapremine bunkera od intenziteta dotoka uglja sa otkopa
(3)
gde su: q - intezitet dotoka uglja iz
otkopa,
Qt - prijemna sposobnost
transportera za trakom iza
bunkera.
Odre|ivanje brzine punjenja bunkera se
mo`e uraditi ako se poznaje funkcija
raspodele dotoka uglja iz otkopa F(x):
, (4)
Brzina pra`njenja bunkera se mo`e
odrediti ako se po|e od izraza:
, (5)
Istra`ivanjima je utvr|eno da se u oba
slu~aja mo`e primeniti Gausova
raspodela, i uz odre|ene aproksimacije,
dolazi se do jednostavnijih izraza za
brzinu punjenja i pra`njenja bunkera:
, t/min
(6)
, t/min (7)
Imaju}i u vidu dobijene brzine punjenja
i pra`njenja bunkera i ostale elemente
potrebne za postavljenje modela ura|en
je i odgovaraju}i softver. U tom sotferu,
pored veli~ina q, Qt, Km, p1, kao ulazni
podaci se uzimaju i tro{kovi
eksploatacije bunkera izra`eni po toni
uglja Cb, kao i tro{kovi koji nastaju
usled gubitaka jedne tone uglja Cg.
Na slici 2 je prikazana promena
optimalne zapremine bunkera u
zavisnosti od dotoka uglja sa otkopa.
Ovaj dijagram je dobijen primenom
navedenog modela sa uzimanjem u
obzir uslova koji vladaju u rudnicima
uglja sa mehanizovanom proizvodnjom.
Na prikazanom dijagramu su kao i u
modelu dati transporteri sa trakom
{irine 800 i 1000 mm i brzinama od 1,3
i 1,7 m/s. Ove veli~ine su izabrane zbog
toga {to se u rudnicima uglja u Srbiji
primenjuju transporteri ovih
karakteristika.
Zaklju~ak
Potreba da se re{i problem
neravnomernosti proizvodnje uglja na
otkopima dovela je do saznanja da je u
ve}ini slu~ajeva opravdana primena
horizontalnih mehanizovanih bunkera.
Veliki raspon u kapacitetima
mehanizovanih bunkera, a samim tim i
u tro{kovima eksploatacije bunkera,
name}u potrebu da se odre|ivanju
[256]
2. Gruji} M.: IZBOR
TRANSPORTNIH SISTEMA U
RUDNICIMA UGLJA (monografija).
RGF, str. 1-139, Beograd, 1992.
3. Gruji} M.: TRANSPORT I IZVOZ U
RUDNICIMA. RGF, str. 1-652,
Beograd, 1999.
4. Grujic, M., Ristovic, I.: HOW TO
OPTIMIZE THE PAREMETRES OF
MECHANIZED BUNKERS IN COAL
MINES. International Scientific
Conference, pp 28-33, Ostrava, 2000.
5. Ponomarenko, V.A.: SISTEMY
PODZEMNOGO TRANSPORTA NA
UGOLNIH [AHTAH, Nedra, str. 1309, Moskva, 1975.
energija
Igor Miljanovi}
Faculty of Mining and Geology, University of Belgrade, Belgrade, Serbia
UDC: 622.33.02 : 004.8
Fazi logi~ka kontrola
kvaliteta uglja u realnom
vremenu
Uvod
Primena adaptivnih, inteligentnih
metoda u upravljanju procesa u
rudarstvu ostvaruje se u sve ve}oj meri
poslednjih godina, pre svega
zahvaljuju}i odre|enim heuristi~kim
karakteristikama rudarstva:
- U prirodi ne nastaju uniformna rudna
tela, niti se ona mogu predstaviti
jednostavnim modelima;
- Rad postrojenja u rudarskoj industriji
obi~no je serijski ili diskontinualan,
usled ~ega je modelovanje i
upravljanje procesima u rudarstvu
slo`en problem;
- Tradicionalni pristup re{avanju
problema je empirijskog karaktera.
Zahvaljuju}i tome, adaptivni,
inteligentni sistemi u oblasti rudarstva
u mogu}nosti su da direktno obuhvate
znanje ste~eno iskustvom, usled ~ega
su naro~ito podesni za upotrebu u
ovakvim sistemima [1-3].
U cilju neposrednog pra}enja odvijanja
proizvodnih tehnolo{kih procesa i
podr{ku proizvodnji, na postrojenjima
za pripremu uglja vr{e se razli~ita
merenja u realnom vremenu: merenje
u~inaka na otkopavanju otkrivke;
merenje u~inaka na proizvodnji uglja;
merenje kvaliteta uglja; prostorno
pozicioniranje i navigacija opreme i
ma{ina, i geodetski premer terena;
nadzor rada kompleksa za
odvodnjavanje povr{inskog kopa;
pra}enje meteorolo{ke situacije; video
nadzor i pra}enje rada elektroma{inskih
pogona [4-6].
Osnovni parametri koji se utvr|uju u
cilju determinisanja kvaliteta uglja su:
sadr`aj pepela, sadr`aj sumpora,
toplotna mo}, krupno}a uglja i druga
hemijska i fizi~ka svojstva uglja, prema
specifi~nim potrebama. Usled toga, u
zavisnosti od primene uglja, defini{u se
razli~iti zahtevi koje ugalj za upotrebu u
industriji ili doma}instvima mora da
ispunjava. Kao osnovni zahtev,
Rezime
U ovom radu dat je prikaz primene fazi logike u kontroli kvaliteta uglja.
Proizvodnja uglja, kao deo rudarske industrije naro~ito je pogodna za primenu
inteligentnih metoda u domenu upravljanja procesom, obzirom da se veliki broj
operacija i procesa tretira i obja{njava empirijskim postupcima. Tehnike fazi
logike primenjuju se u okviru procesa utvr|ivanja i odr`avanja stabilnosti kvaliteta
proizvoda, homogenizacije, odnosno me{anja razli~itih ugljeva, itd. Kontrola
kvaliteta uglja u realnom vremenu ostvaruje se uz pomo} on-line radiometrijskih
analizatora sa adaptivnim vremenom merenja. Ovakav sistem dozvoljava br`u
reakciju instrumenata na promene u sadr`aju pepela uz istovremeno ostvarivanje
bolje statisti~ke pouzdanosti u du`em vremenskom periodu.
Klju~ne re~i: kvalitet uglja, fazi logika, on-line merenje, me{anje ugljeva.
Real-Time Fuzzy Logic Coal Quality
This paper gives a review of the fuzzy logic application in coal quality control. The
production of coal, as a part of the mining industry is particularly suitable for the
utilization of intelligent methods in process control, having in mind that vast
number of operations and processes is treated and explained by empirical
procedures. Fuzzy logic techniques are applied in the framework of the process of
determining and maintaining product quality stability, homogenization, i.e. mixing
different coals, etc. The real time control of coal quality is accomplished by on-line
radiometric analyzers with adaptive measurement time. This system enables for a
fast reaction of an instrument on the changes in coal ash content, with better
statistical reliability in a wider timeframe.
Key words: Coal quality, fuzzy logic, on-line monitoring, coal mixing.
proizvodi moraju sadr`avati {to manje
pepela drugih {tetnih komponenata, uz
uslov da se u procesu ostvaruje {to ve}e
maseno iskori{}enje ~istog uglja.
U radu su prikazani principi fazi
logi~ke kontrole kvaliteta uglja
upotrebom sistema za on-line pra}enje
sadr`aja pepela. Sistem je jednako
primenljiv i na kontrolu kvaliteta
ostvarenu pra}enjem drugih parametara,
ili kombinacije ve}eg broja parametara,
uz odgovaraju}a prilago|avanja u
domenu merne tehnike.
Metode utvr|ivanja kvaliteta
uglja u realnom vremenu
Konvencionalne metode utvr|ivanja
kvaliteta uglja daju rezultate sa znatnim
[257]
ka{njenjem, odnosno u pro{irenom
vremenu. Pouzdanost ovakvog pristupa
u velikoj meri zavisi od
reprezentativnosti uzorka, ~ije uzimanje
u izvesnoj meri predstavlja tehni~ki i
tehnolo{ki problem, i zna~ajnu prepreku
efikasnom upravljanju i kontroli
tehnolo{kih procesa tokom proizvodnje
i sagorevanja uglja.
Ure|aji za pra}enje u realnom vremenu
(on-line) sadr`aja pepela koriste se u
industriji uglja dugi niz godina. Ve}ina
ure|aja ove vrste projektovana je da
prati trendove sadr`aja pepela u uglju,
re|e da reaguju na promene sadr`aja
pepela. Prosek podataka za period od
nekoliko desetina sekundi (ili nekoliko
minuta) koriste rukovaoci za ru~no
pode{avanje rada postrojenja [7,8,9].
energija
Slika 1 Pojednostavljena {ema ure|aja za on-line pra}enje sadr`aja pepela u uglju [2]
Primena on-line analizatora omogu}ila
je upotrebu metoda ve{ta~ke
inteligencije u oblasti upravljanja
postrojenjima za pripremu uglja:
neuronskih mre`a, fazi logi~kih metoda,
genetskih algoritama, itd. Proizvodnja
uglja, kao deo rudarske industrije
naro~ito je pogodna za primenu
inteligentnih metoda u domenu
upravljanja procesom, obzirom da se
veliki broj operacija i procesa tretira i
obja{njava empirijskim postupcima. Na
primer, fazi logi~ki kontroleri koriste se
u tehnolo{kim ciklusima ~i{}enja uglja
za upravljanje ure|ajima za razdvajanje
u te{koj sredini, ma{inama talo`nicama,
hidrociklonima i flotacijskim
ma{inama. Ovim procesima mo`e se
upravljati u realnom vremenu u ciklusu
sa povratnom spregom uz pomo} online analizatora.
U praksi se koriste ure|aji za pra}enje
sadr`aja pepela sa konstantnim
vremenom merenja (stati~ki) i ure|aji
koji se prilago|avaju varijacijama
ulaznog signala, odnosno promenama u
sadr`aju pepela (adaptivni). Kod
adaptivnih, inteligentnih ure|aja, fuzzy
logika se primenjuje pri utvr|ivanju
strukture adaptivnog filtera. Na ovaj
na~in, omogu}eno je ubrzavanje
reakcije instrumenta na varijacije u
sadr`aju pepela i istovremeno
dostizanje bolje statisti~ke preciznosti
tokom du`eg vremenskog perioda. Ovo
je naro~ito od zna~aja u sistemima sa
zatvorenim ciklusom ili kod razdvajanja
uglja prema kvalitetu [10-14].
Standardnim operativnim procedurama
za kontrolu sadr`aja pepela postavlja se
cilj kontrole postrojenja za pripremu na
osnovu podataka o radu postrojenja i
ugovorenih zahteva za proizvod sa
niskim sadr`ajem pepela i/ili sumpora.
Ure|aji za on-line pra}enje
sadr`aja pepela u uglju
Za odre|ivanje sadr`aja pepela u uglju
koriste se ure|aji na bazi: rasipanja
gama zraka, transmisije gama zraka
dvostruke energije, kao i prirodne gama
emisije i promptne analize aktivacije
neutrona.
Sa funkcionalnog aspekta, ure|aji ove
vrste imaju tri namene: pra}enje
kvaliteta uglja, sortiranje uglja (isturena
kontrola) i detekciona funkcija u
sistemima sa povratnom spregom.
Osnovni ciljevi pra}enja su smanjenje
osoblja, proizvodnja uglja postojanog
kvaliteta i optimizacija procesa
proizvodnje. Osnovna svojstva mernih
ure|aja za on-line pra}enje sadr`aja
pepela su: ta~nost metode merenja,
vreme reakcije (brzina osve`avanja
signala) i pouzdanost u radu.
Vreme reakcije ure|aja zavisi od
prose~nog intenziteta elektri~nih
impulsa na izlazu iz radioaktivnog
detektora, koji je obi~no scintilacioni
broja~. [to je du`e vreme merenja, to je
manja statisti~ka gre{ka utvr|ivanja
srednjeg intenziteta impulsa. Vreme
reakcije, odnosno brzine osve`avanja
signala kre}e se od 1(min) do 4-5(min),
i predstavlja va`an parametar pri izboru
ure|aja za ugradnju u upravlja~ke
sisteme.
Pouzdanost u radu ure|aja mo`e se
definisati odgovorima na pitanja:
z Da li je indikacija uvek konzistentna
sa specifikacijom ure|aja (povremeno
visoke varijacije hemijskog sastava
uglja)?
z Da li je kalibraciona kriva sistematski
uvedena u merni sistem?
[258]
Da li je alarmna situacija (nedostatak
uglja na traci, pokretanje trake, itd.)
automatski detektovana?
Ure|aj za on-line pra}enje sadr`aja
pepela na bazi radioizotopske metode
obezbe|uje kontinualnost merenja sa
zanemarljivim ka{njenjem, podatke
zadovoljavaju}e ta~nosti, maksimalnu
reprezentativnost, bezbednost ljudi i
okru`enja. Metoda bazira na zakonu
prigu{enja zra~enja pri prolasku gama
zraka kroz odre|enu sredinu, merenjima
odnosa smanjenja zra~enja iz dva
izvora, razli~itih energetskih nivoa
(visoki i niski).
Sistem za merenje kvaliteta i koli~ine
uglja na traci ~ine: oklopljeni kontejner,
detektor, analizator i PLC. Oklopljeni
kontejner nalazi se ispod transportera sa
trakom i sadr`i dva izvora jonizuju}e
radijacije – Americijum 24195Am sa
energijom gama zra~enja od 59,6(keV)
i Cezijum 13755Cs sa energijom zra~enja
od 661(keV). Olovno ku}i{te pru`a
za{titu od zra~enja u svim smerovima
osim navi{e usmerenog radijacionog
konusa sa fizi~kim uglom od 6(°).
Za{titnik je ugra|en u oklopljeni
kontejner i pru`a punu bezbednost u
svim smerovima u trenucima kada
ure|aj nije u radu (transport, sklapanje,
popravke, itd.). Struktura kontejnera
omogu}ava pra}enje maksimalnih
dozvoljenih koncentracija i pouzdanosti
opreme u radu. Kontejner sa
detektorom u vidu scintilatora registruje
simultano ozra~ivanje dva razli~ita
izvora zra~enja, nalazi se iznad trake i
du` ose oklopljene glave.
Detektor se sastoji od scintilatora koji je
napravljen od NaI(Tl) monokristala i od
fotoelektri~nog poja~iva~a instalisanog
z
energija
Slika 2 Struktura adaptivnog fazi kontrolera za obradu signala u sistemu on-line pra}enja sadr`aja pepela
(modifikovan dijagram iz [9])
na prednjoj strani kristala. Geometrija
ozra~ivanja daje sumarni intenzitet u
detektoru koji se dobija iz dva izotopa
pri praznoj traci. Sumarna vrednost
intenziteta je reda veli~ine 105(imp/s).
U kontejneru se nalaze i razdelnik
visokog napona i predpoja~iva~ signala.
Struktura onemogu}ava ulazak pra{ine i
vlage u kontejner, ~ime se omogu}ava
rad u uslovima vibracija i klimatskih
promena bez opstrukcija.
Brzi analizator omogu}ava akumulaciju
i procesiranje statisti~ki pouzdanog
punog gama spektra koji je u
kontinualnom i konstantnom toku, u
kratkim vremenskim intervalima. Brzi
analizator prenosi akumulirani spektar u
vi{ekanalni analizator, koji odmah
izvodi ~itav niz matemati~kih operacija,
obra|uje spektar i izvla~i informacije
od zna~aja za sastav uglja. Trenutna
o~itavanja sadr`aja pepela u uglju i
koli~ine materijala na traci dobijaju se
bez vidljivog ka{njenja u drugim
funkcijama, sa vremenskim razmakom
od nekoliko milisekundi. Posebna
tehnika i odgovaraju}i softver dopu{taju
izvo|enje svih kalibracija u normalnim
eksploatacionim uslovima rada na kojoj
je montiran ure|aj.
Danas se na tr`i{tu nudi vi{e sli~nih
radioizotopskih ure|aja za merenje
kvaliteta i mase uglja na transportnoj
traci u realnom vremenu. Cene ure|aja
su veoma rastegljive i zavise u principu
od broja i vrsta merenja u jedinici
vremena. Gre{ke merenja kre}u se od
0,04(%) npr. za sumpor do npr. merenja
sadr`aja pepela:
z 0,5(%) za opseg 1,0 + 10,0(%)
pepela u uglju;
z 1,0(%) za opseg 10,0 + 20,0(%)
pepela u uglju;
z 1,5(%) za opseg 20,0 + 60,0(%)
pepela u uglju;
Preciznost merenja masenog protoka je
na nivou oko 1(%) za protok 500(t/h).
Integrisanost radiometrijskog sistema za
on-line pra}enje sadr`aja uglja u
nadzorno-upravlja~ki sistem postrojenja
za pripremu uglja mo`e se obezbediti
be`i~nom komunikacijom.
odgovaraju}a izra~unavanja u skladu
sa pravilima fazi matematike, i
z elementa za defazifikaciju, u okviru
koga se vr{i konverzija fazi brojeva u
veli~ine klasi~ne algebre i saop{tava
izlazna veli~ina koja odre|uje
upravlja~ko dejstvo.
Fazi kontrola ure|aja za on-line
pra}enje sadr`aja pepela u uglja
Metodi fazi logike kao alata za
ugradnju struktuisanog znanja ~oveka u
funkcionalne algoritme mogu se
koristiti u cilju projektovanja
inteligentnog sistema na bazi znanja,
izra`enog svakodnevnim govorom
putem lingvisti~kih odnosno verbalnih
odrednica. Primenu fazi logike u
industrijskom okru`enju karakteri{e
mogu}nost obrade kako simboli~kih
tako i numeri~kih informacija. Bez
sumnje, najzna~ajniji segment primene
fuzzy logike u industriji odnosi se na
kontrolu procesa i podr{ku odlu~ivanju.
Na slici 2., {ematski je prikazan na~in
obrade ulaznih veli~ina sistemu sa
spregnutim radiometrijskim ure|ajem
za on-line pra}enje sadr`aja pepela u
uglju i fazi kontrolerom.
Obrada signala vr{i se primenom fazi
pravila. Baza fazi pravila formira se na
osnovu podataka od rukovaoca i
prethodnih podataka o radu postrojenja
i ~ini osnovu izgradnje fazi kontrolera.
Fazi kontroler sastoji se iz tri elementa:
z elementa za fazifikaciju, u okviru
koga se vr{i definisanje funkcija
pripadnosti za odgovaraju}e ulazne
veli~ine i pretvaranje ulaznih,
klasi~nih numeri~kih vrednosti u fazi
vrednosti;
z elementa zaklju~ivanja, u kome se na
osnovu definisanih fazi pravila vr{i
analiza ulaznih vrednosti i
Zaklju~na razmatranja
U radu je analiziran koncept ure|aja za
pra}enje sadr`aja pepela kod koga se
vreme merenja prilago|ava promenama
ulaznog signala (sadr`aj pepela). Sistem
dozvoljava br`u reakciju instrumenata
na promene u sadr`aju pepela uz
istovremeno ostvarivanje bolje
statisti~ke pouzdanosti u du`em
vremenskom periodu.
Sada{nji trendovi implementacije
ra~unarski podr`anih IU tehnologija kao
sistema za podr{ku odlu~ivanju i
upravljanju kompleksima za pripremu
mineralnih sirovina, vode ka potpunoj
integraciji funkcija: planiranja i
projektovanja, nadzora (tehnolo{kih
procesa, ma{ina i opreme), analize,
odlu~ivanja, i upravlja~kog delovanja
na proces. Ovakav koncept vodi ka
razvoju ra~unarski podr`anih IUS
vi{estepene hijerarhijske logi~ke
strukture sa ugra|enim funkcijama
ve{ta~ke inteligencije, sa razvojem
„inteligentnih” postrojenja za ~i{}enje
uglja kao posledicom.
Predlo`eni koraci u razvoju strategije
upravljanja su:
z Implementacija programa statisti~ke
kontrole procesa u cilju utvr|ivanja
reakcije postrojenja na promenljive
kojima je mogu}e upravljati;
z Razvoj strategije kontrole sadr`aja
pepela u obliku standardnih
operativnih procedura koje defini{u
[259]
energija
aktivnosti rukovaoca opreme pod
odre|enim uslovima;
z Redukovanje reakcija rukovaoca
pomo}u optimizacionih procedura
(evolutivnih algoritama npr.) koji
koriste skup fazi klasa kao funkcije
parametara kontrolnih dijagrama.
Literatura
Vuji} S., Krsti} @., Miljanovi} I.,
Petrovski A., (2007), INFORMATIONMANAGEMENT SYTEM OF THE
„DRMNO” OPEN PIT MINE: A
TOPOLOGY AND A CONCEPT, 2nd
Balkan Mining Congress, Academy of
Engineering Sciences of Serbia &
Faculty of Mining and Geology
University of Belgrade, ISBN 978-8687035-00-3 (AISS), COBISS.SR-ID
142110732, (383-389).
Vuji} S., Miljanovi} I., et al., (2007),
STUDIJA USPOSTAVLJANJA
RA^UNARSKI [email protected]
INFORMACIONO-UPRAVLJA^KOG
SISTEMA JP PK KOSTOLAC,
Rudarsko-geolo{ki fakultet Univerziteta
u Beogradu, (145 str.).
Vuji} S., Miljanovi} I., et al., (2006),
IDEJNI PROJEKAT RAZVOJA I
IZGRADNJE NADZORNOUPRAVLJA^KOG SISTEMA
POVR[INSKOG KOPA UGLJA
„BOGUTOVO SELO”, RGF Beograd
(94 str.).
Vuji} S. et al., (2003), MINERALNI
RESURSI - STRATE[KO
BOGATSTVO ZEMLJE, Monografija
„Mineralno-sirovinski kompleks Srbije
i Crne Gore”, urednik: Slobodan Vuji},
RGF, IAJ, SIRGSCG, Beograd, 2003.,
(31-43).
Vuji} S., Miljanovi} I., et al., (2003),
STUDIJA OPRAVDANOSTI
SELEKTIVNOG OTKOPAVANJA I
ODLAGANJA OTKRIVKE, RGF
Beograd, (222 str.).
Vuji} S. Miljanovi} I., et al., (2005),
ADAPTIVNI RA^UNARSKI
[email protected] NADZORNOUPRAVLJA^KI MODEL SISTEMA
ZA ODVODNJAVANJE
POVR[INSKOG KOPA UGLJA
„DRMNO” (I FAZA), Nacionalni
program energetske efikasnosti, zavr{ni
izve{taj, Projekat NPEE 102154A.
Miljanovi} I., (2008), RA^UNARSKI
[email protected] SISTEMI ZA PODR[KU
ODLU^IVANJU I UPRAVLJANJU U
PMS, ZASNOVANI NA FUZZY
LOGICI, Doktorska disertacija,
Rudarsko-geolo{ki fakultet, Beograd (u
{tampi).
Cierpisz S., (2000), COMPUTERBASED MONITORING AND
CONTROL SYSTEMS IN COAL
PREPARATION PLANTS, Mineral
Processing on the Verge of the 21st
Century, Balkema, Ozbayoglu G., (ed),
Rotterdam, 385–389.
Cierpisz S., Heyduk A., (2002), A
SIMULATION STUDY OF COAL
BLENDING CONTROL USING A
FUZZY LOGIC ASH MONITOR,
Control Engineering Practice 10 (2002),
Pergamon, 449-456.
Brown D.W., Miles N.J., (2004),
ASSESSMENT OF COAL
HANDLEABILITY, Coal Preparation,
Vol. 24, Taylor & Francis Inc., 99-122.
Chungen Y., Zhongyang L., Junhu Z.,
Kefa C., (2000), A NOVEL NONLINEAR PROGRAMMING-BASED
COAL BLENDING TECHNOLOGY
FOR POWER PLANTS, Chemical
Engineering Research and Design Vol.
78 Issue A1 – Special issue: Material
Processing, Institution of Chemical
Engineers, 118-124.
Couch G.R., (1996), COAL
PREPARATION - AUTOMATION
AND CONTROL, IEA Coal Research,
London.
Laurila M.J., (1994), AUTOMATED
CONTROL OF PREPARATION
PLANTS USING ON-LINE PROCESS
ANALYSIS AND CONTROL
SYSTEMS: NEW TRENDS IN COAL
PREPARATION TECHNOLOGIES
AND EQUIPMENT, 12th International
Coal Preparation Congress, Chapter M8, Mineral and Energy Economy
Research Centre, Polish Academy of
Sciences.
Laurila M.J., (1997), FUZZY LOGIC
CONTROL IN COAL PREPARATION
PLANTS, Mining Engineering, Vol. 49,
Issue 7, ProQuest Science Journals, 4345.
[260]
energija
Vesna Jovi~i}, Dragica Jagodi} Kruni}
RB “Kolubara”
UDC: 622.23.015 (497.11)
Tehnologija otkopavanja
otkrivke i otkrivanja uglja
u pro{irenju ju`ne granice
eksploatacionog kopa
„Polje D“
1. Uvod
Razvoj povr{inskog kopa "Polja D" se
do 2004. god. odvijao u granicama
eksploatacije odre|enim Glavnim
rudarskim projektom. Zapadna granica
na terenu je odre|ena sigurnosnim
rastojanjem do zna~ajnih objekata RB
"Kolubara" ("Kolubara - Metal",
"Kolubara - Prerada"), "YTONG-a" i
gusto naseljenog dela sela Vreoci. Po
ovakvom ograni~enju, groblje u
Vreocima se nalazilo na
eksploatacionom podru~ju. Obzirom na
to da izme{tanje groblja u Vreocima
nije ura|eno, umanjene su
eksploatacione rezerve uglja.
Dopunskim rudarskim projektom iz
maja 2004. god. promenjene su granice
otkopavanja otkrivke i uglja u odnosu
na Glavni rudarski projekat u ovom
prostoru i definisan je dalji razvoj kopa
u skladu sa promenjenom konturom.
Zadnjih {est godina povr{inski kop
"Polje D" ostvarivao je prose~no 55%
proizvodnje uglja u RB "Kolubara".
Obezbe|ivanje zamenskog kapaciteta za
ovaj kop predstavlja strate{ki interes
dru{tva u celini. Period od samo jedne
godine, u kojoj nisu izvr{ene
neophodne intervencije u zakonskoj
regulativi i institucionalnim okvirima,
poremetio je sled narednih operacija i
ozbiljno ugrozio snabdevanje ugljem
termoelektrane u narednom periodu.
Nedostatak vizije razvoja povr{inske
eksploatacije u RB "Kolubara" u
prethodnom periodu, direktno je uticao
na neblagovremeno izvo|enje istra`nih
radova ~iji su rezultati neophodni za
kvalitetno projektovanje zamenskih
kapaciteta za postoje}e kopove. Posle
detaljnih analiza, do{lo se do
konstatacije da se u planiranom roku ne
mo`e obezbediti zamenski kapacitet za
PK "Polje D", pa se pristupilo
iznala`enju prelaznog re{enja. To
Rezime
Kao najve}i povr{inski kop u RB "Kolubara", "Polje D" je uvek bio siguran
oslonac za ostvarenje energetskog bilansa, pa je proizvodnja uglja po pravilu bila
ve}a od one date bilansom. Ostvarena proizvodnja (koja odstupa od projektovane)
i o~ekivana proizvodnja, bitno menjaju projektna re{enja redosleda izlazaka
sistema iz rada kao i kraj otkopavanja uglja. Zbog toga je realno o~ekivati da svi
sistemi sa ovog povr{inskog kopa ranije iza|u iz proizvodnje, a da pri tome nisu
obezbe|eni uslovi za ostvarivanje energetskog bilansa, pa bi 2010. godina bila
kriti~na za proizvodnju uglja. Posle detaljnih analiza, do{lo se do konstatacije da
se u planiranom roku ne mo`e obezbediti zamenski kapacitet za povr{inski kop
"Polje D", pa se pristupilo iznala`enju prelaznog re{enja. To re{enje predstavlja
pro{irenje povr{inskog kopa "Polje D" na atar naseljenog mesta Vreoci. Me|utim,
zbog nastalih problema u Vreocima (nere{eni imovinsko-pravni odnosi),
prona|eno je re{enje za produ`etak veka rada povr{inskog kopa "Polje D"
pro{irivanjem eksploatacionih granica na njegovoj ju`noj strani (atar sela Zeoka,
odnosno "Polje E"), ~ime se uve}avaju eksploatacione granice uglja.
Klju~ne re~i: povr{inski kop, energetski bilans, proizvodnja uglja, prelazno
re{enje, pro{irenje eksploatacionih granica.
The Technology of Digging Spoil and Finding Coal in the Expanded
Soth Border of Operating Orf Pit “Field D”
Being the biggest open pit mine in ''Kolubara'' coal pit, the ore ''field D'' has
always been secure reliance for realization of power balance sheet, so according
to the rule coal production has been bigger than the one given in the balance
sheet. The accomplished production (which differs from designed) and anticipated
production significantly change project's solutions for sequence of systems going
out of production and the end of coal digging. On that account, it is realistic to
expect that all systems from the open pit will finish their production earlier and at
that conditions won't be provided for power balance sheet realization, so year
2010. will be critical for coal production. After detailed analysis, the conclusion is
reached that in planned deadline it is not possible to provide replacement capacity
for open pit ore ''field D",so transitional solution is sought. The solution represents
expansion of open pit ore ''field D" on the area of the village Vreoci. However,
because of current problems in Vreoci (unresolved property legal matters), the
solution has been found for extension of working time for ore ''field D" by
expanding operating borders at its south side (the area of village Zeoka,apropos
ore ''field E") which increases coal's operating borders.
Key words: open pit mine, power balance, coal production, transitional solution,
operating borders expansion.
re{enje predstavlja pro{irenje PK "Polje
D" na atar naseljenog mesta Vreoci
(uklju~uju}i i groblje), {to je obra|eno
kroz Idejni projekat sa studijom
[007]
opravdanosti pro{irenja granica
povr{inskog kopa "Polje D", koji je
prihva}en krajem 2005. god. Me|utim,
zbog nastalih problema sa MZ Vreoci,
energija
Slika 1 Ograni~enje povr{inskog kopa „Polje D“
Slika 2 Dispozicija transportera sa trakom sa rasporedom mehanizacije
na P.K. "Polje D"
koji su i sada aktuelni, prona|eno je
re{enje za produ`etak veka rada
povr{inskog kopa "Polje D"
pro{irivanjem eksploatacionih granica
na njegovoj ju`noj strani (atar sela
Zeoka, odnosno "Polje E"), ~ime se
uve}avaju eksploatacione rezerve uglja.
Dakle, pro{irenje povr{inskog kopa
"Polje D", u ovom trenutku, mogu}e je
na lokaciji "Ju`no krilo". Sa istoka
prostor je ograni~en usekom otvaranja
povr{inskog kopa "Polje D", sa zapada
parcelama koje su vlasni{tvo RB
Kolubare, a sa juga objektima
"Pomo}ne mehanizacije".
Ju`na granica povr{inskog kopa je
ve{ta~ka i odre|ena je pre svega bitno
druga~ijom morfologijom ugljenog
sloja, koji naglo zale`e ka jugu, a time
je i definisana granica drugog
geolo{kog polja - "Polje E".
Pro{irivanjem eksploatacionih granica
na ju`noj strani pove}avaju se
eksploatacione rezerve uglja, koje
obezbe|uju dovoljno dug period i za
razvoj PK "Polje E", koji predstavlja
zamenski kapacitet za "Polje D".
Krajem meseca novembra 2007. god.
izvr{ena je rekonstrukcija Ia BTO
sistema. Radovi na pro{irenju ju`ne
strane PK "Polje D" po~eli su
uklju~ivanjem rotornog bagera SRs
1200x22/2+VR(G-I) u rad na novoj
poziciji eta`nog transportera B.10, koji
je postavljen u ju`noj zavr{noj kosini
PK "Polje D" na eta`noj ravni 140-142.
[008]
U centralnom delu Republike Srbije,
zahvataju}i prostor zapadne [umadije,
izme|u naseljenih mesta Rudovaca na
istoku, Koceljeva na zapadu, Lajkovca
na jugu i Stepojevca na severu nalazi se
Kolubarski ugljeni basen.
P.K. „Polje D“ povr{ine oko 25 km2
zahvata centralni deo isto~nog dela
Kolubarskog ugljonosnog basena i
nalazi se na prostoru izme|u slede}ih
koordinatnih pravaca:
X1 = 4 919 000, na jugu
Y1 = 7 450 500, na istoku
X2 = 4 922 750, na severu
Y2 = 7 443 500, na zapadu
2. Geolo{ke karakteristike
otkrivke i le`i{ta uglja u ju`noj
zavr{noj kosini povr{inskog
kopa "Polje D"
Prostor koji obuhvata ju`na zavr{na
kosina povr{inskog kopa "Polje D"
izgra|uju tvorevine: paleozoika koje
~ine osnovu terena, ponta, ~iji su
sedimenti ekonomski najzna~ajniji u
okviru le`i{ta i kvartara koji ~ini
pokriva~ svim tvorevinama.
Ugljonosni sedimenti u ju`noj zavr{noj
kosini povr{inskog kopa "Polje D",
odnosno le`i{tu "Polja D", po aktuelnoj
podeli su miocenske starosti. Ravna i
mirna sedimentacija je jasno izra`ena,
tako da geolo{ka gra|a u ju`noj
zavr{noj kosini povr{inskog kopa "Polje
D", ima osnovne elemente geolo{ke
gra|e "Polja D".
Fundament le`i{ta uglja u ju`noj
zavr{noj kosini povr{inskog kopa "Polje
D" predstavljaju paleozojski {kriljci i
daciti, koji su u potpunosti ili delimi~no
raspadnuti. Preko ovih tvorevina zale`u
neogeni: peskovito-glinoviti sedimenti
panona i donjepontski sedimenti
predstavljeni glinom, kvarcnim peskom
i glinovitim peskom.
Na najve}em delu prostora koji
obuhvata ju`na zavr{na kosina
povr{inskog kopa "Polje D",
superpoziciono neposrednu podinu
uglja predstavlja glina, koja ima visoki
sadr`aj alevritske komponente, sivoplave boje mestimi~no sa sadr`ajem
ugljevite materije. Debljina ove gline se
kre}e od 3-15m, ~esto i vi{e.
U severnom delu prostora koji obuhvata
ju`na zavr{na kosina povr{inskog kopa
"Polje D" glavni ugljeni sloj (12) je
subhorizontalan, sa blagim tonjenjem
ka zapadu pod uglom 3-50, a u ju`nom
delu glavni ugljeni sloj se povija,
odnosno podvla~i u "Polje E" pod
uglom 20-250.
Debljina glavnog ugljenog sloja ima
promenljive vrednosti i raste od severa,
gde iznosi oko 15m, prema ju`nom delu
gde njegova debljina iznosi oko 50m.
Glavni ugljeni sloj je ispresecan
proslojcima jalovine, odnosno gline i
energija
zavr{na kosina povr{inskog kopa "Polje
D" erodovan i javlja se samo u
njegovom krajnjem ju`nom delu ("Polje
E"). Njegova debljina je od nekoliko
metara do 25m.
U podini glavnog ugljenog sloja nalazi
se vi{e podinskih proslojaka uglja
prose~ne debljine od nekoliko cm do
2m. Povlatu ugljenog sloja ~ine
gornjopontski sedimenti i to: peskovite
gline, peskovi i kvartarne gline, sa
proslojcima {ljunka i peska.
Glina, peskovita sive do sivoplave boje
(10a), superpoziciono je neposredna
povlata glavnog ugljenog sloja u delu
koji obuhvata ju`na zavr{na kosina
povr{inskog kopa "Polje D". Peskovi,
glinoviti, sivi i sivo`uti (9), re|e usled
sadr`aja gvo`|evite materije mogu
imati izra`enu crvenu boju,
predstavljaju dominantni ~lan povlatne
serije.
Glina, masna i peskovita, `utomrke boje
sa oolitima Fe i Mn (1), superpoziciono
zale`e iznad peskova glinovitih, sive i
sivo`ute boje (9). Kvartarne gline su
mahom zastupljene na celoj povr{ini
prostora koji obuhvata ju`na zavr{na
kosina povr{inskog kopa "Polje D".
Debljina kvartarne gline se kre}e od
5-10m, re|e i 20m. U glinama su re|i
proslojci kvarcnih peskova, a ~e{}e
terasnih {ljunkova koji direktno le`e
preko gornjopontskih sedimenata.
Na slici 3 dat je deo karakteristi~nog
popre~nog profila 7 448 250 i uzdu`nog
profila 4 919 000 kroz le`i{te uglja
("Polje D" i Polje "E")
Slika 3
ugljevite gline, ~ija se debljina kre}e od
nekoliko cm do par metara.
Litolo{ko-petrolo{ki ugalj je ksilitnog
tipa (trakast, drvenast i dopleritski),
mestimi~no pro{aran, odnosno u smeni
sa amorfnim (zemljastim) tipom uglja.
Povlatni ugljeni sloj (7) je najve}im
delom prostora koji obuhvata ju`na
[009]
3. Tehni~ko tejnolo{ko re{enje
otkopavanja otkrivke u ju`noj
zavr{noj kosini povr{inskog
kopa “Polje D”
Otkopavanje otkrivke, a zatim i uglja,
vr{i se postoje}om kontinualnom
mehanizacijom povr{inskog kopa "Polje
D". Krajem meseca novembra izvr{ena
je rekonstrukcija Ia BTO sistema,
odnosno postavljeni su transporteri na
nov polo`aj. Eta`ni transporter B.10
postavljen je u ju`noj zavr{noj kosini
povr{inskog kopa "Polja D", po~etne
du`ine 868m, sa niveletama pogonske i
povratne stanice 139-142. Du`
transportera B.10, rotorni bager
SRs1200x22/2+VR (G-I) otkopava
visinski blok, a delimi~no i dubinski
blok, da bi pri pomeranju transportera
oprema i mehanizacija bili na "zdravom
tlu". Po{to je u delu povratne stanice
transportera B.10 odlagali{te, nanete su
izolinije terena ispod postoje}eg
odlagali{ta, da bi se pravovremeno
obezbedilo spu{tanje nivelete povratnog
dela transportera B.10, prilikom
njegovog radijalnog pomeranja na
visinsku straniu. U I fazi otkopavanja
otkrivke, eta`ni transporter B.10
energija
Slika 4 Otkopavanje otkrivke u pro{irenju ju`ne zavr{ne kosine povr{inskog kopa "Polje D"
zadr`avaju}i po~etnu du`inu 868m,
radijalno se pomera oko pogonske
stanice sa koracima pomeranja na
povratnoj stanici od 60m, devet puta. U
IX polo`aju eta`ni transporter ima
nivelete pogonske i povratne stanice
139-133. Mase otkrivke koje }e bager
otkopati u I fazi visinski i dubinski
iznose 4 950 000 m3~m.
U X polo`aju izvr{i}e se dva
produ`etka eta`nog transportera B.10, a
time po~inje druga faza otkopavanja
otkrivke Ia BTO sistema. Prvi
produ`etak }e se izvesti od 60m, a
drugi od 42m, pri ~emu }e niveleta
povratne stanice biti 134. Pri
otkopavanju visinskih blokova za
omogu}avanje uslova za vr{enje
navedenih produ`etaka, vodi}e se
ra~una o ostavljanju 50m sigurnosnog
rastojanja od objekata "Pomo}ne
mehanizacije" i 30m od projektovanog
dalekovoda (zbog rudarskih radova u
pro{irenju ju`ne granice "Polja D",
postoje}i dalekovod se izme{ta na novu
poziciju). Pre po~etka ove faze, bi}e
iseljeni i sru{eni objekti na "Ju`nom
krilu". Eta`ni transporter se u II fazi
razvoja eta`e na otkrivci, pomera
radijalno prema zavr{noj ju`noj kosini
povr{inskog kopa "Polja D".
Transporter B.10, du`ine 970m, se
radijalno pomera oko pogonske stanice
sa korakom pomeranja na povratnoj
stanici prvi put od 55m i drugi put od
60m, sa izdizanjem nivelete povratne
stanice na 135-tu, pa 136-tu. U XII
polo`aju, transporter B.10 }e se
produ`iti tri puta: 42m, 60m, 42m, tako
da }e kona~na du`ina transportera biti
1114m, a niveleta povratne stanice 139.
Niveleta povratne stanice se podi`e
zbog visina ve}ih od dohvatne mo}i
rotornog bagera, koje ga o~ekuju u delu
povratne stanice eta`nog transportera
B.10. Sa ovom du`inom, transporter }e
se radijalno pomerati deset puta oko
pogonske stanice sa koracima
pomeranja od 60m na povratnoj stanici,
uz otkopavanje visinskih blokova, sve
do useka otvaranja "Polja D". Niveletu
povratne stanice 139-tu zadr`ava do
XVIII polo`aja B.10, da bi u svakom
slede}em polo`aju pri pomeranju
eta`nog transportera, niveleta povratne
stanice bila spu{tena po 2m, tako da su
u XXII polo`aju transportera B.10,
nivelete pogonske i povratne stanice
139-129. Du` transportera B.10, rotorni
bager otkopava dubinski blok spu{taju}i
oba transporta -4m, idu}i prema
povratnoj stanici. Transporter B.10 se
radijalno pomera u otkopani dubinski
blok, tako da }e niveleta povratne
stanice biti 125-ta, a G-I otkopava
visinski blok u niveleti {ine, otkrivaju}i
povlatu (125-tu - 130-tu) glavnog
ugljenog sloja. Du` XXIII polo`aja
eta`nog transportera B.10, rotorni bager
SRs 1200x22/2+VR (G-I) otkopava
dubinski blok spu{taju}i oba transporta
idu}i od polovine transportera prema
pogonskoj stanici dokle je to tehnolo{ki
mogu}e, po{to na 100m do pogonske
stanice B.10, transporter nema
dozvoljeni nagib. Na ovaj na~in,
omogu}eno je postavljanje transportera
B.10 u IV fazi, nakon ostvarivanja
uslova za spu{tanje nivelete veznog
transportera B.14. (To je slede}a, tre}a
faza otkopavanja otkrivke na Ia BTO
sistemu). Ovim radovima se zavr{ava II
[010]
faza otkopavanja otkrivke na Ia BTO
sistemu. U ovoj fazi bi}e otkopano
visinski i dubinski 4 100 000 m3~m.
Tre}a faza otkopavanja Ia BTO sistema,
odnosi se na otkopavanje blokova du`
veznog transportera B.14, ~ija je
po~etna du`ina 746m, sa niveletama
pogonske i povratne stanice 116-139.
Otkopavanjem dubinskih blokova du`
transportera B.14, niveleta povratne
stanice transportera B.14 se sukcesivno
spu{ta sa 139-ta, na 122-gu. Najpre,
rotorni bager SRs 1200x22/2+VR (G-I)
otkopava deo visinskog bloka idu}i od
polovine transportera prema povratnoj
stanici. Nakon toga, G- I otkopava
dubinski blok spu{taju}i oba transporta
-4m, a zatim i veliki transport -4m u
odnosu na mali transport. Sledi
radijalno pomeranje transportera B.14
oko pogonske stanice sa korakom
pomeranja 50m na povratnoj stanici, a
niveleta povratne stanice u II polo`aju
transportera B.14 je 131. Nakon toga,
G-I, otkopava visinski blok. Sledi
otkopavanje dubinskih blokova du` II
polo`aja transportera, tako {to bager
otkopava -4m spu{taju}i oba transporta
prema pogonskoj stanici, ali samo u
delu transportera koji ima dozvoljeni
nagib, s tim {to 250m do pogonske
stanice ne otkopava. Zatim spu{ta i
veliki transport -4m u odnosu na mali
transport, idu}i prema pogonskoj
stanici. Nakon toga, G-I, spu{ta i oba
transporta -4m prema povratnoj stanici
transportera B.14. Transporter se
radijalno pomera oko pogonske stanice
sa korakom pomeranja 50m na
povratnoj stanici, a niveleta povratne
stanice bi}e 129. Du` III polo`aja
energija
radijalno pomera
sa korakom
pomeranja 50m
na povratnoj
stanici, a
povratna stanica
je na niveleti
123. Du` IV
polo`aja
transportera
B.14, bager
otkopava
dubinski blok,
tako {to spu{ta
oba transporta 4m idu}i prema
pogonskoj
stanici, a zatim i
veliki transport 3m, tako|e
prema pogonskoj
stanici.
Transporter B.14
se radijalno
pomera oko
pogonske stanice
sa korakom
pomeranja 60m
na povratnoj
stanici, da bi
kona~no u V
polo`aju
transporter B.14
imao dozvoljeni
Slika 6 Razvoj eta`e Ia BTO sistema na otkrivci u II fazi u pro{irenju ju`ne granice eksploatacionog "Polja D"
nagib na celoj
du`ini. Nakon
toga, sledi samo
otkopavanje
visinskih
blokova, s tim
{to prilikom
rotacije oko
povratne stanice
bager spu{ta
niveletu za 1m,
tako da je u
slede}em, VI
polo`aju
transportera
B.14, niveleta
povratne stanice
122. Du` VI
polo`aja
transportera
B.14, bager
otkopava visinski
blok, a rotacijom
oko povratne
stanice,
omogu}ava se
rekonstrukcija
sistema, odnosno
uklapanje
transportera B.10
na pogonskom delu sa povratnim delom
transportera sledi otkopavanje visinskog Prema pogonskoj stanici, G-I spu{ta
bloka, pa otkopavanje dubinskog bloka
oba transporta -4m, ali samo na deonici transportera B.14 na niveleti 122. U III
fazi, rotorni bager G-I visinskim i
-4m prema povratnoj stanici spu{tanjem gde transporter ima dozvoljeni nagib
oba transporta, a zatim sledi i spu{tanje
(na delu transportera 250m do pogonske dubinskim radom otkopava
1 400 000 m3~m.
velikog transporta -2m u odnosu na
stanice, otkopavanje se ne vr{i zbog
mali transport prema povratnoj stanici.
neregularnog nagiba). Transporter se
IV faza nastaje posle skra}ivanja
Slika 5 Razvoj eta`e Ia BTO sistema na otkrivci u I fazi u pro{irenju ju`ne granice eksploatacionog "Polja D"
[011]
energija
transportera i
prema povratnoj
stanici, ve} se
otkopavanjem
samo visinskih
blokova otkriva
povlata uglja,
dok se na deonici
prema pogonskoj
stanici ugalj
otkriva i
otkopavanjem
delimi~no i
dubinskih
blokova i
spu{tanjem
transportera od
1m do 4m u
otkopane
dubinske
blokove. Razvoj
eta`e na
otkopavanju
otkrivke u
pro{irenju ju`ne
granice
povr{inskog kopa
"Polja D" dat je
do proizvodnje
otkrivke od
12 000 000
m3~m. Data
proizvodnja bi se
ostvarila na Ia
Slika 8 Razvoj eta`e Ia BTO sistema na otkrivci u IV fazi u pro{irenju ju`ne granice eksploatacionog "Polja D"
BTO sistemu
krajem 2009.
godine, a tada se
sti~u uslovi za
otkopavanje
uglja u pro{irenju
ju`ne granice
povr{inskog kopa
"Polja D". U IV
fazi je dato pet
radijalnih
pomeranja
eta`nog
transportera B.10
od polo`aja
XXIV do
polo`aja XXIX,
sa nepromenjenom du`inom
1125m, i
niveletama
pogonske i
povratne stanice
122-129 (u
zadnjem
polo`aju).
Visinskim i
dubinskim
otkopavanjem
otkrivke u ovoj
fazi dato je 1 950 000 m3~m.
veznog transportera B.14, 30m i
ova dva transportera. Transporter B.10
radijalnog pomeranja 36m na povratnoj
je du`ine 1125m, sa niveletama
Krajem 2009. god. u rad se uklju~uje i
stanici i nakon radijalnog pomeranja
pogonske i povratne stanice 122-125.
rotorni bager SRs 1200x24/4+VR (Geta`nog transportera B.10, 45m na
Slede otkopavanja visinskih i dubinskih IV), koji }e preuzeti otkopavanje eta`e
pogonskoj stanici i produ`etka od 12m
blokova do otkrivanja povlate glavnog
na otkrivci, a rotorni bager SRs
na pogonskom delu i nakon uklapanja
ugljenog sloja. Na sredi{njem delu
1200x22/2+VR (G-I), }e se uklju~iti u
Slika 7 Razvoj eta`e Ia BTO sistema na otkrivci u III fazi u pro{irenju ju`ne granice eksploatacionog "Polja D"
[012]
energija
otkopavanje uglja du` montiranog
eta`nog transportera BTU sistema,
du`ine 320m, sa niveletama pogonske i
povratne stanice 97-106. Montirani
vezni transporter BTU sistema je du`ine
1224m, a nivelete pogonske i povratne
stanice su 81-97. Bager }e u ~elu
povratne stanice eta`nog transportera
otkopavati visinske blokove stvaraju}i
uslove za produ`etke transportera, koji
}e se postavljati po podini glavnog
ugljenog sloja. Izvr{i}e se trinaest
produ`etaka po 60m. Nakon toga, bager
du` eta`nog transportera, ukupne
du`ine 1100m, otkopava visinski blok u
punoj {irini. Samo u ovom visinskom
bloku, rotorni bager SRs
1200x22/2+VR (G-I) otkopava 1 800
000 tRu.
Dalje sledi uobi~ajena tehnologija i na
otkopavanju otkrivke i na otkopavanju
uglja. Odlaganje otkrivke se vr{i na
prostor unutra{njeg odlagali{ta "Polja
D" preko veznih transportera i
odlagali{nog transportera C.3, do
odlaga~a A2RsB 3500x60+BRs (O-I).
4. Zaklju~ak
^injenica je da }e razvoj povr{inske
eksploatacije u predstoje}em periodu
(do 2020.god.), biti mnogo slo`eniji i
te`i nego do sada, jer je eksploatacija
uglja na PK "Tamnava - Isto~no polje"
ve} zavr{ena, a PK "Polje D" ulazi u
zavr{nu fazu eksploatacije. Situaciju
ote`ava i to da su uslovi eksploatacije
na povr{inskim kopovima koji
predstavljaju zamenske kapacitete
("Polje E" i "Ju`no polje") znatno
slo`eniji. Ta slo`enost se ogleda u ve}oj
dubini zaleganja, slo`enijoj morfologiji
ugljonosne serije, neophodnosti
selektivnog rada u mnogo ve}im
razmerama nego do sada, potrebi da se
postoje}a otkopna oprema
revitalizacijom i modernizacijom
osposobi za rad na novim kopovima,
obimnoj i slo`enijoj odbrani od
podzemnih voda nego do sada, potrebi
izme{tanja infrastrukturnih objekata i
re~nih tokova, ve}oj gustini
naseljenosti, ka{njenju u projektovanju i
nabavci dodatne opreme itd. Ovo su
samo najva`niji elementi problematike
koja se mora uspe{no re{avati da bi se
odr`ao kontinuitet u snabdevanju
ugljem TE "Nikola Tesla".
Pro{irenje povr{inskog kopa "Polje D",
u ovom trenutku, mogu}e je na lokaciji
"Ju`no krilo"(atar sela Zeoka, odnosno
deo prostora "Polja E"). Ju`na granica
povr{inskog kopa "Polje D" je ve{ta~ka
i odre|ena je pre svega bitno
druga~ijom morfologijom ugljenog
sloja, koji naglo zale`e ka jugu, a time
je i definisana granica drugog
geolo{kog polja - "Polje E". Prostor
koji }e se otkopavati u pro{irenju ju`ne
granice P.K. "Polje D", je sa istoka
ograni~en usekom otvaranja
povr{inskog kopa "Polje D", sa zapada
parcelama koje su vlasni{tvo RB
Kolubare, a sa juga objektima
"Pomo}ne mehanizacije". Severna
granica je povr{inski kop "Polje D", a
ona je postavljena tako da se otkopa sav
preostali ugalj prema "Polju D".
Na ovom podru~ju postoje dva ugljena
sloja: krovinski i glavni ugljeni sloj.
Povoljna okolnost je da je zemlji{te u
prostoru koji }e biti zahva}en rudarskim
radovima u pro{irenju u vlasni{tvu RB
"Kolubara" tako da nema tro{kova
eksproprijacije. Me|utim, sada je ve}
potrebno imati preciznu poziciju
objekata i doma}instava koje }e kasnije
zahvatiti PK "Polje E", da bi imali
precizan prikaz tro{kova
eksproprijacije, a za izradu
dokumentacije koja sledi, vr{e se
neophodna geodetska snimanja.
Pro{irivanjem eksploatacionih granica
na ju`noj strani pove}avaju se
eksploatacione rezerve uglja, koje
obezbe|uju dovoljno dug period i za
razvoj PK "Polje E", koji predstavlja
zamenski kapacitet za povr{inski kop
"Polje D".
Kada se obezbedi varijanta pro{irenja
"Polje D", na prostor MZ Vreoci,
proizvodnja }e se nastaviti u poznatim i
jo{ povoljnijim uslovima i sa uhodanom
tehnologijom, {to }e jo{ doprineti
razvoju "Polja E", (koje }e u}i u te`u
fazu eksploatacije), a time }e se
obezbediti i dalje kontinualno
snabdevanje termoelektrana dovoljnim
koli~inama uglja.
Literatura
Upro{}eni rudarski projekat
otkopavanja otkrivke i uglja u ju`noj
zavr{noj kosini povr{inskog kopa "Polje
D", Baro{evac, februar 2008. god.
Idejni program sa studijom
opravdanosti otvaranja i izgradnje
povr{inskog kopa "Polje E", Lazarevac,
mart 2007. god.
[013]
energija
Mr Milan Stojakovi}
@ivojin Jovanovi}, dipl. in`. rud.
RB Kolubara
UDC: 622.27 : 622.33.02
Upravljanje kvalitetom
uglja pri otkopavanju
slo`enih le`i{ta
vropa zna~ajan deo potreba za
elektri~nom energijom dobija
sagorevanjem ugljeva - lignita. Sa jedne
strane to su ugljevi koji obuhvataju
znatan udeo u ukupnim rezervama
uglja. Sa druge strane kvalitet ugljeva
lignita je takav da ga je najcelishodnije
koristiti za dobijanje elektri~ne energije.
Rezerve lignita kod nas su zna~ajne i
uglavnom se eksploati{u za potrebe
elektroprivrede u tri velika ugljena
basena: Kolubarski Kosovski i
Kostola~ki. Ukupna proizvodnja
ugljeva u republici Srbiji je reda 45 mil.
t. Najve}i proizvo|a~ uglja u Srbiji je
PD RB „ Kolubara ” koja na svoja ~etiri
povr{inska kopa trenutno proizvodi oko
30 mil. tona. Od ovog uglja se
proizvodi vi{e od 50% elektri~ne
energije u Republici Srbiji. Kolubarski
ugljeni basen prostire se na oko 600km2
povr{ine zahvataju}i delove tri op{tine:
Lazarevac, Ub i Lajkovac (slika 1 i 2).
Otkopavanje uglja povr{inskom
eksploatacijom zapo~eto je pre vi{e od
50 godina od „ Polja A”. Po~etak
eksploatacije uglja je uvek od
najpovoljnijijeg mesta za otvaranje
kopa pa se na taj na~in sa relativno
malo tro{kova dolazi do proizvodnje
uglja odnosno profita. Otkopavanje
jednog velikog le`i{ta kao {to je
Kolubarski se odvija tako {to se ono
podeli na eksploataciona polja odnosno
pojedine povr{ine kopove.
Do sada su se u Kolubari otkopavali
uglavnom pli}i delovi le`i{ta sa
jednostavnijom geolo{kom gra|om.
Me|utim vi{egodi{njim otkopavanjem
iscrpljeni su plitki delovi le`i{ta pa je
na red za otkopavanje do{ao i deo
le`i{ta gde ugalj znatno dublje zale`e i
gde je geolo{ka gra|a sloja znatno
slo`enija. U takvim uslovima pove}ava
se koli~ina otkrivke odnosno koeficijent
otkrivke Ko, zatim koli~ina vode koja
E
Rezime
Otkopavanje le`i{ta uglja po~inju uglavnom od najboljih delova. Me|utim kada se
otkopaju najbolji delovi na red dolaze i oni delovi le`i{ta gde je ugalj lo{ijeg
kvaliteta raslojen nizom proslojaka. Problem nastaje u uslovima kada opremom
predvi|enom za otkopavanje i proizvodnju u dobrim uslovima struje treba posti}i
tehni~ki prihvatljive efekte. Ovaj rad bi sa jedne strane objasnio kakva je priroda
te{ko}a u ostvarivanju potrebnog kvaliteta i kapaciteta uglja. Sa druge strane na
osnovukaraktera problema mogu}e puteve re{avanja te{ko}a.
Klju~ne re~i: otkopavanje, le`i{te uglja, kvalitet uglja.
Management of Coal Quality During the Excavation of the Complex
Deposit
The excavation of coal generally starts from the best parts of deposit. However
when we finish with good quality ofcoal we have to excavate parts of deposit with
lower quality coal. Usualy coal is interbeded with seems of clay and sand. The
problem begins when we should achive technically acceptable effects with the
equpment which is sutable for excavation and production coal in good conditions.
In a way this paper sbould explane the nature of difficulties of gaining a necessary
quantity and quality of coal. On the ather hand the problem should allow us to
predict the way of handling this difficulties.
Key words: excavation, coal deposit, quality of coal.
gravitira ka depresiji kopa. Odlagali{ni
prostor postaje problem, kao i
Slika 1
[014]
ostvarivanje potrebnog kvaliteta uglja.
Ugalj je tokom geolo{ke istorije
energija
Slika 2
Slika 3 Tehnolo{ka {ema selektivnog otkopavanja uglja i jalovine uz
pomo} „ F ” trake
Slika 4 Polo`aj „ F ” trake pri otkopavanju uglja
nastajao deponovanjem drvne mase
tada{njih eko sistema pod vrlo
promenljivim uslovima sedimentacije.
Zbog toga je ugljeni sloj ~esto raslojen
proslojcima jalovine koju ~ine peskovi i
gline. Principi re{avanja problema
otvaranja potrebnog kvaliteta uglja u
uslovima raslojenih ugljenih slojeva su
re{eni uglavnom na dva na~ina. Jedan
na~in je selektivno otkopavanje uglja i
otkrivke, a gde to nije mogu}e,
uvo|enje procesa homogenizacije. Za
oba na~ina re{avanje ovog problema
primenjuje se specifi~an na~in
[015]
eksploatacije i
njima adekvatna
oprema, koja je
razvijena upravo
za te svrhe.
Problem nastaje
onda kada iz dela
le`i{ta sa
neraslojene gra|e
u|ete u raslojeni
deo ugljene
serije, a pri tome
imate opremu i
tehnolo{ka
re{enja
prilago|ena
pre|a{njim
dobrim uslovima
sredine. Dakle
problem treba
re{avati, a da se pri tome ne remeti
teku}a proizvodnja. Takav problem se
recimo desio na povr{inskom kopu
„Tamnava - Isto~no polje” , pre ne{to
vi{e od deset godina. Problem su ~inile
dve stvari. Jedno je deo ugljenog sloja sa
jasno razdvojenim proslojkom gline
ve}im od 0,5m i drugi deo ugljenog sloja
gde se naizmeni~no proslojci „ ugljevite
gline” i glinovitog uglja od po par
santimetara. Ovaj deo sloja se po boji
nije razlikovao od uglja ali mu je i
toplotna vrednost bila polovina toplotne
vrednosti uglja koga smo do tada
otkopavali. Problem je re{en tako {to je
za selektivan rad konstruisan novi ure|aj,
a tehnologija transporta i odlaganja
donekle izmenjena (slika 3, 4, 5, 6 i 7).
Otkopavanje uglja gde se moglo raditi
selektivno re{en je procesom
homogenizacije na samom kopu. Ili je
homogenizacija obavljana pri kopanju
odgovaraju}om podelom visine
podeta`e ili radom dva ili vi{e bagera.
Na opisani na~in je na povr{inskom
kopu
„Tamnava - Isto~no polje” otkopavan
ugalj do kraja rada kopa. Me|utim oba
procesa dovode do pada kapaciteta
bagera. Kod selektivnog rada nema
proizvodnje uglja za vreme
otkopavanja, transporta i odlaganja
proslojaka.
Dakle, imamo pad koef. vremenskog
iskori{}enja. Pored toga kod
otkopavanja podeta`e visine manja od
0,5 D dolazi do pada kapaciteta
direktno proporcionalno smanjenju
visine podeta`e.
Kod otkopavanja gline nije potrebna
velika rezna sila i veliki broj malih
ka{ika ni velika brzina rezanja {to je
kod uglja neophodno. Dakle ukoliko
imamo bager sa stalnom brzinom
okretanja radnog to~ka do}i }e do
problema istresanja gline koja je
lepljiva, {to tako|e uti~e na kapacitet.
Ugljevi razli~itog kvaliteta se me{aju.
Izborom kapaciteta bagera ostvaruje se
energija
Slika 5 Polo`aj „ F ” trake pri otkopavanju proslojka
Slika 6 Dijagram pove}anja vremena otkopavanja pri selektivnom radu
Slika 7 Zavisnost kapaciteta rotornog bagera od visine reza SchRs 630 25/6
Slika 8 Zavisnost toplotne mo}i uglja od sadr`aja gline
[016]
potreban kvalitet, pa se mo`e izraziti
formulom:
gde je : K - kvalitet kompozita
K1, 2, 3 - kvalitet uglja na
pojedinim bagerima
Q1, 2, 3 - kapacitet pojedinih
bagera
Pri procesu homogenizacije bager koji
otkopava ugalj lo{eg kvaliteta mora da
smanji kapacitet toliko da se dobije
zadati kvalitet. Ova dva procesa,
selektivan rad i homogenizacija,
kojima se ostvaruje zadat kvalitet uglja
dovodi do pada proizvodnje bagera
kako je opisano (tabela 1).
Dakle ukoliko ho}emo da zadr`imo
nivo proizvodnje moramo pove}avati
kapacitete opreme naravno kupovinom
novih bagera. Me|utim raspored i
veli~ina slojeva uglja i proslojaka
jalovine variraju bukvalno od metra do
metra du`ine i {irine bloka. Zbog toga
je spomenuta podela ugljenog sloja u
Tamnavi - Istok samo primer dva dela,
iste karakteristike raslojenosti. Me|utim
izme|u ova dva kako sam ih nazvao
polja ima ~itav spektar slojnih
kombinacija proslojaka jalovine i
slojeva uglja. Kako je ve} re~eno ugalj
nije nastajao prema na{im potrebama i
`eljama ve} prema prirodnim zakonima
sedimentacije. U celom lancu operacije
koji rezultira proizvodnjom elektri~ne
energije, koji po~inje otkopavanjem
otkrivke, a zavr{ava se sagorevanjem
uglja u T.E., samo je le`i{te
nepromenljivo.
Imaju}i u vidu predhodne fakte a
respektuju}i ~injenicu da se smanjenjem
visine slijeva koje rotorni bager
otkopava smanjuje i njegov kapacitet
postavlja se pitanje do koje mo}nosti
proslojaka i njihovog broja ima smisla
otkopavati ugalj. Drugi problem koji se
javlja je razbla`enje i gubici u uglju, {to
je posebno izra`eno kod otkopavanja
slojeva male mo}nosti. Kod bilo kog
otkopavanja kada imamo kontakt dva
materijala ugalj i jalovinu dolazi do
procesa razbla`enja ili gubitaka ili oba
istovremeno. Razbla`enje nastaje onda
kada se sa ugljem otkopa i deo jalove
mase koja smanjuje kvalitet. Zavisnost
toplotne mo}i uglja zavisno od sadr`aja
gline data je na slici 8.
Kod otkopavanja slojeva uglja male
mo}nosti procenat razbla`enja je u
dnosu na normalan rez visine 0,5D
znatno ve}i. Pored toga kod manjih
mo}nosti sloja uglja koji se otkopava da
bi se kompenzovao pad kapaciteta
pove}ava se debljina odreska odnosno
nastup {to dovodi do stvaranja ve}ih „
grebena” prema formuli.
energija
Tabela 1
Slika 9 Stvaranje pragova pri selektivnom radu rotornog bagera
Slika 10 Formiranje ~eone kosine rotornog bagera
Slika 11 Alogaritam izbora na~ina rada
povr{inskih kopova i T.E.
Pored toga razbla`enje nastaje i pri
formiranju ~eone kosine (slika 10).
Ugao ~eone kosine treba da je {to ve}i
jer omogu}ava ve}u du`inu reza bagera
{to smanjuje broj pomo}nih operacija
pri otkopavanju jednog bloka. Me|utim
ukoliko se formira strma ~eona kosina
dole i tako|e do otkopavanja dela
jalovine sa otkopavanjem uglja.
Ukoliko se radi o
kosim slojevima ili
slojevima nejednake
mo}nosti problem je
znatno
komplikovaniji.
Principijelno dolazi do jo{ ve}eg
gubitka uglja pada njegovog kvaliteta
kao i do pada kapaciteta bagera.
Ukoliko ho}emo da obuhvatimo sve
uticajne elemente, treba uzeti u obzir i
oscilacije katarke radnog to~ka. Sve
ovo va`i samo za horizontalne slojeve.
Imaju}i u vidu predhodno iznete
~injenice pitanje je kakva bi bila
mogu}a re{enja ovog problema. Pri
[017]
tome treba naglasiti
da su ovakvi
problemi ve}
uveliko re{eni u
nizu zemalja. Dakle
prilago|ena je
tehnologija rada kao
i sve mehanizacije i
oprema od odkopne
i transportne
mehanitzacije za pripremu mineralnih
sirovina (homogenizaciju) i opremu za
proizvodnju struje u termoelektranama.
Polaze}i od ~injenice da je svako le`i{te
specifi~no a pri tome nepromenljivo
treba iz primenjenih re{enja izabrati
najprihvatljivije.
Na slici 11 dat je predlog alogaritma
odlu~ivanja koji obuhvata vi{e
eksploatacionih polja u uslovima kada
se mo`e odr`avati potreban kvalitet i
momentu kada to vi{e nije mogu}e. Od
tog trenutka mora se promeniti
karakteristika kotla T.E. tako da mo`e
uspe{no da sagoreva ugalj ni`eg
kvaliteta.
Alogaritam re{avanja problema bio bi
slede}i (slika 11).
Literatura
Dr Vuk Radi{i} i Mr Andrija Lazi} Kapacitet rotornog bagera u
selektivnom radu - stru~ni rad;
energija
Zoran Ili} - Uticaj visine reza na
kapacitet rotornih bagera anga`ovanih
na povr{inskom kopu „ Tamnava Isto~no polje”;
R. Mevorah, N. Amaxis - enyeneers P.
Findikahis - matematician - Modelling
of the lignite - Waste Material Mixing
during selective mining with B WEs
And computer Aided Design of Plan
and Cross Section for the Examined
Operation
M. Stojakovi} - Metodika upravljanja
kvalitetom uglja na povr{inskom kopu
„Tamnava - Isto~no polje” Magistarski rad;
Dokumentacija PD RB „ Kolubara ”,
d.o.o. :
Dejan Bogdanovi}, Silvana Ili}, Dragi{a Stanujki}
Fakultet za menad`ment u Zaje~aru
UDC: 622.272 : 334.722 (497.11)
Osnovni ciljevi projekta
restrukturiranja i
privatizacije
JP PEU - Resavica
Rezime
Cilj ovog rada je definisanje osnovnih ciljeva restrukturiranja i privatizacije Javnog
preduze}a za podzemnu eksploataciju uglja Resavica (JP PEU – Resavica). Javno
preduze}e za podzemnu eksploataciju uglja Resavica je jedno od preduze}a koje
Vlada Republike Srbije subvencionira i stara se o njenom normalnom
funkionisanju. Kao i ostala preduze}a, ovo preduze}e predstavlja jedan glomazan
sistem koji je neophodno restrukturirati pre vlasni~ke tranformacije. Primarna
strategija restrukturiranja i privatizacije JP PEU Resavica treba da bude
finansijsko i organizaciono restrukturiranje koje }e omogu}iti prodaju JP PEU kao
jedinstvenog preduze}a, putem javnog tendera. Ukoliko ne uspe realizacija
Primarne strategije, pristupilo bi se realizaciji Alternativne strategije – prodaja
pojedina~nih rudnika, kao imovine JP PEU – Resavica.
Osnovni ciljevi projekta restrukturiranja i privatizacije JP PEU – Resavica su
slede}i: porast prihoda preduze}a; uspostavljanje nove organizacione strukture;
ostvarivanje ve}e efikasnosti rada (menad`ment, organizacija, prihod, upravljanje);
podsticaj rasta investicija na doma}em tr`i{tu; vra}anje dugova preduze}a;
pove}anje konkuretnosti i ukidanje monopola na tr`i{tu i stvaranje uslova da se
ostvari vlasni~ka transformacija, tj. privatizacija.
U radu su detaljno obra|eni svi navedeni ciljevi i njihov uticaj na dalju sudbinu JP
PEU – Resavica. Krajnji i osnovni cilj je da JP PEU – Resavica opstane, s obzirom
da je to preduze}e danas vrlo va`an ~inioc energetske stabilnosti na{e zemlje, a to
treba da bude i u budu}nosti.
Klju~ne re~i: Restrukturiranje, projekat, javno preduze}e.
Primary Objectives of Project of Restructuration and Privatization of
JP PEU - Resavica
In this paper is done a definition of primary objectives of project of restructuration
and privatization of Public company for underground exploitation of coal Resavica
(JP PEU – Resavica). Public Company for underground coal exploatation Resavica
is one among companies wich is subventioned by Serbian Goverment. This company
is very ponderous system like other public companies in Serbia and it needs
restructuration prior to privatization. Primary strategy of restructuration and
privatization of JP PEU – Resavica is financial and organizational restructuration
in order to sale the company as one by public tender. If this strategy fail, there is
the Alternative strategy – sale one by one individual mines as property of JP PEU –
Resavica. Anyway, the primary objectives of project of restructuration and
privatization of JP PEU – Resavica are the following: income growth of company,
re-establish of new organization structure, efficiency growth by changes in
organization (management, organization, income), investment growth on domestic
market by proper restructuration proceeding, debt repay of compny, higher
competitivness and annihilation of market monopoly of the company, proprietary
transformation i.e. privatization of company by work transition. In the paper are
given the detailed overview of above mentioned objectives and their impact on JP
PEU – Resavica in future. The final and basic objective is subsistence of JP PEU –
Resavica, considering that it is very important factor of energy stability in our
country now and it shoud remain so in future, too.
Key words: Restructuration, project, public company.
[018]
energija
1. Uvod
Javna preduze}a moraju postati mnogo
efikasnija, a da bi se to ostvarilo,
potrebno je re{iti njihov vlasni~ki
status. One moraju poslovati na tr`i{tu
u uslovima konkurencije, koje }e biti
obezbe|ene eliminisanjem
administrativnih i prirodnih monopola.
Privatizaciji javnih preduze}a treba
pristupiti oprezno imaju}i u vidu
slede}e ~injenice:
1. javna preduze}a imaju ogroman
zna~aj za normalno funkcionisanje
privrede Srbije, jer predstavljaju
osnovne infrastrukturne delatnosti,
2. javna prezu}a naj~e{}e imaju
karakter monopolskih preduze}a,
3. ona kontroli{u relativno veliko
doma}e tr`i{te,
4. javna preduze}a imaju velike
probleme u svakodnevnom
poslovanju,
5. javna preduze}a imaju status
partijskih preduze}a.
Javno preduze}e za podzemnu
eksploataciju uglja Resavica (JP PEU
Resavica) je jedno od preduze}a koje
Vlada Republike Srbije subvencionira i
stara se o njenom normalnom
funkionisanju. Kao i ostala preduze}a,
ovo preduze}e predstavlja jedan
glomazan sistem koji je neophodno
restrukturirati pre vlasni~ke
tranformacije. U sastavu JP PEU
Resavica nalaze se 8 rudnika uglja
{irom Republike Srbije (Rudnik
antracita "Vr{ka ^uka" – Avramica,
Ibarski rudnici kamenog uglja –
Baljevac, Rudnik mrkog uglja
"Rembas" – Resavica, Rudnik mrkog
uglja "Bogovina" – Bogovina, Rudnik
mrkog uglja "Soko" – Soko banja,
Rudnik mrkog uglja "Jasenovac" –
Krepoljin, Rudnik lignita "Lubnica" –
Lubnica, Rudnik lignita "[tavalj" –
[tavalj, i Aleksina~ki rudnik –
Aleksina~ki rudnik, koji izvodi rudarske
investicione radove u ostalim delovima
preduze}a) i svaki predstavlja celinu za
sebe o kome mora da se vodi ra~una
pojedina~no u procesu restrukturiranja.
Na kraju tu je i samo preduze}e JP PEU
Resavica kao celina, koje treba da se
sagleda kao jedinstven pravni subjekat
u procesu restrukturiranja. Kao
proizvo|a~ uglja, JP PEU Resavica je
vrlo va`an ~inioc energetske stabilnosti
na{e zemlje, s obzirom da na{a zemlja
ne proizvodi dovoljno uglja, pa se
zna~ajne koli~ine ovog energenta uvozi.
Trenutno stanje preduze}a karakteri{e
slede}e:
1. ogromni dugovi ugro`avaju opstanak
preduze}a i bezbednost rada u
jamama,
2. nedovoljne subvencije uzrokuju
svakodnevno uve}anje dugovanja, pa
usled nemogu}nosti odr`avanja
likvidnosti mo`e do}i do potpunog
prestanka rada preduze}a usled
problema sa nabavkom osnovnih
repromaterijala,
3. preduze}e ne mo`e da isfinansira
remont elektro-opreme koja je stara i
preko 20 godina i postaje rizi~na za
rad u metanskim re`imima rada,
4. usled nesprovo|enja odluke Vlade
Republike Srbije o re{avanju
nepla}enih doprinosa, zaposleni ne
mogu da se penzioni{u, {to dodatno
optere}uje poslovanje,
5. Fond zdravstvenog osiguranja ne
prenosi sredstva za isplatu bolovanja,
{to izaziva ogromne tenzije unutar
preduze}a.
2. Proces restrukturisanja
Proces restrukturiranja sprovodi
Agencija za privatizaciju, odnosno
Centar za restrukturiranje, uz podr{ku
doma}ih i stranih konsultanata i u
saradnji sa preduze}ima.
Restrukturiranje u procesu privatizacije
podrazumeva [1]:
1. statusno i organizaciono
restrukturiranje preduze}a, odnosno
njihovih delova;
2. finansijsko restrukturiranje (razli~iti
na~ini re{enja problema duga);
3. smanjenje broja zaposlenih (izrada i
sprovo|enje socijalnog programa);
4. privatizacija (prodaja kapitala).
Restrukturiranje je slo`en i dugoro~an
proces. Osnovne faze restrukturiranja
[2] su:
1. analiza stanja (izbor konsultanta i
ocena dosada{njeg poslovanja
preduze}a, finansijsko stanje kao i
procenu vrednosti kapitala,
2. izrada, usvajanje i sprovo|enje
programa restrukturiranja (plan
re{avanja finansijskih,
organizacionih, socijalnih i
ekonomskih programa za
sprovo|enje procesa privatizacije),
3. postupak prodaje (tenderska ili
akciona prodaja).
3. Osnovni ciljevi
restrukturisanja privatizacije JP
PEU Resavica
Osnovni ciljevi projekta restrukturiranja
i privatizacije JP PEU Resavica su
slede}i:
1 da do|e do rasta prihoda preduze}a;
2. da se uspostavi nova organizaciona
struktura;
3. da se promenama u organizaciji
preduze}a ostvari ve}a efikasnost
rada (menad`ment, organizacija,
prihod, upravljanje);
4. da se pravilnim postupkom
restrukturiranja podsti~e rast
investicija na doma}em tr`i{tu;
[019]
5. da se adekvatnim procesom i
pravilnim postupkom restrukturiranja
vrate dugovi preduze}a;
6. da se kroz restrukturiranje preduze}a
pove}a konkuretnosti i ukine
monopol na tr`i{tu;
7. da promene u poslovanju stvore
uslove da se ostvari vlasni~ka
transformacija, tj. privatizacija.
Nakon objavljivanja prospekta
preduze}a, Agencija za privatizaciju je
pokrenula postupak restrukturiranja
ovog preduze}a i pozvala dr`avne i
ostale poverioce da prijave svoja
potra`ivanja sa stanjem na dan 31.
decembar 2004. godine. Nakon prispe}a
prijava potra`ivanja dr`avnih i ostalih
poverilaca radi otpusta, potpisani su
odgovaraju}i zapisnici o usagla{enom
stanju obaveza na dan 31.12.2004.
godine. Obaveze JP PEU na dan
30.06.2006. godine iznosile su oko 36
miliona EUR, nakon otpusta
potra`ivanja dr`avnih i ostalih
poverilaca. Knjigovodstvena vrednost
kapitala, pri takvim obavezama, iznosila
je oko 30 miliona EUR. To je sigurno
nerealna vrednost kapitala. Mala je
verovatno}a da bi se na{ao kupac koji
bi preuzeo Preduze}e sa oko 36 miliona
EUR obaveza i koji bi, pri tome, platio
~ak i simboli~nu cenu za kapital. Ovo
pre svega {to se u JP PEU mora i
investirati najmanje oko 30 miliona
EUR, da bi, uz druge mere, Preduze}e
po~elo da ostvaruje dobit. Stoga treba
nastojati da se dodatno smanji
zadu`enost JP PEU, kroz dodatni otpust
i/ili otpis dugova prema dr`avnim
poveriocima. Nakon dodatnog
redukovanja dugova JP PEU do iznosa
od 24,8 miliona EUR, kapital Preduze}a
bi sigurno imao pozitivnu vrednost.
Odnosno, moglo bi se tada o~ekivati da
}e se na}i investitor koji }e platiti
izvestan iznos za kapital, investirati u
Preduze}e oko 30 miliona EUR i
osposobiti ga da servisira preostale
obaveze od oko 24,8 miliona EUR.
Pove}anje stepena poslovne
samostalnosti i odgovornost rudnika od
izuzetne je va`nosti u okviru mera koje
treba da dovedu do ostvarenja
maksimalne mogu}e produktivnosti i
ekonomi~nosti, {to je osnovna
predpostavka za opstanak rudnika. U
restrukturiranju JP PEU Resavica
mo`emo i primeniti razli~ite metode
organizovanja samog preduze}a, tako
da mo`emo izvr{iti i decentralizaciju JP
PEU Reavica tj. da se organizuje
samostalnost u poslovanju i
odgovornost za poslovne rezultate
svakog rudnika pojedina~no. Ova
samostalnost mo`e se u JP PEU
Resavica ostvariti izborom i
realizacijom jednog od slede}ih
mogu}ih na~ina reorganizovanja u
restrukturiranju:
energija
1. davanje rudnicima status "tro{kovnih
centara",
2. kompletiranje delova preduze}a
obele`jima poslovne samostalnosti,
3. davanje statusa zavisnog preduze}a
unutar JP PEU rudnicima (i drugim
delovima JP PEU Resavica),
4. podela JP PEU Resavica na potpuno
samostalna preduze}a.
Uspostavljanje rudnika kao tro{kovnih
centara prvenstveno zna~i da su rudnici
odgovorni za ostvareni oblik
proizvodnje i kvalitet, uz kontrolu
tro{kova. Slu`ba prodaje je
centralizovana. Direktori rudnika bili bi
dodatno motivisani da dostignu
planirani obim proizvodnje, kvaliteta i
tro{kova. Svi zaposleni imaju imperativ
da vode ra~una o tro{kovima i glavna
preokupacija u poslu je smanjenje
tro{kova.
Ukoliko bi bio odabran model
reorganizovanja JP PEU Resavica kroz
poslovno finansijsko kompletiranje
rudnika kao delova preduze}a sa
posebnim podra~unom, rudnici bi
trebali da dobiju u nadle`nost apsolutno
sve poslovne funkcije, izuzev da
odlu~uju o investicijama. To zna~i da bi
rudnici donosili sve poslovne odluke u
okviru proizvodnje, nabavke i prodaje i
kadrova, pri ~emu bi i raspolagali
sredstvima sa svog podra~una, u okviru
ra~una preduze}a. Na podra~unima bi
se vodila i sredstva koja dr`ava daje
rudnicima u vidu subvencija.
Subvencije bi se plasirale posebno za
svaki rudnik i u planiranim iznosima
distribuirale na podra~une rudnika.
Dobra osobina ovakvih "delova
preduze}a" sa potpunim poslovnim
funkcijama (tzv. "profitni centri") je to
da u takvim profitnim centrima deluju
podsticaji za ve}u efikasnost u svakom
pogledu. Ekonomski polo`aj svih
zaposlenih u profitnom centru, posebno
njegovog poslovodstva, zavisi
isklju~ivo od ostvarenja planiranih
rezultata. Osnovna slabost "profitnih
centara" je u tome da se tokom vremena
popu{ta u primeni pravila o
odgovornosti profitnih centara za
sopstvene rezultate, njihovi podra~uni
prestaju da funkcioni{u i status "dela
preduze}a" sa posebnim obra~unom
gubi smisao, sem {to slu`i za
evidencione svrhe.
Organizaciono – statusne promene kroz
davanje rudnicima statusa zavisnog
preduze}a unutar JP PEU Resavica,
izvelo bi se tako {to bi JP PEU kao
mati~no preduze}e osnovalo svaki od
rudnika kao svoje zavisno preduze}e u
skladu sa ~lanom 19. Zakona o Javnim
preduze}ima. Poslovna samostalnost
zavisnih preduze}a JP PEU Resavica
bila bi nesporna. Ona je zasnovana na
samom Zakonu o preduze}ima jer su
zavisna preduze}a "zavisna" samo po
osnovu vlasni{tva nad njihovim
kapitalom koje pripada osniva~u, a u
poslovanju i pravnom prometu su
"zavisna" preduze}a potpuno
samostalna. Ovakav model
reorganizovanja JP PEU Resavica ima
prednosti nad modelom formiranja
"profitnih centara", upravo zbog jo{
ve}e samostalnosti i odgovornosti
zavisnih preduze}a. ^injenica da bi
zavisnim preduze}ima, kao "vlasnik"
ipak upravljalo mati~no preduze}e JP
PEU Resavica ima i dobre i lo{e strane.
Dobra je ta {to je rudnicima za
podzemnu eksploataciju uglja, zbog
te{kog polo`aja u kome se nalaze,
potrebna jedinstvena poslovna politika,
a u najmanju ruku jedinstvena razvojna
politika koja bi bila vo|ena u okviru
mati~nog preduze}a. Slaba strana
modela mati~no – zavisna preduze}a je
u tome {to se ~ak i kod ovih
organizaciono - statusnih preduze}a
posle odre|enog vremena vr{i raspodela
sredstava izme|u zavisnih preduze}a,
svojevrsno interno subvencioniranje,
koje deluje destimulativno.
Podela JP PEU Resavica na potpuno
samostalna preduze}a nebi imala
slabosti koje ima model "Davanje
rudnicima statusa zavisnog preduze}a
unutar JP PEU – Resavica". Tom
modelu bi me|utim nedostajala
institucija koja bi optimalno vodila
jedinstveno poslovnu politiku za sve
rudnike, {to je u prethodnom slu~aju
uloga mati~nog preduze}a. Me|utim, u
slu~aju podele JP PEU Resavica na
potpuno samostalna preduze}a,
strate{ke odluke relevantne za sve
rudnike mogle bi, umesto mati~nog
preduze}a, da donosi posebna dru{tvena
institucija za rudnike za podzemnu
eksploataciju uglja formirana pri
Ministarstvu rudarstva i energetike.
[to se ti~e ostvarenja ve}e efikasnosti
rada, menad`ment i zaposleni trebaju
biti posve}eni {to boljoj organizaciji i
iznala`enju adekvatne organizacione
strukture koja je specifi~na za svaki
rudnik u sastavu JP PEU Resavica.
Imperativ je da svi direktori rudnika
postanu i menad`eri koji }e izna}i
mogu}nost da se njihovi rudnici {to
bolje i adekvatnije priprema za proces
vlasni~ke transformacije.
Kada se govori o cilju podsticanja
investicija na doma}em tr`i{tu, da bi se
jedno preduze}e kao {to je JP PEU
Resavica podstaklo da normalno
funkcioni{e na tr`i{nim principima,
neophodno je da se podstaknu i
odre|ene investicije, a nara~ito u
rudnicima gde vi{e godina nije ulo`en
ni jedan dinar u plan i program
investicija.
Bez adekvatnih investicija program
restrukturiranja je obesmi{ljen. U
rudarstvu investicije predstavljaju
[020]
osnovnu polugu pomo}u koje se
ostvaruje proizvodnja uglja. Kriza koja
je bila ranijih godina dovela je do toga
da se investicije potpuno obustave i da
se ugalj kopa samo iz ve} ranijih godina
pripremljenih prostorija, ~ak se ugalj
vadi iz starih radova. Ovim procesom
restrukturiranja, da bi se pripremalo
preduze}e za vlasni~ku transformaciju
kao kona~ni cilj, mora se razlikovati
odre|ene investicije.
Cilj da se vrate dugovi preduze}a je
usko povezan sa prvim ciljem – rastom
prihoda. Naime, po{to JP PEU Resavica
ima ogromne obaveze, kako prema
dr`avnim subjektima (javna preduze}a,
Poreska uprava, Republi~ki fond za
penzijsko i invalidsko osiguranje,
Republi~ki zavod za zdravstveno
osiguranje, Republi~ka direkcija za
robne rezerve, Fond za razvoj
Republike Srbije) tako i prema kupcima
i dobavlja~ima, ovim procesom
restrukturiranja nalazise na~in kako da
se te obaveze zavr{e.
Deo obaveza se otpisuje (glavnica duga,
pripadaju}e kamate ili potra`ivanja) deo
duga se otpu{ta. Kada bude izvr{en
proces privatizacije iz ostvarene mase
namiri}e se kako dr`avni subjekti tako i
kupci i dobavlja~i.
Kada se misli na porast konkurentnosti i
smanjivanje monopola, tu treba re}i da
su Javna preduze}a do po~etka procesa
privatizacije i restrukturiranja bila
apsolutni monopolisti. Monopol je
javnim preduze}ima dao privid la`ne
sigurnosti i mo}i, koji se kao bumerang
vratio i u procesu privatizacije i
restrukturiranja, otkrio sve sve slabosti
tih preduze}a.
JP PEU Resavica tako|e je imao
monopolisti~ku ulogu na tr`i{tu Srbije.
Restrukturiranjem i privatizacijom
dolazi do stabilizacije preduze}a i ono
je primorano da se okrene tr`i{noj
privredi i konkurenciji. Danas u Srbiji
sve vi{e se uvozi ugalj iz Bosne, Rusije,
Belorusije, Ukrajne, Bugarske. JP PEU
Resavica kada iza|e iz procesa
restrukturiranja i privatizacije mora da
bude spreman da izdr`i pritisak
slobodnog uvoza uglja, kako u tr`i{nim
cenama, tako i u kvalitetu uglja.
Na kraju, {ansa dru{tvene svojine na
ovim prostorima je u vlasni~koj
transformaciji, odnosno privatizaciji.
Protivnici restrukturiranja i privatizacije
JP PEU Resavica zagovaraju tezu da se
ve}ina rudnika u svetu subvencionira od
strane dr`ave i da je nemogu}e da bilo
koji rudnik uglja u sastavu JP PEU
Resavica mo`e da bude privatizovan i
da normalno radi i ostvaruje prihod.
Me|utim, pravilnim postupkom i
programom restrukturiranja rudnici se
mogu adekvatno pripremiti za vlasni~ku
transformaciju i postupak privatizacije.
energija
4. Projekat restrukturisanja i
privatizacije JP PEU
Nakon sprovedenih detaljnih analiza JP
PEU kao celine i analiza pojedina~nih
rudnika, zatim izvr{ene procene
potencijalne vrednosti kapitala
Preduze}a i sprovedenog istra`ivanja
tr`i{ta potencijalnih investitora,
utvr|ena su, kao mogu}a, dva na~ina
privatizacije JP PEU: (1) prodaja
kapitala JP PEU, odnosno prodaja
jedinstvenog preduze}a i (2) prodaja
pojedina~nih rudnika, kao imovine JP
PEU.
Preduzimanje svih potrebnih aktivnosti
na organizacionom i finansijskom
uobli~avanju JP PEU koje bi omogu}ilo
prodaju 100% kapitala, odnosno
prodaju JP PEU kao preduze}a, ima
svoje opravdanje samo u slu~aju da
postoje investitori zainteresovani za sve
rudnike unutar Preduze}a. Do sada su
tri inostrana strate{ka investitora, koji
su ina~e upoznati sa tehni~kotehnolo{kim karakteristikama rudnika
unutar JP PEU, izrazila spremnost za
preuzimanje svih rudnika, odnosno
Preduze}a u celini. Ovo zna~i da je
ispunjen osnovni uslov za preduzimanje
svih potrebnih aktivnosti na
restrukturiranju JP PEU usmerenih na
omogu}avanje privatizacije JP PEU
prodajom kapitala. Aktivnosti na
restrukturiranju JP PEU koje bi
pove}ale {ansu Preduze}a za
privatizaciju prodajom kapitala sastoje
se u: (1) dodatnom otpustu ili otpisu
dugova prema dr`avnim poveriocima –
odnosno smanjenju ukupnih dugova
Preduze}a do nivoa od oko 25 miliona
EUR i (2) dodatnom, znatnijem
smanjenju broja zaposlenih. Za uspe{nu
realizaciju obe navedene mere
restrukturiranja JP PEU potrebno je da
Vlada Republike Srbije donese
odgovaraju}e preporuke i odluke. U
slu~aju mere (1) – dodatnog
otpusta/otpisa dugova – Vlada bi
trebalo da preporu~i dr`avnim
poveriocima da otpuste/otpi{u i
potra`ivanja prema JP PEU nastala
tokom 2005. i 2006. godine. Realizacija
mere (2) – dodatnog smanjenja broja
zaposlenih – mogla bi da usledi i nakon
privatizacije JP PEU, s tim da Vlada
prethodno donese odluku da }e
Preduze}u, nakon privatizacije, biti
prenesena sredstva u visini planiranih
godi{njih subvencija, a sa namenom
u~e{}a u finansiranju socijalnog
programa.Ostatak potrebnih sredstava
za socijalni program obezbedio bi
kupac. Uz uspe{nu realizaciju mera (1)
i (2) i ulaganja od strane kupca oko 30
miliona EUR, {to bi rezultovalo
znatnim pove}anjem obima proizvodnje
i pobolj{anjem kvaliteta (strukture, po
frakcijama) proizvedenog uglja, JP PEU
bi bilo profitabilno preduze}e.
Odnosno, potencijalna vrednost kapitala
JP PEU bi bila sigurno pozitivna, {to
upu}uje na zaklju~ak da bi strate{ki
partneri koji su ispoljili interes za
celovito preduze}e bili spremni da na
javnom tenderu plate odre|enu cenu za
kapital JP PEU.
Za kupovinu pojedina~nih rudnika iz
okvira JP PEU tako|e postoje
zainteresovani investitori. Po ovoj
varijanti, pojedina~ni rudnici bi se
prodavali kao imovina JP PEU sa
obavezom kupca da preuzme zaposlene.
Prodaju rudnika vr{ila bi Agencija za
privatizaciju u ime i za ra~un
Preduze}a, a sredstva od prodaje bi bila
~uvana na posebnom ra~unu i slu`ila bi
za namirenje poverilaca JP PEU.
5. Zaklju~ak
Primarni zadaci restrukturiranja i
privatizacije JP PEU Resavica trebaju
da bude finansijsko i organizaciono
restrukturiranje koje }e omogu}iti
prodaju JP PEU kao jedinstvenog
preduze}a, putem javnog tendera.
Ukoliko ne uspe realizacija Primarne
strategije, pristupilo bi se realizaciji
Alternativne strategije – prodaji
pojedina~nih rudnika, kao imovine JP
PEU Resavica.
Osnovni ciljevi projekta restrukturiranja
i privatizacije JP PEU Resavica su:
porast prihoda preduze}a;
uspostavljanje nove organizacione
strukture; ostvarivanje ve}e efikasnosti
rada (menad`ment, organizacija, prihod,
upravljanje); podsticaj rasta investicija
na doma}em tr`i{tu; vra}anje dugova
preduze}a; pove}anje konkuretnosti i
ukidanje monopola na tr`i{tu i stvaranje
uslova da se ostvari vlasni~ka
transformacija, tj. privatizacija.
Restrukturiranjem JP PEU Resavica
mo`e se dobiti 4 nova na~ina
organizovanja preduze}a:
1. davanje rudnicima status "tro{kovnih
centara"
2. kompletiranje delova preduze}a svim
obele`jima poslovne samostalnosti
3. davanje statusa zavisnog preduze}a
unutar JP PEU Resavica
4. podela JP PEU Resavica na potpuno
samostalna preduze}a
Alternativa u kojoj su rudnici
organizovani kao tro{kovni centri je
verovatno najprihvatljivija za JP PEU
Resavica, a s obzirom na ekonomsko –
finansijsko stanje u preduze}u, ona je i
najprikladnija.
Sve u svemu, krajnji i osnovni cilj treba
da bude da JP PEU Resavica opstane, s
obzirom da je to preduze}e danas vrlo
[021]
va`an ~inioc energetske stabilnosti na{e
zemlje, a zna se da na{a zemlja ne
proizvodi dovoljno uglja, tako da smo
prinu|eni da uvozimo zna~ajne koli~ine
ovog veoma va`nog energenta.
Literatura
[1] Zakon o privatizaciji, Slu`beni
glasnik RS broj 45/2005.
[2] Uredba o postupku i na~inu
restrukturiranja subjekata privatizacije,
Slu`beni glasnik RS 52/2005.
energija
dr Du{an Danilovi}, dr Vesna Karovi} Mari~i},
dr Dejan Ivezi}
Rudarsko geolo{ki fakultet Beograd
UDC: 665.6/.7.001/.004 (497.11)
Perspektive proizvodnje
nafte i prirodnog gasa u
Srbiji
Uvod
Na podru~ju Srbije istra`ivanje nafte i
gasa se odvija od 1949 godine, kada je
formirano preduze}e za istra`ivanje i
proizvodnju nafte i gasa, Naftagas.
Izvedena ista`ivanja su rezultovala u
otkrivanju 99 naftnih i gasnih polja sa
oko 271 le`i{tem. Proizvodnja
prirodnog gasa je po~ela pu{tanjem u
proizvodnju gasnog polja Velika Greda
1952 godine, a nafte 1956 pu{tanjem u
proizvodnju naftnog polja Jermenovci.
Od tih dana pa do danas u sistemu
NIS-a proizvedeno je oko 41 milion
tona nafte i oko 29 milijardi Nm3
prirodnog gasa. Danas se godi{nje
proizvodi oko 650000 tona nafte i oko
230 miliona Nm3 prirodnog gasa u
zemlji i oko 100000 tona nafte u
inostranstvu. Proizvodnja nafte i gasa
ostvaruje se preko 45 sabirnomernih
stanica i 5 otpremnih stanica iz oko 800
bu{otina. [1,2]
Sada{nje stanje proizvodnje
nafte i gasa
NIS-Naftagas, kao deo NIS-a koji se
bavi proizvodnjom nafte i gasa,
proizvodnju nafte i prirodnog gasa
obavlja u zemlji i manjim delom u
inostranstvu i to u Angoli. Na slici 1
prikazana je proizvodnja nafte u Srbiji i
Angoli. [1,2,6]
U poslednjih desetak godina
proizvodnja nafte ima tendenciju pada
usled smanjenja rezervi i
nepronala`enja novih le`i{ta. Pad
proizvodnje varira na godi{njem nivou i
u proseku se kre}e oko 4% godi{nje.
Va`no je ista}i da je prirodni pad
proizvodnje nafte sa oko 10% u 2002
godini smanjen na 1% u 2005 godini,
da bi tokom 2006 i 2007 godine bio
prakti~no zaustavljen i zabele`en blagi
rast proizvodnje. Proizvodnja nafte u
Angoli opada za oko 15% godi{nje i
Rezime
U radu se razmatraju perspektive proizvodnje nafte i gasa u na{oj zemlji. Ukratko
je prikazan istorijat proizvodnje. Predstavljeno je sada{nje stanje u proizvodnji
nafte i gasa. Data je prognoza budu}e proizvodnje nafte i gasa. Detaljno su
analizirane perspektive dalje proizvodnje nafte i gasa kod nas i u inostranstvu.
Perspectives of Oil and Natural Gas Production in Serbia
In this paper are showen status and perspectives of oil and gas production in our
country. Production history is showen shortly. Current status of oil and gas
production is presented in this paper. Future prognosis of oil and gas production
is also given. Here are analysed perspectives of further oil and gas production in
our country and abroad.
nije odraz smanjenja rezervi ve}
posledica promene operatera. U
narednom periodu o~ekuje se
stabilizacija proizvodnje i njeno
zna~ajnije pove}anje. [1,6]
Zastupljenost metoda eksploatacije na
poljima NIS-a prikazana je na slici 2.
Proizvodnja nafte po bu{otinama se
kre}e od 0,5 m3/dan do 30 m3/dan. Na
slici 3 prikazan je procentualni udeo
bu{otina sa naftnih polja NIS-a u
zavisnosti od vrednosti dnevne
Slika 1 Proizvodnja nafte u Srbiji
[022]
proizvodnje nafte. Kao {to se sa slike
vidi najzastupljenije su bu{otine sa
dnevnom proizvodnjom do 5 m3/dan
(80%). Ova analiza pokazuje
nepovoljnu strukturu u kojoj
preovla|uju niskoproizvidne bu{otine.
[2]
Od ukupno proizvedene nafte sa polja
NIS-a prema sadr`aju parafina oko 68%
pripada visokoparafinskom tipu nafte,
dok 32% pripada srednjeparafinskom
tipu nafte (slika 4). U odnosu na
energija
Slika 2 Zastupljenost metoda eksploatacije na
poljima NIS-a
Slika 4
Slika 5
vrednosti viskoziteta na slici 5
prikazana je struktura proizvedene nafte
(NV-nisko viskozna, NSV-nisko
srednje viskozna, SV-srednje viskozna,
V-viskozna). [2]
Proces proizvodnje parafinskih i
viskoznih nafti prate brojni problemi
Slika 3 Proizvodne mogu}nosti bu{otina sa naftnih polja
NIS-a
koji se direktno
odra`avaju na smanjenje
proizvodnje i uzrokuju
pove}anje tro{kova
proizvodnje. Smanjenje
proizvodnje najbolje
ilustruje broj radnih
dana bu{otina u toku
godine koji kod
parafinskih nafti iznosi
oko 313 dana (85,5%),
dok kod naftenskih nafti
iznosi 360 dana
(98,3%).[2]
Proizvodnja prirodnog
gasa prokazana je na
slici 6. Tendencija pada
proizvodnje ima znatno
ve}i trend u odnosi na
trend pada proizvodnje
nafte i 2005. godine u
odnosu na 2001. godinu
imala je pad preko 46%.
Razlog smanjenja
proizvodnje je
uzrokovan istim
razlozima kao i kod
nafte.
Treba naglasiti da se novotkrivena
le`i{ta karakteri{u nepovoljnom
geolo{kom strukturom, koju pored male
mo}nosti vrlo ~esto prate i slojevita
le`i{ta. Slika 7 prikazuje jedno takvo
le`i{te koje se satoji od ~etiri nezavisna
le`i{ta A1, A2, A3 i A4. Ovakav tip
Slika 6 Proizvodnja gasa u Srbiji
[023]
le`i{ta uslo`njava proizvodnju nafte i
gasa i pove}ava tro{kove proizvodnje.
[1,2]
Tokom procesa istra`ivanja i
proizvodnje nafte i gasa vodi se
izuzetna pa`nja i o za{titi `ivotene
sredine. Prvi problem sa aspekta za{tite
`ivotne sredine predstavlja isplaka koja
se javlja kao otpad nakon procesa
izrade bu{otina. Isplaka se trenutno
zbrinjava na privremen na~in, a u planu
je projekat da se ona utiskuje u dublje
formacije i tako trajno odla`e. Do sada
je privremeno odlo`eno preko pola
miliona kubika, a planira se godi{nje
odlaganje oko 7000 kubika. Drugi
problem, ~ini proizvedena slojna voda,
koji se uspe{no re{ava njenim
ponovnim utiskivanjem u le`i{ta. Slojna
voda, kao otpad, se redovno pojavljuje
u toku procesa proizvodnje i ~esto
vi{estruko prema{uje koli~ine
proizvedene nafte. Na pojedinim
bu{otinama dosti`e i preko 90% u
odnosu na proizvodnju nafte. Slo`enim
postupkom pripreme, uz po{tovanje
svih ekolo{kih mera, slojna voda se sa
preko 60 bu{otina utiskuje u le`i{ta.
[2,6]
Slika 7 Struktura preostalih
malih le`i{ta
energija
Na svim sabirnim stanicama zaostale
koli~ine nafte iz bilo kog dela
postrojenja se mogu sakupiti u
takozvani rezervoar tehnolo{ke
kanalizacije, a odatle ispumpati i
odvesti na preradu, ~ime je sistem
pripreme nafte i gasa u potpunosti
zatvoren i bezbedan sa aspekta za{tite
`ivotne sredine. [2,6]
Prognoza proizvodnje nafte i
gasa
Prema programu rasta istra`ivanja i
proizvodnje nafte i gasa u zemlji u
periodu od 2006-2010. godine planirana
su ulaganja od 90 milona USD. Tako|e,
planirana su ulaganja u proizvodnju
nafte iz Angole iz postoje}ih blokova u
vrednosti od 45 miliona USD, u istom
ovom periodu. Prognoza proizvodnje
nafte i prirodnog gasa u zemlji i nafte u
Angoli prikazana je na slici 8. [5]
Prognoza proizvodnje nafte u zemlji u
posmatranom periodu ima tendenciju
stabilne proizvodnje uz zaustavljen pad
proizvodnje ili blago pove}anje, da bi
tokom 2009. godine imalo porast od
oko 4% a tokom 2010. godine porast od
oko 8%.
Prognoza proizvodnje gasa u
posmatranom periodu ima prirodni pad
od oko 13% godi{nje.
Proizvodnja nafte u Angoli ima manje
oscilacije i kre}e se oko 95000 tona
godi{nje.
Interesantan je uporedni prikaz
prognoziranih koli~ina proizvodnje
nafte i gasa u periodu od 2006. do
2010. godine sa planiranim koli~inama
proizvodnje nafte i gasa Strategijom
energetskog razvoja do 2015 godine
(slika 9). [5,6]
Strategija energetskog razvoja do 2015.
godine je predvidela znatno ve}u
proizvodnju nafte i prirodnog gasa u
odnsu na stavrne mogu}nosti. Tako je
proizvodnja nafte 2007. godine za oko
90000 tona manja od predvi|ene
prozvodnje Strategijom, dok je 2010.
godine manja za oko 185000 tona.
Disproporcija kod prirodnog gasa je
daleko izra`enija jer ve} od 2004.
godine ima trenda pada u odnosu na
predvi|enu proizvodnju Strategijom,
koji se vremenom pove}ava, da bi
2010. godine razlika bila za oko 280
miliona m3.[5,6]
Perspektive dalje proizvodnje
nafte i gasa
Treba ista}i da je na{ prostor u najve}oj
meri istra`en i znatno smanjen i zahteva
sve ve}a ulaganja. Svakako sa
istra`ivanjima treba i dalje nastaviti, {to
potvr|uju nova manja le`i{ta na
podru~ju Vojvodine kao i pronalazak
ve}ih koli~ina gasa u okviru gasnog
le`i{ta Ostrovo na podru~ju Stiga.
Istra`ivanja je potrebno usmeriti na
Slika 8 Prognoza proizvodnje nafte i prirodnog gasa u zemlji i nafte u Angoli
Slika 9 Uporedni prikaz ostvarene i planirane proizvodnje nafte i gasa u
odnosu na Strategiju
[024]
tipove zamki koje prethodnim
programima i konceptima nisu bili
dovoljno obuhva}eni kao {to su
litolo{ke, stratigrafske i dr.
Dosada{njim istra`ivanjima neki od
navedenih tipova zamki su na vi{e
mesta oktriveni slu~ajno. Primenom 3D
seizmike mnogi ve} istra`eni lokaliteti
se mogu mnogo bolje sagledati i
detaljnije istra`iti u cilju pronalaska
novih neotkrivenih koli~ina nafte i gasa.
Istra`ivanja treba nastaviti primenom
bu{enja malog pre~nika, po{to su
tro{kovi bu{enja znatno manji u odnosu
na klasi~ne bu{otine, ~ak do 50%. U
slu~aju bu{enja negativnih bu{otina,
odnosno nepronala`enja nafte i gasa
investicije se prepolovljavaju. Tako|e, i
eksploataciju le`i{ta treba nastaviti
primenom ovih bu{otina po{to je
sada{nja raspolo`iva oprema
predimezionisanana. Preduslov za ovo
je nabavka adekvatne opreme.
Tako|e, na{a naftna i gasa polja su u
velikoj meri ve} izeksploatisana, a
prema procenama ~ak i do 80%, po{to
se neka le`i{ta nalaze u proizvodnji i
vi{e od pola veka. Na ovim poljima se
te`i ostvarivanju efikasnije i
racionalnije proizvodnja nafte i gasa, sa
~ime treba nastaviti. U sada{njim
uslovima sitemi za sabirenje, pripremu i
otpremu nafte i gasa su
predimenzionisani, obzirom da se
proizvodnja prirodno smanjila, {to
uzrokuje pove}anje operativnih
tro{kova proizvodnje. Ilustracije radi,
na naftnom polju Kikinda postoje tri
sabirna sistema koje treba sveseti na
jedno. Racinalizacijom smanji}e se
potro{nja energije i radne snage na
ovim poljima i time ostvariti njihov
efikasniji rad. [1,4]
Tako|e, treba nastaviti sa intenzivnijom
primenom horizontalnih bu{otina. One
su posebno pogodne za mala le`i{ta kao
{to su na{a, ostvaruju}i ve}u i
ekonomi~niju proizvodnju nafte i gasa.
U le`i{tima nafte nakon primarne
eksploatacije ostaju znatne koli~ine, {to
predstavlja zna~ajan potencijal za
primenu horizontalnih bu{otina naro~ito
sa ovako visokim cenama nafte.
Potrebno je {to pre otpo~eti sa
kombinovanom proizvodnjom
elektri~ne i toplotne energije na
postoje}im naftni i gasnim poljima kroz
proces racionalizacije i efikasnije
proizvodnje. NIS Naftagas je i veliki
potri{a~ energije za sopstvene potrebe.
Kori{}enjem nedovoljno iskori{tenih ili
uop{te neiskori{tenih energetskih
resursa mo`e se ostvariti lokalna i
autonomna proizvodnja energije za
svoje potrebe, dok se vi{ak mo`e
plasirati u distributivnu mre`u.
Srbija je izuzetno uvozno zavisna i
prema proceni Nacinalne strategije
privrednog razvoja do 2012. godine
energija
godi{nji tro{kovi uvoza energenata
iznosi}e oko 2 milijarde dolara. Danas
u tro{kovima uvoza najve}e u~e{}e ima
nafta od 54% do 57% i gas od 36% do
43%. Uvoz u budu}nosti mo`e imati
sve ve}i trend pove}anja obzirom da }e
se doma}a proizvodnja smanjivati.
Trend smanjenja doma}e proizvodnje se
ne mo`e zaustaviti, ali se uvozna
zavisnost mo`e smanjti obezbe|ivanjem
koncesija u inostranstvu. Tako|e,
koncesije u inostranstvu imaju i
vi{estruki zna~aj jer se u njihovoj
realizaciji mo`e angazovati na{a naftna
industrija, od istra`ivanja, bu{enja i
eksploatacije, koja u sada{njim
uslovima u zemlji nema dovoljno posla.
Time bi se za na{u zemlju u{tedela
ogromna sredstva po{to bi se dobila
nafta po povoljnijim cenama od
sada{nje na svetskom tr`i{tu. Ovo bi
naftnoj industriji omogu}ilo da pre`ivi i
u|e u novu fazu razvoja. [1,3]
Povoljnija cena gasa za doma}e
potro{a~e se mo`e ostvariti nakon
omogu}enja skladi{tenja gasa u Srbiji,
po{to }e se tek tada mo}i kontinuirano
uvoziti gas tokom cele godine i na
osnovu toga posti}i ni`a cena. Ovde
treba ista}i da cena gasa u budu}nosti
ne}e biti ni`a od sadanje bez obzira na
izgra|eno podzemno skladi{te ili
skladi{ta, ali }e sigurno biti povoljnija
od uslova pod kojima se sada uvozi gas
bez podzemnog skladi{ta. Na`alost
gasno skladi{te Banatski dvor jo{ nije
zavr{eno. I druge lokalitete treba
analizirati kao mogu}e za skladi{tenje
gasa, kako za potrebe Srbije tako i za
potrebe regiona izvan na{e zemlje.
Treba ista}i da BiH i druge biv{e
republike Jugoslavije, osim Hrvatske,
tako|e nemaju izgra|eno podzemno
skladi{te, a imaju sve ve}e potrebe za
gasom pa se kroz izgradnju skladi{ta
otvara mogu}nost izvoza u zimskom
periodu kada su cene gasa daleko ve}e.
Ovo ima poseban zna~aj jer le`i{tima
koja su na kraju perioda eksploatacije,
ukoliko se privedu skladi{tu, mo`e im
se produ`iti `ivotni vek od minimum 20
godina. Tako|e, kod manjih novo
otkrivenih le`ii{ta, kao {to je na primer
Ostrovo, nakon perioda eksploatacije od
5 godina mo`e se omogu}iti dalji rad i
narednih 20 godina.
Uskoro bi trebalo da otpo~ne
privatizacija NIS-a, {to bi NIS
Naftagasu kao delu NIS-a koji se bavi
istra`ivanjem i proizvodnjom nafte i
gasa, trebalo da omogu}i pronalazak
strate{kog partnera koji bi mu pomogao
da se aktivnije uklju~i u inostrano
poslovanje i ostvarenje znatno ve}eg
profita uz anga`ovanje svih
raspolo`ivih kapacitet koji su sada
slobodni zbog smanjenog obima posla u
zemlji. Ovo je i jedini na~in da doma}a
naftna industrija opstane i dalje se
razvija. [3]
Zaklju~na razmatranja
Zaustavljen je prirodni pad proizvodnje
nafte, uspe{nim vo|enjem procesa
proizvodnje i primenom novih
tehnologija. Proizvodnja gasa ima
izuzetan prirodni trend pada koji se za
sada ne mo`e zaustaviti. Novo
otkrivana gasna le`i{ta, kada budu
pu{tena u proizvodnju utica}e na
njegovo ubla`avanje, a {to je jo{
va`nije mo}i }e se ikoristiti kao gasna
skladi{ta.
Istra`ivanja nafte i gasa se nalaze na
najni`em nivou zbog veoma malog
ulaganja sredstava u tom smislu, {to se
odrazilo u pronala`enju veoma malog
broja novih le`i{ta.
Pove}anje proizvodnje se mo`e ostvariti
jedino putem koncesija u inostranstvu
{to bi se u narednom periodu trebalo
realizovati.
Privatizacijom NIS-a omogu}i}e se
pronalazak strate{kog partnera NIS
Naftagasu u cilju aktivnijeg
angazovanja na svetskom tr`i{tu i
jedinom na~inu da doma}a naftna
industrija opstane i dalje se razvija.
Literatura
[1] Du{an Danilovi}, Mogu}i pravci
transformacije NIS-Naftagasa, SPENS
2003, Novi sad, 2003, str. 38-42.
[2] Du{an Danilovi}, i dr., Upravljanje
proizvodnjom nafte i gasa primenom
integralnog modela, YUNG 2000,
Zbornik radova YUNG 2000, Plenarni
rad, 2000, str. 117-129.
[3] Intervju izvr{nog direktora NIS
Naftagasa Igora Kora}a, Naftagas,
Magazine, No 4, mart 2007.
[4] Proizvodnja nafte i gasa na doma}im
poljima-Optimizacija procesa do stabile
proizvodnje, Naftagas, Magazine, No 5,
jul 2007.
[5] Strategija energetskog razvoja do
2015. godine.
[6] Nacinalna strategija privrednog
razvoja do 2012. godine.
[025]
energija
Prof. Ing. Daniela Marasová CSc
Technical University of Ko{ice, Slovakia
Ing. Milan [ebök, Ing. Matej Ku~era
University of @ilina, Univerzitná 1. , 01026 @ilina , Slovakia
UDC: 621.317 : 004.8 (437.6)
Thermal sensors and
infrared radiance
measurement
1. Introduction
The nature of non-destructive
diagnostics of electronic systems used
with infrared diagnostic techniques is
the ability to record and elaborate
infrared radiation (thermal) in the form
of a real thermal image of a scanned
object and to detect the mistake (error)
on the basis of an overheating of a
certain area. Initial physical quantity is
mostly transformed to an electric signal,
which can be used in many applications
and data records after its elaboration. In
this way we can define without contact
a distribution of the field of
temperature on the surface of the
measured objects with the sensibility of
several tenths of kelvins (or °C).
Infrared radiation only takes part of a
large spectrum of electromagnetic
radiation (pict.1) of the same physical
nature as visible light.
2. Influence of the conductor´s
current loading on the
exactness of the measurement
by thermovision
In the laboratory there was set up a
circuit (5 m long current loop)
containing conductor CYKY – 1 mm.
The conductor was divided in three
parts and connected with staples. The
circuit was driven from harmonic
current regulating current transformer
and it was possible to weigh the
Abstrakt
V predlo`enom príspevku sa zaoberáme problematikou analýzy senzorov `iarenia,
princípom ich ~innosti a ich aplikáciou pri bezdotykovom meraní teploty. Znalost’
problematiky infra~erveného `iarenia nám umo`ñuje vyu`it’ metódy termovíznej
diagnostiky pri stanovení miesta poruchy, ako dôsledku zhor{enia kvality spojov,
vo vnútorných a vonkaj{ích rozvodoch elektrickej energie.
Thermal sensors and infrared radiance measurement
This paper explores the problem analyse of thermal sensors, it examines the
principles of function and application of non-contact temperature measurement.
The knowledge of this problematic in infrared radiance measurement allows us to
use the methods of thermovision diagnostic more effectively and to localise the
disturbance which determines the quality of connection in distribution of electric
energy.
measuring circuit by its nominal
current. The scheme of the circuit is on
the pict. 2.1.
The measured circuit was weighed by
the current from 5% to 100% of the
conductor´s nominal current weigh.
Thermo joints CuKo were fixed on the
conductor staple in the distance of 2m
from the supply. The development of
the temperatures were scanned by the
thermo joints and recorded by touch
sensitive thermometer M – 3640. The
temperatures were compared through
thermovision system. In course of the
circuit weigh the temperatures of the
measured elements were always
scanned and the figures of the weigh
circuit were recorded by a tong
ammeter F – 25. The measurements
Pict.1. Spectrum of electromagnetic radiation
[026]
were taken under the following
conditions,
1. clean and well closed staples
2. released staples (both parts of the
staples were released and conductors
were connected only through their
asymmetric position)
3. released staples and staple and
conductor connection was impured
by oil and sand.
Results of the measurement
Clean and mechanically firm joint
Measured results are graphically
illustrated on the pict. 2.2 and 2.3.
Staple connecting the conductor can´t
be warmer than the conductor, if it´s
not damaged as illustrated on the pict.
2.3.
If the weigh
increased the
temperature
increase is
smaller than
conductor
temperature
increase. The
conductor
temperatures
energija
Pict. 2.1. Scheme of the circuit
Where: 1 – staple, 2, 3 – conductor 1 mm CYKY (circa 5 m).
Pict. 2.2. Relation of the staple
temperature and weigh
(closed (1), released (2)
and released impured
staple (3).
Pict. 2.4 Thermograph of the joint
when nominal current
weigh is 50%
z Joint – impured and
mechanically released
were measured in the distance from the
joint (staple) so that the result would
not be influenced by the staple
temperature. On the pict. 2.4 is
illustrated thermograph of the joint
when nominal current weigh is 50%.
Measured results are illustrated on the
pict. 2.2. There is illustrated the
development of the warming when the
conductor weigh is increased to 100%
of the nominal current. When the weigh
is increased there is expected warm
increase. It´s not possible to gain
maximal figures of the weighed current
on the impured and released joint
Pict. 2.3. Relation of the conductor
temperature (1) and
closed staple (2) and
current weigh (3)
quality we obtain much more bigger
figures of the calculated temperature
increase than of the real measured
temperature increase. The result is the
incorrect evaluation for the operation to
be cutoff because of the error, useless
waste of material for the replacement of
the false parts and of course, a negative
economic effect. Measured data can´t
be used as a limits for the other
energetic systems to be compared
because of the many environmental
factors (perturbing influence of the
environment, current weigh, voltage
fluctuation, effect of the objects´
emission nearby the measured object).
The calculation doesn´t consider the
following elements influencing the
exactness of the measurement:
- cooling due to the object´s emission
- influence of the temperature on the
conductor´s electric resistance, size of
the object, convection process
- size and quality of current weigh,
quality of voltage (higher harmonic)
If we don´t consider these elements in
course of calculation, there the negative
influence of the results of the
thermovision diagnostics will be
possible.
On the pict. 3.1. there is the relation of
the conductor temperature increase and
percentage of its current weigh
compared with the temperature increase
for 100% current weigh.
because of the conductor degradation.
4. Conclusion
On the pict. 2.5 there is the
The differences between the calculated
characteristics of the joint when the
and measured figures illustrated on the
current weigh is 50% and 100%. The
graph 4.1 show the percentage mistakes
final data of the staples temperature
increase compared to the conductors are of the temperature increase
illustrated on the pict. 2.6, which means measurement by thermovision camera
when the current weigh size is changed.
ΔT = TSV - TL, (TSV is staple
From the analysis of obtained results
temperature and TL is conductor
temperature) and they were obtained by we can see that if the current weigh is:
the measurements of the temperatures
of joints and conductors. On the
Pict. 2.6. Relation of the staple
pict. 2.6 we can see the
temperature increase (closed, released,
negative area of the staple
impured and released) and weigh
temperature increase compared
with the closed conductor. The
result of the smaller staple
temperature is caused by the
bigger weight.
3. Analysis of the
measured and counted
results of the temperature
increase
Measurements where the
percentage current weigh is not
possible to gain (circuit is
weighed less than 50% current
weigh). If we use the equation
for the calculation of
temperature increase to 100%
current weigh, to evaluate the
[027]
energija
Pict. 3.1. Relation of conductor temperature increase and percentage of its
current weigh
1 - experimental figures of the temperature increase when the current weigh is 25%
2 - calculated temperature increase concerning the percentage mistake of the
measurement
3 - calculated temperature increase when the current weigh is 100%
Pict. 4.1 Graph of the differences between the calculated and measured
figures and different current weigh
- 5% - 16% I is the mistake of
measured temperature increase bigger
than 30%
- 16% - 27% I is the mistake bigger
than 20%
- 27% - 50% I is the mistake 10%.
50% Iand more is the mistake of the
joints and staples in the interior
distribution of electric energy equal or
smaller than 10%. The results of
experimental measurements and
mathematical calculations show the
advantage of thermovision application
on the illustrated diagnostics of the
conductors and staples temperature
increase.
[2] [imko, M., [ebök, M., Chupá~, M:
Roz{írenie aplikácií termovíznych
kamier pomocou spektrálnych filtrov.
Technická diagnostika strojú a
výrobních zarízení, DIAGO, Ostrava,
[3] Toth, D., Infrared System Helps
with Energy Efficiency, USA, 1995
[4] Ku~era M., K~era S., Gren~ík Juraj.,
Chupá~ M.: " UNCONVENTIONAL
POWER SOURCES FOR
PASSENGER HYBRID CAR
CATEGORY M1", SEMTRAK 2004,
Politechnika Krakowska w
Krakowie,ISBN 83-86219-47-5,
pazdiernik 2004, str.343-350.
[5] Svoboda, J., a kol.: Základy
elektromagnetickej kompatibility,
^VUT, 1994
[6] Svoboda, J., Termovize FLIR AGEMA THV 750 s nechlazeným FPA
detektorem Zborník predná{ok II.
Vedeckej a odbornej konferencie, @ilina
1998
5. Literature
[1] [imko, M., [ebök, M., Chupá~, M:
The Termovision camera andspectral
filter problems. Proceedings of the 5th.
International Conference, Elektro 2004,
@ilina
[028]
energija
Liberios Vokorokos, Ján Perha~, Norbert Ádám
Department of Computers and Informatics, Technical University of
Ko{ice, Letná 9, 042 00 Ko{ice, Slovakia
UDC: 621.317 : 004.8 (437.6)
Visualisation of processes
in energetics on a parallel
computer system
1. Introduction
The use of a typical computer system
for the visualization of processes in
energetics can be insufficient in many
cases. It is often impossible to visualize
large-scale and multi-dimensional
information on a PC system, because of
limiting factors of commercially
available computer system components,
like disk read access time, latency of
memory, limited arithmetical-numerical
processor power in case of work with
large-scale data. However, parallel
approach allows partial division of
complex problems on multiple
components of multiple computer
systems. This approach is different than
typical sequential approach and requires
complex change in problem entrance. It
is necessary to find the optimal form for
coordination of arithmetical-numerical
and graphical operations of multiple
computer systems in within one
distributed computer network. Next, it
is required to ensure proper software
connection of individual computer
stations to reach concurrent, parallel
task resolving, in this case the
transformation of data into its graphical
representation. The research at
Department of computers and
Informatics at Technical University of
Ko{ice focuses on the design and
implementation of complex solution for
graphical parallel computer system.
This research is a part of grant project
VEGA no. 1|4071|07.
Abstract
To achieve a high quality visualization of processes in energetic on a computer
system, it is needed to ensure that every module of this system is optimally loaded.
The main aim of visualization process is the representation of data or values,
which are measured or simulated, in a form of a graphical model in virtual reality
(VR) space. VR model helps to visualize dependencies in these processes in a form,
which can be better understandable for people inside or outside the energetic
industry. The design and implementation of a data visualization computer system
depend on wide spectrum of different factors, which have significant effect on the
output quality. Parallel environment used for data visualization requires utilization
of special programming techniques and hardware, which is specialized for this
kind of tasks. The research done at Department of Computers and Informatics,
Technical University of Ko{ice focuses on a design of a complex graphical parallel
computer system solution.
Key words: data visualization, parallel environment, cluster.
Information can be data, processes,
relations or other concepts. Graphical
presentation may contain manipulation
with graphical entities (lines, shapes,
points, images, text) and attributes
(color, size, position, shape).
Understanding may involve detection,
measurement, and comparison, and is
enhanced via interactive techniques and
providing the information from multiple
views and with multiple techniques.
Before the data visualization
(rendering), data have to be transformed
(pre-processing), for example sampling,
denoising, and normalizing. After the
3. Data visualization on parallel
environment
In the visualization process, parallel
environment can be not only a
computer system constructed from two
or more processors, but also a computer
Figure 1 The visualization process
Figure 2 Application execution phases
2. Data visualization
Data visualization is a graphical
presentation of information, with the
goal to provide qualitative
understanding of the information
contents for the viewer, as is shown on
Figure 1.
[029]
data visualization process, information
can be further processed (postprocessing), for example image
recognition. These three phases, preprocessing, rendering and postprocessing have to be included in the
process of parallel computer system
architecture design, as shown in Figure 2.
energija
system constructed from two or more
graphical adapters, which are
complement in term of graphical
standard. The main concept of parallel
systems is based on high-speed
interconnection of small graphical
computers (nodes) by the Ethernet
network connections.
Cluster systems might find wide use in
data visualization process. The reason
for this is the ability to mutually
separate the single segments of large
cluster system. In case of insufficient
power it is possible to add additional
computational nodes to these separate
segments.
Motivation for data visualization cluster
system utilization:
z The visualization of large-scale data
– the increase of extensiveness of
large-scale data could be solved with
the increase of number of data
visualization cluster system stations
z The increase of graphical power –
data visualization cluster systems
should provide the ability to increase
the graphical power of whole system
by parallel rendering of one output
scene on many graphical stations
z The increase of display abilities –
data visualization cluster systems
should provide the ability to increase
the rendering possibilities of whole
system to increase the resolution of
output display scene, by scene
displaying on multiple monitors or
other display peripherals
4. Cluster systems - graphical
ubsystem design
In this chapter, a brief design
specification of graphical cluster system
utilization in terms of the VEGA
projects No. 1|4071|07 on the
Department of Computers and
Informatics, Technical University of
Ko{ice is provided.
The design of a graphical subsystem
(figure 3) of a cluster system for data
visualization:
z main computer (master) – divides
required scene to n parts and manages
the management of work session of
other graphical computers
z graphical subcomputer (channel) –
renders the partial part of required
scene assigned by main computer
Graphical subsystem of large cluster
system could work in two modes
z master – channel mode – in this
mode (figure 4), the main part of
graphical subsystem (master) sends
partial tasks to secondary parts of
graphical subsystem (channels),
which handle this partial task and
display the result on graphic
peripheral
systems. This connection
(architecture) should reflect three
phases of data manipulation, i.e.
pre-processing, rendering and
post-processing. The distributed
layout of separate phases on
multiple computer systems with
different internal architecture
appears to be the key to the most
effective form of complex
processing of data
visualization. In addiction to a
parallel graphical computer
system, it is important to take
care about GPGPU systems. The
GPGPU represents important step
for computer system
computational power increasing.
In the case of successful
problematic encompassment it is
possible to reach computational
power for low cost.
Figure 4 Graphical subsystem: M-CH mode
Figure 3 Graphical subsystem
References
[1] Vokorokos, L.: Digital
Computer Principles,
1.vydanie, Typotex Publish
House, Budape{?, 2004,
ISBN 9639548 09
Figure 5
[2] Shirley P.:
Fundamentals of Computer
Graphics, AK Peters, Ltd.,
England, 2002, ISBN
1568811241
[3] Nguyen H.: GPU Gems
3, Addison-Wesley
Professional, 2007, ISBN
0321515269
[4] St-Laurent S.: Shaders
for Game Programmers and
Artists, Course Technology
PTR, 2004, ISBN
1592000924
Supported VEGA projects
No. 1|4071|07
z
master – channel – master mode –
in this mode (figure 5), the main part
of graphical subsystem (master)
sends partial tasks to secondary parts
of graphical subsystem (channels),
which handle this partial task and
send the result back to the main part
of graphical subsystem (master),
which aggregate this partial results to
one final output and displays them
5. Conclusion
The best form for data manipulation
and data visualization is the parallel
connection of multiple computer
[030]
energija
Vokorokos Liberios, Kleinová Al`beta, Balá` Anton
Technical University of Ko{ice, Faculty of Electrotechnical Engineering
and Informatics, Department of Computers and Informatics, Ko{ice,
Slovakia
UDC: 621.317 : 004.8 (437.6)
Architecture of data
security with the aspect on
the intelligent control
systems
I. Introduction
Intelligent system is a system with the
intelligence or feature which allows to
know and understand the causes of the
changes and to use this knowledge for
learning. Integration of the intelligent
systems is a new area with the
applications in many industrial areas
and also in the area of computer
networks. Intelligent systems include
components which are able to obtain
information from the environment,
electronically process them and
communicate on the basis of the signals
and data. For example, the systems
which catch information from the
sensors communicate electronically and
“close the system” by accepting the
appropriate steps. Integration of the
intelligent systems into the computer
networks can contribute to the
improvement of their performance and
security.
For the detection and monitoring if the
system is secure, they are used security
models for computer systems. Also,
models exist within the intelligent
systems. These models try to secure
their activity. The individual models
can be applied in the computer systems
but also in the intelligent control
systems. The way how to create model
is to be a possible its deduction and also
the reasoning within the idealized
intelligent system about the process.
The idealized system means, that
although the model makes the clear idea
about the system, it can occur the faults
in some its details. These speculations
can be forgivable on the basis which
simplifies the model. On the other hand
they purvey the acceptable exact
solution.
In some cases, the abstract model can
be used for the implementation of the
simulation in the control system which
Abstract
The article deals with the comparison of the existing security models which are
applied in the area of the computer systems, networks and in the intelligent control
systems too. The goal of the article is to create the own model of the security
which it is the object of the research on the Department of computers and
informatics (DCI), within the solution of the VEGA project with the title:
“Intrusion tolerant security architectures of heterogeneous distributed and parallel
computing systems and dynamic computer networks.” The goal is to create the
security model which is concentrate on the possible security threats of the
intelligent systems.
demonstrates the behavior of the system
in time. There are different simulative
methodologies, which serve for the
detection changes of the variable [3].
II. Multilevel Security
It is a request of a computer system to
process information with the different
sensitivity (e.g. secret information), it
allows users a simultaneously access
with different security permition and it
prevents users to obtain the access to
the information for which the
authorization is missing [5].
It is the linear hierarchical organization
of four levels of security: unclassified,
confidential, secret, top secret (Figure 1).
Figure 1 The multilevel
hierarchical organization
[031]
The MLS allows problem-free access of
the individuals with higher rights to the
less sensitive information and enables
them to easily share documents with the
individuals which have lower rights.
These documents no more contain the
secrete information which are not
accessible for the individuals with
lower rights. This access is possible to
explain by two ways:
z Security mode – group of users which
have different security authorization
can understand the MLS as the ability
to share data: users can share
information with recipients whose
authorization enables access of this
information.
z Security mechanism – it is
implemented if there is needful to
enforce the limitations with very high
reliability by the data sharing.
There are three terms which relate with
hierarchy of levels:
z Authorization for the level – defines
the level of confidence which is
assigned to the user with the security
authorization or to the computer
which process secret information or
to the area which is physically secure
for storing of the secret information.
The level defines the highest level of
the secret information.
energija
Level classification – defines the
level of sensitivity associated with
some information, e.g. with
information in a document or in a file.
The level also requires the indication
of the degree of a damage which can
arise if the unauthorized person gets
to the information.
z Level security – it is a general term
either for the authorization for the
level or for the level classification.
z
III. State Machine
In general, models are based on the
attainment of the secure state. The
transition to the state preserves its
security by moving from one secure
state to the other [7]. The transition is
defined by the transition function. It is
the function which defines the
transitions between states in the state
machine. The secure state is built on the
conception of the state machine with
the set of the allowable state in the
system (e.g. Bell-LaPadula model).
The state machines are the basis for
some security models and are using for
the modeling many aspects of the
computing system [6]. The basic feature
of the state machines is the conceptions
of the state and the state change which
occurs in the discrete time. The possible
state transition is specified by the
function which defines another state
which depends on the current state and
on the input. The output also can be
announced.
In the state machine exists:
z subject – an initiator of the activity in
the destination system – user,
z object – resources controlled by the
system, files, commands of device
and so on.
IV. Secure Models
It is possible to divide the secure
models to many groups according to
that on what they are based [3].
Biba model is the first model which
deals with the concern or the worry
above data integrity. Also Clark-Wilson
model is based on data integrity.
Bell-LaPadula model is the first model
which deals with data confidentiality. It
was accounted a revolutionary model
because it endorses the MLS. Brewer
and Nash model is also based on date
confidentiality. In the further part of
this article these models will be
analyzed.
objects. Model works above the set of
subjects, objects, rights and above the
access matrix. Model has eight basic
rules of the protection:
z how safely create an object
z how safely create an subject
z how safely delete an object
z how safely delete an subject
z how safely allow access rights for
reading
z how safely allow access rights for
grant
z how safely allow access rights for
deletion
z how safely allow access rights for
transmission
B. Bell-LaPadula Model
Model was suggested to publish
multilevel policy of Department of
Defense of U.S. Model is transitional
model of the formal state of the security
policy which describes set of rights of
the access control which uses security
marks on the objects and authorization
for subjects [4].
There are the following components
within the model (Figure 2):
z set of subjects S,
z set of objects O,
z set of access operation A, where A =
{execute, read, append, write}, which
is used to labeled as access rights,
z set of security labels L.
It uses two access modes:
z observe – reading of the object
content,
z alter – alteration of the object content.
For the recording that the subject access
to the object in certain time it is use
record table, where rows of the table
represents subjects and columns
represents objects. The mathematical
notation is express by P (S x O x A),
where P is power set.
The BLP model uses three functions for
the allocation security level by the
subject or object:
fs : S --> L, function determines
maximal security level,
which can have every
subject,
Figure 3 No write down attribute
A. The Graham-Denning Model
Model deals with the questions about
the security which are associated with
how to define the set of the basic rights
in which the specific subjects can
operate the security functions on the
[032]
Figure 2 Components of BellLaPadula mode
fc : S --> L, function determines current
security level of the each
subject,
fo : O --> L, function determines
classification of all objects,
and it must be valid fc < = fs
The BLP model defines security as an
attribute of states. The policy of the
multilevel security allows subject to
read object only if the security level of
subject knows classification of subjects.
The BLP model has the following
attributes of states:
z ss (simple security) attribute – subject
on the security level can not to read
object on higher security level,
subject acts as an observer,
z * (star) attribute – subject on the
security level must not to write on
any object on lower security level,
z ds (discretionary) attribute – it is used
for the policy which controls access
based on the named subjects and
objects, it is used for the
determination of the optional access
control.
In general, security model is oriented to
the access control and it is characterized
by the feature: no read up, no write
down. By the Bell-LaPadula model,
users can create the content only on or
above their own security level (no
write-down), (Figure 3.). Users can see
only the content only on or below their
own security level (no read-up).
energija
C. The Biba Integrity Model
It is the formal model based on the
transition between states which
describes the set of rights of the access
control which were suggested to secure
the data integrity [1]. Data and subjects
are organized to the ordered levels of
integrity. Model is suggested so that the
subjects can not harm data on the level
which is higher as the subject or
subjects can not be harmed by data
from the lower levels as the subject. In
general, the model is suggested to
prevent the imperfection in BellLaPadula model which tell about data
confidentiality. It is different in security
features from the Bell-LaPadula model.
Biba model has two attributes of the
integrity which are dual towards the
BLP mandatory policy:
z simple attribute of the integrity – if
the subject can modify object,
z attribute of the confidentiality – if
subject can read object.
In general, preservation of data
confidentiality has three goals:
z to prevent the modification of data by
the unauthorized side,
z to prevent unauthorized modification
of data by the authorized side,
z to maintain internal and external
consistence.
by introduction the third access element
– program – its result is triple access
which prevents unauthorized users to
modify data or programs. Moreover
model uses the procedures of integrity
verification and transformational
procedures to maintain internal and
external data density. Verification
procedures certify that data are suitable
for the integrity specifications in a
certain time in which the verification
runs. Transformational procedures are
designated for the delivery of the
systems from one valid state to another
[1].
Clark and Wilson assert that models as
Bell-LaPadula and Biba are more
suitable for enforcing data integrity
rather than for information integrity.
Bell-LaPadula and Biba models are
more usable in the military systems to
prevent a steal of information and
destroy information on higher level of
classification [3].
For the comparison, Clark-Wilson
model is usable by the business and in
the industry where the integrity of
information content is decided on
whatever level of classification
(although the authors emphasize that all
three models are evidently usable in a
government as well as in the industry
organizations).
D. The Clark-Wilson Integrity Model
E. An Intrusion-Detection Model
As Biba model as this model is based
on data integrity. But the way how this
model reaches security is a little
different. It uses the matrix with
boundaries for higher and lower level.
Model offers the basis for the
specification and analysis of the
integrity policy for the computational
system. The integrity requests are
divided into two groups:
z internal density – refers to the
features of the internal system state
and can be enforced by the
computational system,
z external density – refers to the
connection of the internal system
state and the real world and must be
enforced by the means out of the
computational system, e.g. by using
the control.
Model deals primary with a realization
of the idea about the information
integrity. Information integrity is
reached by the prevention of damage of
data items in the system either because
of failure or malicious intention.
The integrity policy describes how
should be maintained data items valid
in the system by the transition of the
system from one state to another one.
Model defines rules of the assertion and
certificate rules.
Model differentiates from other models
Model is based on rules. The primary
idea is to monitor standard operations in
the target system: logging, insertion of
commands, executing of programs,
access to the device files and so on.
Model offers the basis for the
suggestion of the resistant intrusion
detection which detects the wide range
of the intrusions referring to attempted
break-in, successful break-in, system
intrusion, Trojan horses, viruses, release
by an authorized user and other abuse
by an authorized user [2]. System
allows the intrusion detections without
to know failures in a target system
which does not prevent the execution of
intrusion and without necessary
monitoring of the special actions which
abuse the weaknesses.
Model is based on the hypothesis that
the abuse of the system vulnerability
can cause its uncommon use. For that
reason the intrusion of security can be
revealed by the abnormal patterns of the
system utilization as [2]:
z attempted break-in – someone who
tries to intrude to the system can
generate the incorrect passwords
abnormally quickly to the relation of
the account alone or to the system as
whole.
z successful break-in – if someone logs
in the system via unauthorized
account, insertion of the password
[033]
can be from another place or via other
connection as this which the
authorization user uses. The intrusion
can be observed also according to that
the intruder can check the directories
and use commands for the starting of
system, while the authorized user
focuses on the editing or compilation
and linking of the programs.
z penetration by the authorized user –
user trying to penetrate into the
security mechanism in an operating
system can start the different
programs or activate more violations
of the protection caused by attempts
to access to the unauthorized files and
programs. If the user succeeds in
attempting break-in, he has the access
to the commands and files which has
not normally available.
z leakage by the authorized user – user
trying to get to the documents can log
in to the system in unusual time or
route data to the shared printers
which are not commonly used.
z deduction by the authorized user –
user trying to obtain unauthorized
data from the database via their
collecting and deduction can obtain
more records than usual.
z Trojan horses – their behavior
substitutes program which is different
from legitimate program in values of
the CPU time or the activity 0/1.
z viruses – if their area inserted to the
system can cause the increased
frequency of the executed files,
position change of the executed files
or introduction of the specified
program which is executed as soon as
the virus is spread.
z denial of service – the intruder
capable to monopolize resource (e.g.
network) can show an abnormally
high activity with respect to the
resource, while the activity of the
other users is abnormally low.
Model designated by D. Denning
consists of six main components [2]:
z subject – an initiator of activity in a
target system – usually user,
z object – resources controlled by the
system – files, device commands, and
so on,
z audit records – generated by the target
system as an answer on the action
which was executed by the subject
during logging, executing command,
access to the files and so on,
z profiles – structures which
characterized the behavior of subject
with respect to object from point of
view of statistical metrics and models
of the observed activity,
z anomaly records – generated in this
case if an abnormal behavior is
revealed,
z activity rules – actions, which are
done if one of the conditions is
energija
accomplished and updates profiles,
detects abnormal behavior, connects
anomalies with the suspicious
intrusions and creates records.
F. The Brewer and Nash Model
Unlike Bell-LaPadula model the access
to data is not restricted by data
attributes. Data set is grouped into the
conflict of interest class. With the
mandatory rules all subjects have
allowable access to the biggest data set
that belongs to every conflict of interest
class. [5]
Model is also named as The Chinese
Wall model. It was proposed to offer
the control which moderates the conflict
of interest in the commercial
organizations. It is based on the
information flow model.
The model policy is based on the
following components:
z set of companies,
z subject – analyst,
z object – information,
z set of company data,
z conflict of interest class,
z security label,
z information in which the sensitive
data are removed.
The aim of this policy is to prevent the
subject to be exhibited to the conflict of
interest. So this access is permitted only
if the object requires belonging to:
z data set of the company which is
preserved by users,
z totally different conflict of interest
class.
V. Model Suggestion
Model suggested by the research team
differs from until now designed models
by being applied to specific network –
for the DCI. It will reflect the needs of
the DCI network and it should include
all security goals. The existing models
of security do not sufficiently protect
the computer network against the
computer attacks and so it is possible an
intrusion of attacks into the network. As
security is a process, at the security
model design it is used a procedural
model that describes system behavior.
The procedural model describes a
behavior of the systems. The suggestion
of this model is elaborated in the grant
VEGA project (1/4071/07) which is a
part of the research on the DCI. In this
model the research team tries to suggest
such a model in which any information
can pass between subject and object by
the way that should create the conflict
of interest.
The research team suggested the
following components for the given
model:
z subject – user or intruder,
z object – system resources, files,
programs, confidential information,
z template – profiles of the specific
subject behavior,
z record of intrusion – when the
intrusion is detected, the record of
this intrusion is generated and it is
stored in the database of records,
z policy – actions which are done after
the intrusion is revealed,
z statistical records – records of the
statistical intrusion evaluation
Figure 4 Security intrusion by subject
A. Subject
We understand
under the subject
the initiator of an
action. It is a user
who operates a
specific sequence of
commands with the
aim to intrude the
security of computer
network (Fig. 4).
B. Object
Object is an issue of
subjects. File,
program, message,
record will be
indicated as objects.
These objects are
aspired by subjects
who do not have the
rights to access to
these objects.
C. Template
In every network
there are defined
[034]
rights that secure an access of the
authorized user to the objects and
prevent the unauthorized user an access
to these objects on which they do not
have authorization. These defined rights
will represent the template on the basis
which it will be decided about the
access of subjects to objects.
D. Record of intrusion
If the unauthorized access to the
subjects occurs, the parameters will be
recorded in the database of records. The
following parameters are important for
the research team:
<subject, object, action, time>
action – operation which is executed by
subject on object
time – time label which will represent
when the intrusion of the network
security was occurred
E. Policy
Under the policy we will understand the
rules that specify an activity before the
security intrusion, during the creation of
intrusion and after it. These rules will
be divided to three groups. The rules
which are used in the network are for
example suitable created and organized
access lists, the policies of traffic
filtration. The router policy includes the
administrative steps. In the router
policy is for example it is configured
for the provider from which
autonomous system can the provider
accept packets and by which route it
will accept them.
F. Statistical records
By the statistical records it accounts for
the introduction of the next models
which will be included in the model
created by the research team on the
DCI. These models will include the
statistical methods too. By the statistical
evaluation, it will take the number of
unauthorized events but also the
occurrence of same events into account.
Model consists further of the states
which are used for the verification of
the security. The state set of the model
grabs all the available situations of the
subjects approaching to the object and
all permissions.
VI. Conclusion
By the suggestion of the model the
research team on the DCI follows from
the available models. But by the
suggestion it focuses on the weakness
and imperfection of the present models.
The VEGA project namely: “Intrusion
tolerant security architectures of
heterogeneous distributed and parallel
computing systems and dynamic
computer networks” deals with the
problems of the suggestion of the
security model for the needs of the
DCI.
energija
References
[1] H. Bidgoli, The Handbook of
Computer Networks, Volume 3:
Distributed Networks, Network
Planning, Control, Management, and
New Trends and Applications,
2006,ISBN 978-0-471-64832-1
[2] D. Denning, An Intrusion Detection
Model. Available on the Internet:
http://www.cs.georgetown.edu/~denning
/publications.html
[3] eSecurity Policy Framework.
September 2005. Available on the
Internet:
http://cds1.dartmouth.edu/tiki/tikiindex.php
[4] D. Gollmann, Computer Security,
Second Edition. John Wiley & Sons,
Ltd., Hamburg University of
Technology, 2006
[5] M. Krause, H. Tiptom, Handbook of
Information Security Management.
Auerbach Publications, CRC Press
LLC, ISBN 08-49399475
[6] L. Vokorokos, Digital Computer
Principles, 1.vydanie, Typotex Publish
House, Budapest, 2004, ISBN 9639548
09 X
[7] L. Vokorokos, N. Ádám , M. Hauli{,
J. Trelová , A. Balá`, M. Chovanec, A.
Kleinová, O. Látka, Parallel Computing
Systems applied to Secure Architectures
and Computer Networks, Computer
Science and Technology Research
Survey, Ko{ice, Elfa s.r.o., 2007, pp.
25-29, ISBN 978-80-8086-046-2
Supported by VEGA project No.
1|4071|07
Nikola Mu~alica, Miroslav Pr{a
Fakultet tehni~kih nauka, Novi Sad
UDC: 621.315.2.013
Odre|ivanje
elektromagnetskog polja u
jedno`ilnom
elektroenergetskom kablu
110 kV
Rezime
Poznavanje elektromagnetskih polja unutar i u neposrednoj okolini
elektroenergetskih kablova je izuzetno va`no zbog uticaja tih kablova na
neposrednu okolinu. U ovom radu je prikazano odre|ivanje elektromagnetskog
polja kabla, primenom programskog paketa FEMLAB. Posebno su odre|ivane obe
komponente vektora ja~ine elektri~nog polja, konzervativna i vrtlo`na, posebno
vektori magnetskog polja, a razmatrane su i indukovane struje u svim
konstrukcionim elementima kabla. Rezultati prora~una su dati za konkretan kabel
tipa XHE-49-A, popre~nog preseka 1x1000/95mm2, 64/110 kV, grafi~ki, sa
odgovaraju}im komentarima.
Klju~ne re~i: elektromagnetsko polje elektroenergetskog kabla, metoda kona~nih
elemenata, FEMLAB.
Determination of Electromagnetic Field in a Single Power Electric
Cable 110 kV
Knowing electromagnetic field inside and in the neighborhood of a power electric
cable is very important because of the cable influence on its vicinity. This paper
shows the determination of cable electromagnetic field, applying the FEMLAB
computer program. Two components of electric field strength vector, potential and
induced are calculated separately as well as the magnetic field vectors. Induced
currents are studied in all constructive elements of cable. The calculation results
are done for the concrete cable XHE-49-A, with the cross-section 1x1000/95mm2,
64/110kV, graphically, together with comments.
Key words: electromagnetic field of a power electric cable, finite element method,
FEMLAB.
1. Uvod
Problematika napajanja potro{a~kih
konzuma u velikim gradovima re{ava
se smanjenjem prenosnih gubitaka, pri
~emu se danas ide na napajanje centara
potro{nje na naponskim nivoima 110
kV. Nagli rast potro{nje u gradovima u
izgradnji dovodi i do pove}anja
gubitaka u distributivnoj mre`i, a
samim tim i do pove}anja gubitaka u
prenosnoj mre`i. Zbog toga se danas
sve vi{e praktikuje da se u urbanim
delovima grada postavljaju razvodne
trafostanice RTS 110/xkV. Lokacija
razvodnih trafostanica se bira da bude
{to bli`a centu potro{nje konzuma
predvi|enog za snabdevanje
elektri~nom energijom. Razlog takvog
[035]
odabira lokacije je smanjenje gubitaka u
distribuciji elektri~ne energije od RTS
do krajnjih potro{a~a. Napojni vodovi
RTS treba da s1. e uklope u okolinu i
zbog toga se veoma ~esto koriste
podzemni kablovski vodovi. Vrlo ~esto
se kablovi pola`u u postoje}e podzemne
koridore, kori{}ene za druge instalacije,
kao {to su, na primer,
telekomunikacione, vodovodne,
toplovodne ili gasovodne instalacije,
[1], [2], [3].
Problem oko izgradnje RTS u urbanim
sredinama je veoma ~esto i manjak
prostora, zbog ~ega se danas veoma
~esto koriste tzv. oklopljena postrojenja
sa SF6 gasom. U Beogradu se ve} 30
godina koriste ovakva SF6 postrojenja i
energija
kablovi 110 kV.
Novi Sad je grad koji se susre}e sa
problemom pove}anja potro{a~kog
konzuma i zbog toga je predvi|eno
uvo|enje naponskog nivoa 110 kV u
sam centar grada.
Napajanje budu}e RTS 110/20 kV bi}e
realizovano sa tri jedno`ilna kabla 110
kV sa RTS Novi Sad 4. Kablovi kojim
}e se, najverovatnije, 110 kV uvesti u
grad }e biti 110 kV1 kablovi od
umre`enog polietilena, bez
feromagnetskih materijala u njihovoj
konstrukciji.
2. Teorijska osnova rada
Za odre|ivanje elektromagnetskog
polja, se naj~e{}e koriste elektri~ni
skalar potencijal, V i magnetski vektor
potencijal, A , pri ~emu su vektori
elektri~nog i magnetskog polja,
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Zbog niske frekvencije, mogu}e je
elektromagnetsko polje razdvojiti na
elektri~no i na magnetsko.
Elektromagnetsko polje zavisi od same
geometrije provodnika i, po{to se radi o
energetskom kablu cilindri~nog
popre~nog preseka, mogu}e je ceo
problem prikazati kao
dvodimenzionalan. Koriste}i cilindri~ni
koordinatni sistem sa osom kabla u
smeru z ose, vektori elektromagnetskog
ϕ ravni.
polja su odre|eni u r-ϕ
Po{to su ja~ine struja u kablu
prostoperiodi~ne, mogu}e je kori{}enje
kompleksne notacije,
Uvode}i potencijale u Maksvelove
jedna~ine za vremenski
sporopromenljiva elektromagnetska
polja, dobijaju se parcijalne
diferencijalne jedna~ine,
Æ
Æ
Æ
Slika 1 Izgled posmatranog kabla
Raspodela struje po
popre~nom preseku
kabla, kao i raspodela
indukovanih struja, pri
izrazitom povr{inskom
efektu, su posledica
Æ
Æ
Slika 2 Grafi~ki prikaz konstrukcije kabla
kompleksne vrtlo`ne
komponente vektora
ja~ine elektri~nog polja,
pri ~emu, u provodniku
kabla, vektor gustine
struje predstavlja
superpoziciju vektora
gustine struje
prouzrokovane
delovanjem generatora i
vektora gustine
indukovane struje.
S obzirom da u kablu ne postoje
nelinearni materijali, raspodela struje po 3. Karakteristike kabla tipa
XHE-49-A, preseka
popre~nom preseku kabla mo`e da se
1x1000/95mm2, 64/110 kV
odredi i analiti~ki [8], ali su re{enja
veoma slo`ena i zavisnost intenziteta
Kao {to je ranije ve} re~eno,
vektora gustine struje od rastojanja od
kori{}enjem programskog paketa
ose kabla je data u vidu Beselovih
FEMLAB, odre|eno je
funkcija. Zbog toga se, u ovom radu,
elektromagnetsko polje konkretnog
pristupilo numeri~kom postupku
jedno`ilnog kabla 1x1000/95mm2,
odre|ivanja svih relevantnih veli~ina,
64/110 kV. Osnovne karakteristike tog
kori{}enjem programskog paketa
kabla, kako konstrukcione, tako i
FEMLAB [9], koji bazira na metodi
elektri~ne, prikazane su tabelarno, u
kona~nih elemenata [4], [5], [6], [7].
tabeli 1 i grafi~ki, na slici 1 i slici 2.
Tabela 1 Konstrukcione karakteristike posmatranog kabla
Æ
~ija re{enja su kompleksni elektri~ni
skalar i magnetski vektor potencijal.
Re{avanjem ovih diferencijalnih
jedna~ina, odnosno, odre|ivanjem
potencijala, kompleksna konzervativna
komponenta vektora ja~ine elektri~nog
polja, koja je normalna na osu
provodnika je,
Æ
kompleksna vrtlo`na komponenta
vektora ja~ine elektri~nog polja, koja je
paralelna sa osom provodnika je,
Æ
Æ
dok je kompleksni vektor magnetske
indukcije,
[036]
4. Programski
paket FEMLAB
Za prora~une
elektromagnetskog
polja u 110 kV
jedno`ilnom
energetskom kablu
kori{}en je program
COMSOL
MULTIPHYSICS
(FEMLAB).
Osnovna prednost
FEMLAB-a u odnosu
na njegovog
predhodnika,
ANSYS, je ~injenica
da je zasnovan na
grafi~kom interfejsu.
Na taj na~in je u
velikoj meri olak{an
postupak
modelovanja
problema koji se
razmatra i skra}eno je
vreme za postavku
problema.
FEMLAB je
napravljen tako da
pomo}u njega mogu
da se re{avaju svi
problemi odre|ivanja
polja u stacionarnim
re`imima.
energija
38,18mm, intenzitet polja je jednak
domena na 40.000
nuli, zatim skokovito raste do
elemenata veoma
maksimalne vrednosti, a potom opada
malo razlikuju od
sve do elektri~ne za{tite (r = 80mm).
prora~una dobijenih
Kao {to se iz prilo`enog vidi, elektri~na
deljenjem tog istog
za{tita zaista predstavlja savr{enu
domena na 100.000
za{titu od konzervativne komponente
elemenata.
elektri~nog polja.
Kada je mre`a u
potpunosti definisana, Na slici 5 je prikazana zavisnost
intenziteta vektora magnetske indukcije
mo`e da se pristupi
od rastojanja od ose kabla.
poslednjem korakuprora~unu polja.
Sve do granice provodnika, intenzitet
Rezultati prora~una u vektora magnetske indukcije raste sa
porastom rastojanja, ali ne linearno kao
FEMLAB-u mogu biti grafi~ki
u slu~aju vremenski konstantne struje,
prikazani dvodimenzionalno ili
ve} se prime}uje prisustvo povr{inskog
trodimenzionalno.
efekta (teorijski, taj rast odgovara
Dvodimenzionalni grafi~ki prikaz
obliku Beselove kompleksne funkcije
rezultata prora~una mo`e biti dat na
nultog reda). Od provodnika taj
nekoliko na~ina:
intenzitet opada kao 1/r sve do
z bojama, gde svaka boja predstavlja
elektri~ne za{tite, u kojoj se javljaju
odre|en intenzitet promenljive polja
indukovane struje. Magnetsko polje
koju prikazujemo,
indukovanih struja se superponira polju
z pomo}u konturnih linija, gde svaka
provodnika i prouzrokuje nagli pad
linija predstavlja intenzitet
intenziteta vektora B unutar
promenljive polja koju prikazujemo,
provodnog sloja od bakra
definisan bojom
konturne linije,
Slika 4 Grafi~ki prikaz intenziteta radijalne
komponente vektora ja~ine elektri~nog
z pomo}u strelica koje
polja po popre~nom preseku kabla
defini{u smer, pravac i
intenzitet promenljive
polja,
z pomo}u linija
promenljive polja.
Trodimenzionalni
grafi~ki prikaz rezultata
se dobija tako {to se
dvodimenzionalnom
prikazu rezultata doda
jo{ jedna dimenzija
(visina), koja
predstavlja intenzitet
promenljive polja koju
`elimo da prika`emo.
Trodimenzionalni
grafi~ki prikaz rezultata
mo`e biti prikazan na
iste na~ine kao i
dvodimenzionalni. [9]
Slika 5 Grafi~ki prikaz intenziteta vektora ja~ine
magnetske indukcije po popre~nom
5. Rezultati
preseku kabla
ra~unanja
Kao {to je re~eno
ranije, rezultati
odre|ivanja elektri~nog
i magnetskog polja
kabla su dati grafi~ki,
na slikama 4, 5 i 6. Na
slici 4. je prikazana
zavisnost intenziteta
konzervativne
komponente vektora
ja~ine elektri~nog polja
u kablu od rastojanja
od ose kabla.
Prema o~ekivanjima,
unutar provodnika
kabla, do rastojanja r =
Slika 3 Prikaz preseka kabla izdeljenog na kona~ne elemente
Odabir poglavlja je prvi korak ka
definisanju modela. U na{em slu~aju to
je poglavlje "Electromagnetic Module".
Element je definisan kao linearan.
Geometrija je definisana kao 2D-Axial
Simetry (cilindri~ni koordinatni sistem
u dve dimenzije).
Drugi korak ka definisanju
matemati~kog modela 110kV
jedno`ilnog energetskog kabla je
definisanje njegovog popre~nog
preseka, kao {to je prikazano na slici 2.
Tre}i korak ka definisanju modela
110kV energetskog kabla je definisanje
poddomena tj. elemenata konstrukcije.
Pod definisanjem elemenata
konstrukcije u programu FEMLAB,
podrazumeva se definisanje poznatih
parametara elementa i veli~ina. U
na{em slu~aju to su veli~ine i elektri~ni
parametri.
^etvrti korak ka definisanju modela
110kV energetskog kabla je definisanje
grani~nih uslova izme|u poddomena tj.
elemenata konstrukcije kabla.
Slede}i korak, pre prora~una, je
definisanje mre`e kona~nih elemenata,
tj. deljenje posmatranog popre~nog
preseka na odre|eni broj trouglova.
Program FEMLAB ima veliku prednost
u odnosu na druge programe koja se
sastoji u tome {to FEMLAB sam pravi
mre`u kona~nih elemenata, dok kod
drugih programa ona mora da se zadaje.
Mogu}nost sopstvenog izbora broja
kona~nih elemenata postoji i u ovom
programskom paketu, kao opcija.
Na slici 3 je prikazan popre~ni presek
kabla izdeljen na 48312 kona~nih
elemenata (trouglova).
Pravilo je da se u delovima
posmatranog domena, u kome se
o~ekuju br`e prostorne promene polja,
postavlja gu{}a mre`a, dok u delovima
gde se o~ekuju sporije promene polja
postavlja re|a mre`a.
Va`no je napomenuti i da pove}anje
broja kona~nih elemenata tj. deljenje
geometrije posmatranog kabla na ve}i
broj kona~nih elemenata (trouglova),
znatno produ`ava vreme ra~unanja, ali
su prora~uni ta~niji.
Analize su pokazale da se prora~uni
dobijeni deljenjem posmatranog
Æ
[037]
energija
Slika 6 Grafi~ki prikaz intenziteta vektora gustine
struje po popre~nom preseku kabla
(konstrukcioni element 7), posle ~ega
ponovo opada. Sa slike se vidi i da
elektri~na za{tita nije savr{ena za{tita za
magnetsko polje.
Na slici 6 je prikazana zavisnost
intenziteta vektora gustine struje u
kablu u zavisnosti od rastojanja od ose
kabla.
S obzirom da u kablu postoje samo dva
provodna konstrukciona elementa, br. 1
i br. 7, jasno je da struja postoji samo u
ta dva sloja. U prvom od ta dva sloja, u
provodniku, ponovo je primetan
povr{inski efekat, odnosno, vidi se da je
intenzitet vektora gustine struje najve}i
uz povr{ provodnika, a smanjuje se ka
osi provodnika. U provodniku od bakra
(elektri~na za{tita) postoje indukovane
struje, kod kojih se prime}uje da je
intenzitet vektora gustine struje ve}i na
unutra{njoj razdvojnoj povr{i i opada ka
spolja{njoj, {to predstavlja uticaj
magnetskog polja aluminijumskog
provodnika, odnosno, efekat blizine.
6. Zaklju~ak
Iz svega gore navedenog se vidi da
FEMLAB predstavlja mo}no sredstvo
za odre|ivanje elektromagnetskog polja
kabla. Pokazano je, tako|e, da
konzervativna komponenta vektora
ja~ine elektri~nog polja postoji samo u
kablu, dok vrtlo`na komponenta, koja je
dosta manja, postoji i van kabla.
Magnetsko polje tako|e postoji i van
kabla, {to zna~i da mo`e da do|e do
pojave elektromagnetske indukcije u
drugim sistemima, koji se nalaze u
neposrednoj blizini kabla. Ovo je
zna~ajno, kako zbog uticaja na `ive
organizme u blizini kabla, tako i na
druge instalacije u blizini, u kojima
mo`e da do|e do pojave indukovanih
struja.
Nastavak rada na ovu temu }e sigurno
biti odre|ivanje elektromagnetskog
polja trofaznog sistema, napravljenog
od tri
ovakva jedno`ilna kabla, sa simetri~nim
i sa asimetri~nim optere}enjem.
O~ekuje se da }e, zbog faznih stavova
ja~ina struja u jedno`ilnim kablovima,
magnetsko polje van
kabla biti manje od
polja koje stvara
usamljen jedno`ilni
kabel.
7. Literatura
[1] "Odnos i me|usobni
uticaj
elektroenergetskih
kablova i drugih podzemnih
instalacija", Borislav Lalevi} dipl. ing.
Beograd, 1979. g.
[2] "Directive concernant la protection
des lignes de telecommunacion contre
les nnisbus del lignes electriques
industrieles", Commites consulatiifs
informationaux telephonique et
telegraphique, Geneve, 1952.
[3] "A finite-element analysis of
electromagnetic field produced by
ELFsources enclosed by a nonlinear
ferromagnetic pipe", Xiao-Bang Xu,
Guanghao Liu, Dept. of Electr. &
Comput. Eng., Clemson Univ., SC,
2000.
[4] “Finite Element Modeling of
Electromagnetic Field Problems in
Generalized Coordinates”, Pr{a M,
Udpa, S., Udpa, L., Zoughi, R.,
Proceeding of the Fourth IEEE
Conference on Electromagnetic Field
Computation, Toronto, Canada, 1990.
[5] "Prora~un indukovanih potencijala u
kvazistacionarnom elektromagnetnom
polju primenom metode kona~nih
elemenata", mr. Miladin Tanaskovi},
dipl. in`. el.,
EPS JP
"Elektodistibucija-Beograd"
[6] "Coupled physical modeling of
power cables supplying non-linear loads
using finite element method",
Mohammed O.A., Abed N.Y, Liu S.,
Florida Int. Univ., Miami, FL, USA,
April 2005.
[7] "Magnetic field computation using
delaunay triangulation and
complementary finite element
methods", Z.J. Cendes, D. Shenton, H.
Shahnasser IEEE transactions on
magnetics, vol. mag. 19, no 6,
november 1983.
[8] "Elektromagnetika", Branko
Popovi}, Beograd 2000.
[9] FEMLAB CLS 3.0 documentation
COMSOL 2006.
[038]
energija
Doc. dr Sa{a Milojevi}
Prof. dr Lazar Petrovi}
Doc. dr Radovan Radovanovi}
Kriminalisti~ko - policijska akademija, Zemun
UDC: 621.311 : 351.749
Neki aspekti obezbe|enja
objekata za proizvodnju i
distribuciju elektri~ne
energije
1. Uvod
Obezbe|enje (eng. security, fr.
couverture, surete, nem. sicherheit, rus.
obespe~enie) je jedna od funkcija
organizacije (pokreta, dru{tva, dr`ave)
koja obuhvata kompleks mera,
postupaka i aktivnosti kojima se
organizacija {titi od stvarne ili
potencijalne opasnosti, kao i od svih
procesa i aktivnoasti usmerenih protiv
njene bezbednosti (stanja
neugro`enosti).
Bilo koji organizovani sistem, pa tako i
Elektroprivreda Srbije, se na neki na~in
{titi i brani, odnosno obezbe|uje od
opasnosti razli~itih vrsta. Tokom
procesa obezbe|enja uvek se posebna
pa`nja poklanja esencijalnim delovima
organizacije, odnosno onim delovima
bez kojih organizacija prestaje da
postoji. Naj~e{}e to su oni segmenti
organizacije koji predstavljaju osnovna
sredstva za rad. Elektroprivreda Srbije,
kao veliki organizacioni sistem, mora
posebnu pa`nju obratiti na za{titu i
obezbe|enje objekata koji su vitalni za
njen opstanak – objekata za
proizvodnju i distribuciju elektri~ne
energije.
Proizvodnja elektri~ne energije u Srbiji
orjentisana je uglavnom na
konvencionalne – klasi~ne izvore
energije – ugalj i vodu, odnosno na
termoelektrane i hidroelektrane. Za ove
objekte, odnosno za celokupan sistem u
funkciji proizvodnje i distribucije
elektri~ne energije u Srbiji,
karakteristi~no je:
1. da nisu dostupni javnosti (nema rada
sa strankama), pa postoji samo radno
vreme za zaposlene u njima,
2. da su u pitanju objekti gde nema
prekida radnog procesa (rad se odvija
u vi{e smena),
3 da su obi~no locirani na periferiji
urbane sredine, odnosno izvan
Rezime
Bezbednost je, posmatrano kroz istoriju, jedan od osnovnih motiva delatnosti
~oveka i dru{tva. U savremenom dru{tvu, zbog prirode informacionog dru{tva i
op{teg procesa globalizacije sa svim svojim dobrim i lo{im posledicama,
bezbednost je apostrofirana do krajnjih granica i predstavlja jedan od osnovnih
globalnih problema epohe.
Funkcija bezbednosti je imanentna svakoj organizaciji. Bilo koji organizovani
sistem se na neki na~in {titi i brani, odnosno obezbe|uje od opasnosti razli~itih
vrsta. Tokom procesa obezbe|enja uvek se posebna pa`nja poklanja esencijalnim
delovima organizacije, odnosno onim delovima bez kojih organizacija prestaje da
postoji. Naj~e{}e to su oni segmenti organizacije koji predstavljaju osnovna
sredstva za rad. Elektroprivreda Srbije, kao veliki organizacioni sistem, mora
posebnu pa`nju obratiti na za{titu i obezbe|enje objekata koji su vitalni za njen
opstanak – objekata za proizvodnju i distribuciju elektri~ne energije. Fizi~ko
obezbe|enje objekata je staro koliko i ljudski rod. U zavisnosti od tehnolo{kog
razvoja razli~iti su oblici i forme fizi~kog obezbe|enja. Samo po sebi fizi~ko
obezbe|enje je deo {ireg koncepta bezbednosti.
U ovom radu govori se o nekim aspektima obezbe|enja objekata za proizvodnju i
distribuciju elektri~ne energije: operativno - tehni~kim, fizi~kim, preventivno tehni~kim, sanitarno - tehni~kim, biolo{kim i hemijskim merama obezbe|enja i
merama zdravstvene za{tite.
Predmet razmatranja je i osvrt na nove tehnologije i trendove razvoja klasi~no
definisanog pojma fizi~kog obezbe|enja u svetlu novih shvatanja u tretiranju
pojma bezbednosti dr`ave, dru{tva, organizacija i pojedinca.
naseljenih mesta i prostiru se na
velikim povr{inama, i
4. da svaki, odnosno deo sistema ima
svoju lokaciju i svoje okru`enje,
odre|enu funkciju i sadr`aje, pa i u
tom pogledu postoje izvesne razlike
koje moraju biti prisutne prilikom
planiranja i preduzimanja mera
obezbe|enja.
Imaju}i u vidu ove karakteristike, kao i
strategijski zna~aj ovih objekata za
Elektroprivredu Srbije, ali i za dr`avu u
celini, treba ih tretirati kao restriktivni
prostor uz preduzimanje odgovaraju}ih
mera kada je u pitanju njihova za{tita.
Pod obezbe|enjem objekata
Elektroprivrede Srbije podrazumeva se
skup mera i radnji koje planiraju i
preduzimaju nadle`ni organi i slu`be
obezbe|enja EPS - a u njihovoj za{titi
[039]
kao i za{titi lica koja po bilo kom
osnovu borave u njima. Objekti se
obezbe|uju radi:
- za{tite objekata, ure|aja, opreme,
instalacija i prevoznih sredstava kao i
njihove neposredne okoline od
uni{tenja ili o{te}enja,
- za{tite lica koja po bilo kom osnovu
borave u {ti}enim objektima (zaposleni,
stranke, gosti, delegacije ...),
- spre~avanja pristupa objektu,
nepozvanih, nepo`eljnih i sumnjivih
lica,
- spre~avanja osmatranja i snimanja
objekta i njegove neposredne okoline,
- spre~avanja izvo|enja diverzantsko teroristi~kih akcija upotrebom
eksplozivnih, zapaljivih, radioaktivnih
i drugih opasnih materija,
energija
- spre~avanja ugra|ivanja, odnosno
uno{enja u objekat prislu{nih
sredstava i ure|aja,
- za{tite od tajnog ili nasilnog upada,
odnosno prodiranja u objekat ili
odre|ene prostorije u njemu,
- ~uvanja nov~anih sredstava, predmeta
od vrednosti, poverljive
dokumentacije ...,
- ostvarivanja nesmetanog i bezbednog
dolaska lica u objekat, odnosno
njihovog odlaska iz objekta,
- spre~avanja kra|a, odnosno otu|enja
osnovnih sredstava, opreme,
proizvoda i drugih predmeta iz
objekta,
- ostvarivanja uvida i kontrole
izvo|enja radova oko objekta,
odnosno u njegovoj neposrednoj
blizini,
- spre~avanja naru{avanja javnog reda i
mira u neposrednoj blizini objekta,
- kontrole kretanja i zadr`avanja lica u
neposrednoj blizini objekta,
- kontrole prilaza objektu,
- kontrole parkiranja motornih vozila
oko {ti}enog objekta, odnosno u
njegovoj neposrednoj blizini , itd.
Ovako odre|eni sadr`aji obezbe|enja
objekata EPS - a impliciraju i mere
kojima se obezbe|enje sprovodi. Sve
mere obezbe|enja mogu se grupisati u 6
velikih grupa i to: operativno preventivne, fizi~ke, preventivno tehni~ke, sanitarno - tehni~ke, biolo{ko
- hemijske i mere zdravstvene za{tite.
2. Operativno - preventivne mere
obezbe|enja objekata EPS-a
Operativno - preventivne mere
obezbe|enja objekata EPS - a
preduzimaju se radi blagovremenog
otkrivanja, pra}enja i spre~avanja svake
aktivnosti usmerene na ugro`avanje
{ti}enih objekata i lica koja po bilo kom
osnovu borave u njima.
U za{titi objekata preduzimaju se
slede}e operativno - preventivne mere i
radnje:
1. Procena bezbednosne situacije,
izrada plana mera obezbe|enja i
staranje o njegovom sprovo|enju;
2. Blagovremeno informisanje o svim
saznanjima - podacima od zna~aja
za bezbednost objekta i lica koja
borave u njemu;
3. Stalna neposredna saradnja sa
podru~nim organima unutra{njih
poslova;
4. Bezbednosna priprema odre|enih
kategorija lica (voza~i, lica
zaposlena u {ti}enom objektu ... );
5. Kontrola neposredne okoline
{ti}enog objekta (povremenim
osmatranjem, ukoliko je re~ o
objektu u sklopu drugih zgrada,
odnosno povremenim obilaskom
objekta i neposredne okoline, ako je
u pitanju samostoje}i objekat);
6. Pregled lica pri ulasku u {ti}eni
objekat, radi spre~avanja uno{enja u
{ti}eni objekat vatrenog oru`ja,
eksplozivnih i zapaljivih materija;
7. Legitimisanje nepoznatog ili
sumnjivog lica na prostoru ili u
objektu koji se obezbe|uje;
8. Spre~avanje ulaska u {ti}eni objekat
neovla{}enim i sumnjivim licima;
9. Ostvarivanje uvida i kontrola
izvo|enja radova oko {ti}enog
objekta;
10. Kontrola kretanja i zadr`avanja lica
u neposrednoj okolini {ti}enog
objekta;
11. Kontrola parkiranja motornih vozila
oko {ti}enog objekta i dr.
3. Fizi~ke mere obezbe|enja
Fizi~ke mere obezbe|enja preduzimaju
se radi neposredne za{tite odre|enog
objekta, njegove u`e i {ire okoline i lica
koja borave u njima. Ova vrsta
obezbe|enja objekata EPS - a sprovodi
se merama spoljnog i unutra{njeg
fizi~kog obezbe|enja.
Mere spoljnog fizi~kog obezbe|enja
sprovode se stra`arskom slu`bom,
pozorni~kom i patrolnom delatno{}u
oko {ti}enog objekta i
kontraizvi|anjem.
Stra`arska slu`ba. Prvi element
fizi~kog obezbe|enja jeste stra`a.
^ovek je bio i ostaje glavni faktor u
sistemu za{tite, te se izboru ljudi za
obavljanje ovih poslova mora pokloniti
posebna pa`nja. Pored op{tih du`nosti,
propisanih pravilnikom Elektorprivrede
Srbije, stra`ari se upoznaju i sa
posebnim uslovima i du`nostima
propisanim za pojedina stra`arska
mesta. Ja~ina i sastav stra`e uslovljeni
su bezbednosnom procenom o
ugro`enosti objekta, zna~ajem i
veli~inom objekta koji se {titi,
konfiguracijom terena na kome se
nalazi, stanjem tehni~ke za{tite itd. Za
obavljanje ovih poslova lica koja vr{e
poslove obezbe|enja koriste
naoru`anje, opremu i tehni~ka sredstva
pomo}u kojih se najefikasnije,
blagovremeno otkrivaju i spre~avaju
aktivnosti usmerene na ugro`avanje
bezbednosti {ti}enih objekata i lica u
njima (ure|aji za osmatranje: dvogledi,
IS ure|aji za no}no osmatranje, oprema
za protivdiverzionu za{titu, sredstva
veze, aparati za fotodokumentaciju ... ).
Pozorni~ka i patrolna delatnost u
neposrednoj okolini objekata koji se {tite,
a po potrebi, odnosno po proceni, i po
dubini. Slu`ba obezbe|enja EPS - a
pomo}u patrola (autopatrole, pe{a~ke, ... )
[040]
i pozornika pokriva odre|eno podru~je i
njihovim anga`ovanjem kontroli{e
neposrednu okolinu {ti}enih objekata
radi njihove za{tite od uni{tenja ili
o{te}enja, odnosno spre~avanja
ugro`avanja bezbednosti {ti}enog
objekta i lica u njemu. Pri obavljanju
poslova neophodno je ostvariti stalnu
neposrednu saradnju izme|u patrola –
pozornika i lica koja obavljaju poslove
obezbe|enja {ti}enog objekta. Naime,
obaveza je i jednih i drugih da se
me|usobno informi{u o svim
bezbednosno interesantnim podacima i
saznanjima do kojih do|u u radu, a od
zna~aja su za bezbednost {ti}enog
objekta i lica u njemu. Pored ovoga,
pozornici i patrole slu`be obezbe|enja
moraju ostvariti i stalni kontakt i
saradnju sa mesno nadle`nim organom
unutra{njih poslova.
Kontraizvi|anje. Kontraizvi|anje je
osmatranje, naj~e{}e sa tajnih
osmatra~nica, radi kontrole {ireg
prostora oko objekta koji se {titi, a
naro~ito onih mesta sa kojih se mo`e
efikasno osmatrati, skicirati ili snimati
objekat koji se obezbe|uje. Ova mera
naj~e{}e se preduzima pri obezbe|enju
vojnih objekata. Me|utim,
preduzimanjem ove mere mogu se
posti}i i veoma dobri rezultati pri
pokrivanju {irih bezbednosnih zona i
za{titi ve}ih radnih organizacija, pa
tako i objekata za proizvodnju i
distribuciju elektri~ne energije
Elektroprivrede Srbije.
Osnovni zadaci lica koje obavlja
poslove spoljnog obezbe|enja objekta
jesu:
1. Neposredna za{tita objekta, ure|aja,
opreme i instalacija u njemu kao i
prevoznih sredstava;
2. Neposredna za{tita lica koja se
nalaze u {ti}enom objektu;
3. Spre~avanje napada na objekat,
odnosno nasilnog upada u objekat i
odre|ene prostorije;
4. Kontrola prilaza {ti}enom objektu;
5. Kontrola kretanja i zadr`avanja lica
oko {ti}enog objekta;
6. Kontrola parkiranja vozila oko
{ti}enog objekta;
7. Spre~avanje naru{avanja javnog
reda i mira u neposrednoj blizini
{ti}enog objekta;
8. Uvid i kontrola izvo|enja radova
oko {ti}enog objekta, odnosno u
njegovoj neposrednoj blizini
(kriminalci, diverzanti i teroristi
~esto izvode akcije preru{avaju}i se
u po{tare i radnike raznih
komunalnih slu`bi);
9. Osmatranje i kontrola {ireg prostora
oko {ti}enog objekta – naro~ito
mesta sa kojih se mo`e efikasno
osmatrati, skicira i snimati objekat;
energija
10. Ostvarivanje nesmetanog i
bezbednog dolaska lica u objekat,
odnosno njihovog odlaska iz
objekta.
Lice koje vr{i poslove unutra{njeg
obezbe|enja unutar objekta obavlja
slede}e poslove:
- Neposredno {titi objekat, ure|aje,
opremu i instalacije u njemu;
- Neposredno {titi lica koja po bilo kom
osnovu borave u {ti}enom objektu
(zaposleni, stranke, gosti ... );
- Obavlja pregled – kontrolu odre|enih
prostorija u {ti}enom objektu (po
dolasku na posao, u toku smene kao i
po zavr{etku radnog vremena);
- Po potrebi, odnosno proceni vr{i
neposrednu za{titu odre|enih
prostorija u objektu (u kojima su
sme{teni poverljiva dokumentacija,
trezori, sefovi ...);
- Redovnu kontrolu ispravnosti
alarmnih i drugih bezbednosnih
ure|aja u {ti}enom objektu;
- Obezbe|uje ulaze u objekat –
kontroli{e ulazak, odnosno izlazak lica
i uno{enje, odnosno izno{enje
materijala, stvari, opreme i dr. Po
potrebi, odnosno proceni lice koje
obavlja poslove obezbe|enja mo`e da
pozove sumnjivo lice da se podvrgne
pregledu, odnosno kontroli radi
ustanovljavanja da li kod sebe ima
vatreno oru`je ili neko drugo opasno
sredstvo (eksplozivno, zapaljivo)
kojim mo`e ugroziti bezbednost
objekta i lica u njemu;
- Kontroli{e propusna, odnosno
bezbednosna dokumenta lica
zaposlenih u objektu i izdaje
privremene propusnice strankama,
gostima;
- Kontroli{e po{tovanje utvr|enog
re`ima kretanja i zadr`avanja stranaka
u {ti}enom objektu – ne dozvoljava
im kretanje van prostorija predvi|enih
za njihov prijem;
- Pregleda po{tanske i druge po{iljke
pre uno{enja u {ti}eni objekat,
odnosno pre uru~ivanja primaocu.
Ako nije u mogu}nosti da kontroli{e
po{iljku, a sumnjiva mu je, lice koje
obavlja poslove obezbe|enja treba da
je odlo`i na neko bezbedno mesto
nedostupno drugim licima, a potom
pozove interventnu ekipu MUP - a da
obavi njenu kontrolu;
- O postupcima pojedinih radnika
kojima se ugro`ava bezbednost
objekta i lica u njemu, naru{ava red i
ote`ava rad, kao i o drugim
zapa`anjima od zna~aja za bezbednost
{ti}enog objekta i lica u njemu,
pismeno obave{tava pretpostavljenog;
- Po zavr{etku radnog vremena pregleda
i zaklju~ava sve ulaze u {ti}eni
objekat;
- Anga`uje se na otklanjanju posledica
od elementarnih nepogoda
(zemljotres, poplava, po`ar) na
{ti}enom objektu u skladu sa planom
za vanredne situacije;
- Poslove de`urnog u {ti}enom objektu:
kontroli{e svetlosno – zvu~nu
signalizaciju alarmnog sistema,
funkcionisanje TV sistema zatvorenog
kruga, kori{}enje sistema UKT i
drugih funkcionalnih veza, odlu~uje o
anga`ovanju interventne ekipe,
obave{tava MUP i nadle`ne
rukovodioce o svim bezbednosno
zna~ajnim saznanjima i zapa`anjima,
stara se o sprovo|enju plana mera
obezbe|enja i drugo.
4. Preventivno - tehni~ke mere
obezbe|enja
Preventivno - tehni~ke mere
obezbe|enja preduzimaju se radi:
- otkrivanja i uklanjanja eksplozivnih,
zapaljivih, radioaktivnih i drugih
opasnih materija (protivdiverziona
za{tita),
- otkrivanja i uklanjanja prislu{nih
sredstava (protivprislu{na za{tita),
- ustanovljavanja i otklanjanja tehni~kih
neispravnosti na ure|ajima i
instalacijama u {ti}enom objektu,
- spre~avanja tajnog ili nasilnog
prodiranja u {ti}ene objekte, odre|ene
prostorije, sefove ... (za{tita od tajnog
ili nasilnog ulaska u {ti}eni objekat),
- za{tite od po`ara (protivpo`arna
za{tita),
- spre~avanja, odnosno
onemogu}avanja ugro`avanja
bezbednosti {ti}enog objekta
upotrebom savremenih borbenih
sredstava.
Obezbe|enje {ti}enih objekata i lica u
njima, u preventivno - tehni~koj za{titi,
obavlja se:
- redovnim i vanrednim preventivno tehni~kim pregledima,
- preduzimanjem odre|enih preventivno
- tehni~kih mera i
- ugra|ivanjem i kori{}enjem odre|enih
tehni~kih sredstava za{tite.
Zavisno od namene, odnosno cilja koji
se `eli posti}i u za{titi razlikuju se
slede}e vrste preventivno - tehni~ke
za{tite:
- Protivdiverziona za{tita;
- Protivprislu{na za{tita;
- Protivprovalna za{tita i
- Protivpo`arna za{tita.
Protivdiverziona za{tita obuhvata mere
za{tite koje se preduzimaju radi
otkrivanja i uklanjanja eksplozivnih,
zapaljivih, radioaktivnih i drugih
opasnih materija kojima se mo`e
ugroziti bezbednost odre|ene li~nosti ili
[041]
{ti}enog objekta i lica u njemu.
Od tehni~kih sredstava i ure|aja, za
protivdiverzionu za{titu i otkrivanje
eksplozivnih naprava i eksploziva, za
kontrolu lica, po{iljki, prtljaga, raznih
prevoznih sredstava i predmeta naj~e{}e
se koriste:
- Razne vrste rendgen ure|aja:
z portabl – za kontrolu po{iljki,
z proto~ni – za kontrolu ru~nog
prtljaga na aerodromima i u
objektima gde je frekvencija
stranaka velika,
z stacionarni – za kontrolu prtljaga,
robe i raznih predmeta ve}eg
gabarita na aerodromima, u
carinarnicama, itd., i
z mobilni – na motornim vozilima,
koje koriste interventne ekipe MUP
- a;
- Stetoskopi i razne vrste detektora za
otkrivanje eksploziva i eksplozivnih
naprava;
- Ru~ni metal - detektori i metal detektorska vrata ...
U praksi se za otkrivanje eksploziva i
eksplozivnih naprava koriste i dresirani
psi (poznat je slu~aj u Nema~koj, gde je
za otkrivanje eksploziva kori{}ena
dresirana svinja).
Za protivdiverzionu za{titu preduzimaju
se slede}e mere:
1. Redovni i vanredni pregledi
odre|enih objekata i njihove
neposredne okoline;
2. Pregled stvari i predmeta pri
uno{enju u {ti}eni objekat;
3. Pregled sumnjivih ili ostavljenih
stvari u {ti}enom objektu ili kraj
njega;
4. Pregled sredstava prevoza koja
koriste {ti}ene li~nosti, kao i robe i
prtljaga koji se unose u njih;
5. Pregled vozila pre ulaska, odnosno
na ulazu u krug {ti}enog objekta, radi
spre~avanja uno{enja u njega
eksplozivnih, zapaljivih i drugih
opasnih materija i
6. Pregled lica i njihovog ru~nog
prtljaga pri ulasku u {ti}eni objekat,
radi spre~avanja uno{enja u objekat
vatrenog oru`ja, eksplozivnih i
zapaljivih materija, kojima se mo`e
ugroziti bezbednost objekta i ljudi u
njemu.
Za{tita od prislu{kivanja
(protivprislu{na za{tita) sastoji se u
otkrivanju i uklanjanju prislu{nih
sredstava i ure|aja, kao i preduzimanje
odre|enih mera za{tite od
prislu{kivanja. Da bi se spre~io svaki
poku{aj ugra|ivanja prislu{nih
sredstava u {ti}ene objekte, odnosno
svaki poku{aj prislu{kivanja odre|enih
li~nosti preduzimaju se slede}e mere:
energija
- Odre|ene bezbednosne mere u toku
izrade projektne dokumentacije za
{ti}eni objekat (bezbednosna za{tita
lica anga`ovanih na izradi
dokumentacije; konsultovanje
stru~njaka za protivprislu{nu za{titu i
dr.);
- Odre|ene mere protivprislu{ne za{tite
u toku izgradnje, odnosno adaptacije
{ti}enog objekta i prostorija1;
- Protivprislu{ni pregled {ti}enog
objekta - prostorija, opreme, ure|aja i
instalacija u njemu po zavr{etku
izgradnje - adaptacije, odnosno pre
useljenja u njega2;
- Redovni i vanredni protivprislu{ni
pregledi {ti}enih objekata i odre|enih
prostorija.
Redovni pregledi obavljaju se po
pravilu najmanje jednom godi{nje, i to
svih objekata koji su pod posebnim
bezbednosnim re`imom (pregled
prostorija, ure|aja, opreme i instalacija
radi otkrivanja i neutralisanja prislu{nih
sredstava; kontrola funkcionisanja
ugra|enih sredstava i ure|aja za za{titu
od prislu{kivanja i dr.).
Vanredni pregledi obavljaju se po
potrebi, odnosno zavisno od procene ili
po zahtevu odre|ene li~nosti, a
obuhvata pregled objekta, odnosno
odre|ene prostorije u kojoj se odr`ava
sastanak; ugra|ivanje mobilnih
sredstava za za{titu od prislu{kivanja;
tzv. radio izvi|anje u toku trajanja
sastanka; kontrola ugra|enih sredstava i
ure|aja za za{titu od prislu{kivanja i dr.
Pored ovoga protivprislu{na za{tita
obuhvata:
- protivprislu{ni pregled poklona i
drugih predmeta pre uno{enja u {ti}eni
objekat,
- za{titu od prislu{kivanja preko
telefona i telefonskih ure|aja –
instalacija mo`e se dosta efikasno
obezbediti na jedan od slede}ih
na~ina, a jo{ bolje njihovom
kombinacijom: ugra|ivanjem
posebnih telefonskih elektronskih
ure|aja za za{titu od prislu{kivanja
preko zatvorenih telefona i dela
telefonske instalacije, i {ifrovanje
telefonskih razgovora, kao i
pismenom korespondencijom
1 Na primer, pri izgradnji {vedske ambasade u
Moskvi radove su izvodile {vedske firme;
anga`ovani su radnici iz {vedskih firmi
prethodno bezbednosno provereni; materijal,
oprema, ure|aji i instalacije dovezeni su iz
[vedske; objekat u toku izgradnje bio pod
posebnim bezbednosnim re`imom; obezbe|eno
je protivprislu{nu za{titu sa odgovaraju}om
opremom; stalno je kontrolisano izvo|enje svih
radova, itd.
2 Ovakvim pregledom ameri~ki stru~njaci su
otkrili oko 1.200 "stenica" u svojoj novoj
ambasadi u Moskvi.
teleprinterom, odnosno postavljanjem
elektronske opreme za {ifrovanje na
predaji i sli~ne opreme za de{ifrovanje
na prijemu,
- postavljanje, odnosno montiranje
metalnih ili drvenih `aluzina na
prozore prostorija koje se `ele za{tititi
od prislu{kivanja – laserskog,
radarskim zracima ...
- razgovore voditi u prostorijama,
odnosno na mestima gde postoji
najmanja verovatno}a i mogu}nost za
prislu{kivanje,
- pismeno komunicirati sa
sagovornikom u prislu{kivanoj
prostoriji i drugo.
Za{tita od tajnog ili nasilnog upada u
{ti}eni objekat (protivprovalna za{tita)
odre|ene prostorije u njemu (tzv.
restriktivni prostor) podrazumeva
primenu mera koje treba da spre~e,
alarmiraju i neutrali{u svaki neovla{}eni
pristup nepozvanih lica u njega.U
novije vreme sve vi{e se sre}emo sa
potrebom za{tite mnogih objekata
tehni~kim sredstvima, budu}i da za{tita
zasnovana na fizi~kom obezbe|enju, uz
preduzimanje preventivnih mera, nije
dovoljno efikasna.
Pod restriktivnim prostorom
podrazumeva se kako otvoren, tako i
zatvoren prostor, pojedine prostorije,
delovi prostorija i sli~no, sve vitalne
celine koje su zbog svog osetljivog
sadr`aja dostupne samo odre|enim
licima.
Merama za{tite od tajnog ili nasilnog
upada u {ti}eni objekat se:
- spre~ava ulazak u {ti}eni objekat,
odnosno restriktivni prostor
primenom: fizi~kih barijera (ograde,
metalne re{etke, blindirana vrata ... ),
specijalnih brava (na vratima i
prozorima), kontrolora pristupa
(bed`evi, identifikacione kartice ... ) i
osvetljenjem prilaznih puteva i
- alarmira i neutrali{e svaki neovla{}eni
pristup {ti}enom objektu, odnosno
restriktivnom prostoru primenom
alarmnih ure|aja, TV sistema
zatvorenog kruga i dr.
Preduzimanjem mera protivprovalne
za{tite treba da se onemogu}i ulazak
nepozvanih lica u krug {ti}enog
objekta, sam objekat i restriktivni
prostor.
Za za{titu od tajnog ili nasilnog upada u
{ti}eni objekat ili odre|ene prostorije u
njemu, koriste se: razni alarmni sistemi
za{tite; TV sistemi zatvorenog kruga;
metalne i betonske prepreke; sistem
osvetljenja; blindirana vrata i
neprobojno staklo; kao i razni znaci
zabrana i obave{tenja.
Za{tita od po`ara ili protivpo`arna
za{tita (PPZ) obuhvata skup mera i
radnji normativne, upravne,
[042]
organizaciono - tehni~ke, preventivne,
obrazovne, informativno -vaspitne i
druge prirode. Za{tita od po`ara se
neposredno sprovodi na svim mestima i
objektima koji su izlo`eni opasnosti od
po`ara.
Normativno ure|enje za{tite od po`ara,
Elektroprivreda Srbije vr{i u skladu sa
zakonom i drugim propisima iz ove
oblasti, ure|uje, organizuje i
neposredno obezbe|uje sprovo|enje
za{tite od po`ara na osnovu dva op{ta
akta: Pravilnika o za{titi od po`ara i
Plana za{tite od po`ara.
Pravilnikom o za{titi od po`ara utvr|uju
se mere i poslovi u vezi sa
sprovo|enjem i unapre|enjem za{tite od
po`ara. Ovim aktom se ure|uju slede}a
pitanja:
1. Mere za{tite od po`ara;
2. Organizacija, delokrug i ovla{}enja
vatrogasne jedinice;
3. Prava i obaveze odgovornog radnika
i ostalih radnika u vezi sa
sprovo|enjem mera za{tite od
po`ara;
4. Na~in upoznavanja radnika sa
merama i opasnostima od po`ara i
postupkom u slu~aju po`ara;
5. Na~in izvo|enja teoretske i prakti~ne
obuke i provere znanja u vezi sa
poznavanjem propisa iz oblasti
za{tite od po`ara, kao i u rukovanju
aparatima, sredstvima i opremom za
ga{enje;
6. Postupak u vezi sa izdavanjem
odobrenja za izvo|enje radova
zavarivanja, rezanja i lemljenja na
za{ti}enim mestima;
7. Na~in vr{enja unutra{nje kontrole
sprovo|enja mera za{tite od po`ara,
kao i du`nosti, ovla{}enja i
odgovornosti radnika koji tu kontrolu
vr{e;
8. Odgovornost radnika zbog
nepridr`avanja propisanih mera
za{tite od po`ara i du`nosti radnika u
slu~aju izbijanja po`ara i u~e{}e u
ga{enju po`ara.
Planom za{tite od po`ara, na osnovu
snimljenog stanja, procenjuje se stepen
ugro`enosti od po`ara za svaki
konkretan objekat, ukazuje na
nedostatke koje treba otkloniti, a zatim
predvi|aju mere koje treba preduzeti
kako bi se stanje unapredilo. U prilogu
plana, kroz grafi~ku dokumentaciju,
daju se prikazi objekata, svakog
pojedina~no i svih ukupno, njihova
veli~ina i visina, ucrtani putevi, prolazi
i prilazi, ozna~ena hidrantska mre`a,
izvori{ta vode, udaljenost objekata
razli~ite namene, posebno opasnih
objekata i drugo. Poseban deo plana
sadr`i detaljno razra|en postupak
ga{enja po`ara. Ovaj postupak
razra|uje se na dva nivoa:
energija
- prvi je na „makro” planu, imaju}i u
vidu ukupne opasnosti u objektima
organizacije i potrebu organizovanja
svih raspolo`ivih snaga i sredstava,
- drugi je na „mikro” planu, kada se
postupak razra|uje za svaki konkretan
objekat ili za pojedine delove objekta.
Organizovanje poslova za{tite od
po`ara Elektroprivreda Srbije vr{i na
osnovu Zakona o za{titi od po`ara kao
institucija koja spada u prvu kategoriju
ugro`enosti od po`ara. Zbog toga EPS
mora osnovati vatrogasnu jedinicu,
organizovati vr{enje poslova preventive
i doneti plan za{tite od po`ara.
Osnovni zadaci vatrogasnih jedinica su:
- ga{enje po`ara i spa{avanje ljudi i
imovine ugro`ene po`arom,
- preduzimanje, odnosno sprovo|enje
preventivnih mera na spre~avanju i
suzbijanju uzroka koji bi mogli da
dovedu do izbijanja po`ara, i
- u~estvovanje u spre~avanju i
suzbijanju drugih elementarnih
nepogoda i spasavanje ljudi i imovine
ugro`enih njima.
Zakonom o za{titi od po`ara, tehni~kim
propisima, planovima i pravilnicima,
utvr|en je veliki broj preventivnih mera
za za{titu `ivota lica i imovine od
po`ara. Najzna~ajnije mere za{tite
utvr|ene u Zakonu o za{titi od po`ara,
~ije dosledno sprovo|enje uti~e na
bezbednost objekata i lica u njima su:
1. Ure|aji, oprema i sredstva za
ga{enje. EPS mora imati
odgovaraju}e ure|aje, opremu i
sredstva za ga{enje po`ara. Vrste
ure|aja, opreme i sredstava kao i
mesta na kojima se ona postavljaju,
odre|uju se u zavisnosti od povr{ine
prostora, vrste procesa proizvodnje,
tehnologije i prisutnih opasnosti od
po`ara i eksplozije. Vrlo je bitno da
se ure|aji, oprema i sredstva za
ga{enje po`ara uvek odr`avaju u
ispravnom stanju, da se namenski
koriste, da se nalaze na posebno
ozna~enim mestima i da su dostupna
za upotrebu.
2. Ure|aji i instalacije za otkrivanje,
dojavu i ga{enje po`ara. Ovi ure|aji
i instalacije tako|e moraju da se
odr`avaju u ispravnom stanju,
redovno se mora proveravati njihova
ispravnost, o ~emu se vodi posebna
evidencija.
5. Sanitarno - tehni~ke, biolo{ke
i hemijske mere obezbe|enja
Ove mere preduzimaju se radi
pronala`enja i uklanjanja biolo{kih i
hemijskih materija {tetnih po zdravlje i
opasnih po `ivot koje objekat i lica u
njemu mogu ugroziti preko vazduha,
vode, hrane i predmeta op{te upotrebe.
U praksi se naj~e{}e preduzimaju
slede}e mere:
- Sanitarno - tehni~ki pregled odre|enih
objekata (ugostiteljski objekti –
restorani, objekti u kojima se okuplja
ve}i broj lica, kao i drugi objekti
zavisno od procene);
- Ostvarivanje uvida u sanitarni status
osoblja koje rukuje `ivotnim
namirnicama, lekovima ...;
- Ostvarivanje uvida u zdravstvenu
ispravnost i kvalitet prehrambenih i
drugih artikala ...;
- Kontrola higijene transporta i
uskladi{tenja `ivotnih namirnica,
lekova ...;
- Biolo{ka i hemijska kontrola `ivotnih
namirnica, vode, vazduha i predmeta
op{te upotrebe;
- Mere dezinfekcije, dezinsekcije i
deratizacije (DDD za{tita);
- Anga`ovanje odre|enih inspekcijskih
slu`bi (sanitarna, zdravstvena,
veterinarska, tr`i{na i dr.) i odre|enih
specijalizovanih ustanova.
6. Mere zdravstvene za{tite
Mere zdravstvene za{tite preduzimaju
se radi za{tite `ivota i zdravlja lica, a
obuhvataju:
- mere preventivno - medicinske za{tite,
- pru`anje op{te i hitne medicinske
pomo}i (na licu mesta i u toku
transporta do sme{taja u zdravstvenu
ustanovu),
- ambulantno - poliklini~ke usluge,
- stacionarno ispitivanje,
- le~enje i rehabilitacija u zdravstvenim
ustanovama.
7. Zaklju~ak
Obezbe|enje objekata za proizvodnju i
distribuciju elektri~ne energije je veoma
slo`ena delatnost koja je od vitalnog
zna~aja za nesmetano funkcionisanje
Elektoroprivrede Srbije. Objekti se
obezbe|uju u skladu sa zakonima i
normativnim aktima EPS - a. Na
osnovu tih propisa za svaki {ti}eni
objekat donosi se poseban plan mera
obezbe|enja. Plan mera donosi {ef
slu`be obezbe|enja po odobrenju,
odnosno uz saglasnost rukovodioca
nadle`nog za konkretan objekat.
Plan mera obezbe|enja sadr`i:
- Procenu bezbednosne situacije o
ugro`enosti objekta. Procena
bezbednosne situacije treba da sadr`i
sva bezbednosna saznanja od zna~aja
za za{titu objekta i lica koja se nalaze
u njemu (od koga i kako mo`e biti
ugro`ena bezbednost objekta i lica).
Bezbednosna procena je najva`niji
deo svakog plana, po{to se na osnovu
nje planiraju i preduzimaju
odgovaraju}e mere obezbe|enja procena mora u svakom trenutku da
bude aktuelna;
[043]
- Fizi~ke mere obezbe|enja (unutra{nje
i spoljno obezbe|enje). Detaljno
razra|eni zadaci lica koje vr{i poslove
obezbe|enja kao i postupci za svaki
konkretan slu~aj (anonimne najave o
podmetanju eksplozivnih naprava ... );
- Mere preventivno - tehni~ke za{tite
(protivdiverziona za{tita, za{tita od
tajnog ili nasilnog upada u objekat ili
odre|enu prostoriju, mere za{tite od
po`ara);
- Sanitarno - tehni~ke, biolo{ke i
hemijske mere obezbe|enja;
- Skice {ti}enog objekta, odnosno
podru~ja pod bezbednosnom za{titom,
sa nazna~enim tzv. kriti~nim ta~kama;
- Plan odbrane za tzv, krizne situacije
(napad na objekat, po`ar, poplava,
zemljotres itd.).
Trenutno, obezbe|enje objekata
Elektroprivrede Srbije vr{i slu`ba u
sastavu EPS - a, koja je organizaciono,
kadrovski i tehni~ki u dovoljnoj meri
osposobljena za obavljanje funkcije
za{tite bezbednosti {ti}enih objekata.
Ipak, stalno unapre|enje ove slu`be
treba da bude procesna funkcija
rukovodstva EPS - a, koja bi se
kontinuirano odvijala.
energija
N. Miju{kovi}
EMS, Beograd
UDC: 621.311.1 : 339.5.012.23
Prava prenosa u
elektroenergetskim
sistemima
1. Uvod
Prenosna mre`a je klju~ni element
elektroenergetskog sistema (EES) u
pogledu pouzdanosti i sigurnosti rada
EES. Ona u sinhroni rad povezuje EE
sisteme udaljenih podru~ja. Takvi su, na
primer, sistemi UCTE ( u Evropi) ili
Eastern Interconnection u SAD.
Uvo|enjem, me|utim, tr`i{nih
elemenata u rad EES, prenosna mre`a
dobila je i nove strate{ke karakteristike.
Omogu}ena je ekonomi~na
eksploatacija velikih, skupih
generatorskih jedinica, ~ija primena u
manjim EES ne bi bila ekonomski i
sigurnosno opravdana [1]. Efekat
spontane ekonomi~nosti velikih sistema
(„economies of scale“) sve vi{e dolazi
do izra`aja, upravo zahvaljuju}i
prenosnim mre`ama sna`no integrisanih
EES razli~itih dr`ava i regiona.
S druge strane, pogotovu u upravljanju
u realnom vremenu, centralizovano
upravljanje pomo}u Operatora
prenosnih sistema ( OPS ) je, zasad,
jedino efikasno re{enje, sa stanovi{ta
operativne pouzdanosti rada EES.
Rezime
Na osnovu novih tr`i{nih principa rada prenosne mre`e elektro energetskih sistema
nju, istovremeno, mo`e da koristi vi{e u~esnika: elektroprivrednih preduze}a,
individualnih proizvo|a~a elektri~ne energije, trgovaca energijom, itd. Pored
ostalog, u cilju boljeg iskori{}enja tog resursa u na{em regionu je formirana
Energetska zajednica zemalja Jugoisto~ne Evrope. U ovom radu su prikazana
pravila kojima je mogu}e povezati fizi~ke zakone, po kojima se transakcije u
trgovini elektri~nom energijom obavljaju, sa ekonomskim efektima anga`ovanja
kapaciteta prenosne mre`e.
Zbog toga je definisan pojam prava prenosa elektri~ne energije prenosnom
mre`om elektro energetskih sistema, kako bi se ova slo`ena materija
sistematizovala i omogu}ilo s jedne strane ekonomi~no iskori{}enje proizvodnih
resursa, a s druge strane obezbedio pouzdan rad elektroenergetskog sistema kao
njegov prvenstveni cilj.
Klju~ne re~i: Prava prenosa, elektroenergetski sistemi, interkonekcije.
2. Prava prenosa
Na osnovu novih tr`i{nih principa rada
prenosne mre`e, nju, istovremeno,
mo`e da koristi vi{e u~esnika:
elektroprivrednih preduze}a,
individualnih proizvo|a~a elektri~ne
energije ( IPP - Independent Power
Producers), trgovaca elektri~nom
energijom, itd.Dakle, neophodno je
definisati pravila kojim }e se fizi~ki
zakoni, po kojima se transakcije
elektri~ne energije obavljaju u
prenosnoj mre`i, povezati sa
ekonomskim efektima anga`ovanja
kapaciteta te iste prenosne mre`e [2]. U
tu svrhu se koriste elementi PTDF
matrice [3, 4].
U su{tini, pravo prenosa je vlasni~ko
pravo koje omogu}ava njegovom
nosiocu da pristupi delimi~no (ili u
celini) prenosnom kapacitetu.
Generalno govore}i ono se mo`e
podeliti u tri kategorije:
1. pravo da se dobije finansijski prihod
na osnovu kori{}enja prenosnog
kapaciteta drugih u~esnika,
2. pravo da se koristi prenosni kapacitet
(zajedno sa drugim u~esnicima),
3. pravo da se isklju~e drugi u~esnici iz
kori{}enja prenosnog kapaciteta.
Prva kategorija se zasniva samo na
finansijskim koristima i poznata je kao
finansijsko pravo.
Abstract
The externalities due to loop flows in a transmission network represent a critical
issue that must be resolved before competition can be successfully introduced into
the electric power industry for long – term economic benefits. The main insight is
that a system of flow – based transmission rights enables market – based
congestion management for efficient energy and transmission markets.
Once a system of tradable flowgate rights is established, the control of the
transmission system is shifted from line owners to the market, in which the
transmission charges are determined competitively without excessive complexity or
monopoly power abuses.
[044]
Druga kategorija kombinuje finansijske
prihode sa rezervacijama prenosnih
kapaciteta i poznata je kao rezervacija
kapaciteta.
Tre}a kategorija obuhvata sve
komponente vlasni{tva i poznata je kao
fizi~ko pravo prenosa, ali je u praksi
neprimenjivo, jer mo`e da smanji nivo
pouzdanosti i sigurnosti rada sistema.
Naime, OPS mora imati potpunu
kontrolu nad svim komponentama
prenosne mre`e.
3. Prava prenosa na kriti~ni
komponentama (Flow Gate)
Prava prenosa na kriti~nim
komponentama omogu}avaju nosiocu
energija
tih prava rezervisanje kapaciteta ili
prioritet u njihovom kori{}enju. Ukupan
broj ovih prava, koja se dodeljuju za
svaku kriti~nu komponenetu, odre|en je
njenim kapacitetom. Ukoliko korisnik
ne ostvaruje transakcije, OPS preuzima
njegove prerogative i dodeljuje ih
drugom. Dakle, prava prenosa se
razlikuju od fizi~kih prava prenosa pre
svega u tome {to, ukoliko ih nosilac ne
koristi ne mo`e da spre~i druge
u~esnike da koriste komponente EES po
principima prava prenosa.
U praksi se mo`e smatrati da termini
kori{}enja prava prenosa prestaju kada
prestaju i termini za ugovore tipa „dan
unapred“, a po~inju ugovori tipa
„realno vreme“ ( spot tr`i{te ).
Razlike, izme|u ugovorom za dan
unapred predvi|enih tokova snaga i
stvarnih tokova snaga mogu se
poravnati na spot tr`i{tu.
4. Spot tr`i{te
Spot tr`i{te je u strukturalnom smislu
„rezidualno“ tr`i{te. Ono se uspostavlja
onda kada su sve transakcije energije i
prenosnih prava iz tr`i{ta „dan unapred“
zavr{ene. OPS je u obavezi da
implementira transakcije zaklju~ene u
tr`i{tu dan unapred i zatim da
organizuje spot tr`i{te zajedno sa
ponudama za prilago|avanje tokova
snaga u EES u cilju njegovog sigurnog
rada i rezervnih napajanja koja su
neophodna za spre~avanje neo~ekivanih
zagu{enja ili neuravnote`enih stanja u
radu EES. U izra~unavanju spot cene za
energiju i prava prenosa, OPS sprovodi
centralizovanu optimizacionu proceduru
tokova snaga koja uva`ava
raspolo`ivost komponenti u prenosu,
minimalne snage rada generatora,
brzine podizanja snaga agregata,
gubitke u radu EES, kao i ograni~enja u
vezi sigurnosti rada EES (N-1). Cene na
spot tr`i{tu se dobijaju kao „odrazne
cene“ (shadow prices) koje su rezultat
ograni~enja u radu EES, a definisane su
rezultatima dobijenim optimizacionim
programom. Ovaj program kao ulazne
informacije koristi slede}e podatke:
1. ponude za prodaju i kupovinu
elektri~ne energije,
2. ponude za koli~inu energije i cenu
njene snage potrebne za
prilago|avanje rada EES,
3. ponude za koli~inu rezervne energije
i cene za snagu te energije.
O~igledna prednost centralizovanog
na~ina rada je mogu}nost da se izvr{i
bliska koordinacija aktivnosti u ove tri
komplementarne oblasti.
Spot tr`i{te omogu}ava vrlo bitan
mehanizam za prilago|avanje,
povezuju}i decentralizovano tr`i{te za
dan unapred i centralizovano
upravljanje u realnom vremenu.Tokovi
snaga u realnom vremenu mogu
odstupati od onih tokova snaga
predvi|enih na osnovu ugovora iz
tr`i{ta za dan unapred, barem iz dva
razloga. Prvo, prora~uni u procesu
trgovine elektri~nom energijom mogu
da odstupaju od fizi~kog stanja sistema
u realnom vremenu. Drugo, neo~ekivani
doga|aji ( na primer, ispad
generatorskih jedinica ili prenosnih
vodova koji nisu bili obuhva}eni
analizom (N-1), ili nastanak ve}e
potro{nje elektri~ne energije od
prognozirane) mogu da se pojave u
momentima kada je tr`i{te za dan
unapred ve} zatvoreno. Mehanizam za
prilago|avanje mo`e da se sagledava i
kao me|usobno osiguranje koje
obezbe|uje pouzdanost u radu EES, ali
i kao doprinos efikasnosti rada EES.
Dakle, najva`niji cilj sistema
definisanja prava prenosa jeste da se
osigura integritet tr`i{ta za dan unapred
i rada sistema u realnom vremenu.
5. Numeri~ki primer
Analizira}emo primenu ekonomskih
zakonitosti i primenu PTDF matrice na
realnom primeru 400 i 220 kV EES
Srbije u koji su uklju~eni i delovi EES
okolnih dr`ava, neophodni za potpunu
analizu [1].
Snaga potro{nje je 5625 MW {to je
tipi~na vrednost za prose~nu zimsku
potro{nju u EES Srbije.
Posmatra}emo dalekovod 400 kV,
401/2, HE “\erdap 1” – TE “Drmno”.
Proizvodnja HE “ \erdap 1” iznosi
712.5 MW, a TE “Drmno” 293.0 MW.
Usled tranzita od 600 MW iz Rumunije
do TS 400 kV Ernestinovo, pri
navedenim uslovima kroz ovaj vod
proti~e 541,56 MW.
Ako se zahteva da je zbog sigurnosti
(operativne pouzdanosti) neophodno da
optere}enje dalekovoda bude 400 MW
tada na osnovu jedna~ine (6), literatura
[1] sledi :
dP = (541.56 – 400)/( 0.5223 – (-)
0.2042) = 194.85 MW
Potrebno je, dakle, u HE “\erdap 1”
smanjiti optere}enje na ( 712.5 –
194.85) = 517.65 MW, a u TE
“Drmno” pove}ati proizvodnju na ( 293
+ 194.85 ) = 487.85 MW.
Dakle ukupna promena iznosi 194.85
MW, a ostvarena je samo izme|u
posmatrane dve elektrane, jer se
potro{nja smatra konstantnom u ovoj
analizi.
Za upravljanje zagu{enjem na ovom
dalekovodu ovo je najbolja mogu}a
kombinacija generatorskih parova.
Kombinacija , na primer, HE
“\erdap1” sa TE “N. Tesla A”, zahteva
promenu od 236.57 MW, jer je LSF TE
“ N. Tesla A ”, za ovaj dalekovod,
jednak elementu matrice
PTDF = – 0.0761 [5].
[045]
Za razliku od analize u [1] ovde }emo
posmatrati i ekonomski efekat ovog
redispe~iranja.
Pretpostavimo da se ponu|ena cena TE
„Drmno“ na tr`i{tu za dan unapred
mo`e modelovati izrazom (1) :
C (Eur/MWh) = 20 + 0.05*P
(1)
gde je :
P - snaga na pragu elektrane
Dakle, pre redispe~iranja, na osnovu
anga`ovanja elektrana definisanog
tr`i{tem za dan unapred cena
isporu~ene energije iz TE „ Drmno“
bila je:
C = 20 + 293*0.05 = 34.65 (Eur/MWh)
{to je ni`a cena od cene dostignute za
ceo region od 40 (Eur/MWh), a koja je
relevantna za ceo region pa i za TE „
Drmno“ i HE „ \erdap1“.
Me|utim, zbog redispe~iranja u
realnom vremenu, da bi se otklonilo
zagu{enje na posmatranom dalekovodu
401/2, podi`e se optere}enje TE
„Drmno“ na 487.85 (MW), ~emu
odgovara porast cene rada elektrane
(ako smatramo da se anga`ovanje
elektrane u realnom vremenu realizuje
po istom modelu – jedna~ina (1)), na
vrednost:
C1 = 20 + 0.05*487.85 = 44.3925
(Eur/MWh)
dok je u regionu ostala prethodna cena
od 40(Eur/MWh). Na taj na~in do{lo je
do razdvajanja tr`i{ta, zbog zagu{enja
na dalekovodu 401/2 koji se po
terminologiji prava prenosa naziva
kriti~ni element ( flow gate).
Problem zagu{enja mora biti re{en spot
tr`i{tem, jer ako bi TE „ Drmno“ sa
dostignutom cenom postala marginalna
elektrana za tr`i{te Srbije, tada bi porast
cene usled zagu{enja za korisnike
dalekovoda 401/2 umesto 4.4
(Eur/MWh) za svaki preneseni MWh
iznosio oko 106 (Eur/MWh). To je,
naravno, neprihvatljivo za korisnike
prava prenosa na dalekovodu, pa se
re{enje mora tra`iti u anga`ovanju
elektrana koje su predvi|ene da rade
prema rezultatima aukcije za spot
tr`i{te.
6. Zaklju~ak
U radu je prikazana problematika
definisanja prava prenosa elektri~ne
energije na prenosnim sistemima u
na{em regionu. Analiza se zasniva na
praksi primenjenoj u razvijenim
zapadnim EES. Ovo pitanje je od
su{tinskog zna~aja za adekvatnu
izgradnju novih dalekovoda, kao i za
probleme upravljanja u EES u cilju
njegovog pouzdanog rada. Da bi se
problem mogao adekvatno re{iti
neophodno je posmatrati ceo region iz
ugla definisanog sa dva tr`i{ta: dan
unapred i spot tr`i{ta, kao i sa
stanovi{ta redispe~inga u realnom
vremenu.
energija
7. Literatura
1. N. Miju{kovi}, „Regionalna
koordinacija redispe~iranja“, 3.
Savetovanje - “ Energetika”, Zlatibor,
april 2007.
2. H.P. Chao, S. Peck, S. Oren, R.
Wilson, „ Flow -Based Transmission
Rights and Congestion Management“,
The Electricity Journal, Elsevier
Science Inc., Oct. 2000, pp 38-58
3. M. Emery, A. Karpatchev, D.
Tchoubraev, „Congestion management
at ETRANS“, CIGRE/IEEE PES
Symposium, San Antonio, Oct. 2005.
4. N. Miju{kovi}, „ Faktori PTDF
matrice“, 28. Savetovanje JUKO
CIGRE - V. Banja, R C2 -04, 2007.
Mr Miroslav Elezovi}, dipl. el. in`.
Tehni~ki opitni centar, Beograd
Prof.dr Lazar Petrovi}, dipl. el. in`.
Kriminalisti~ko - policijska akademija, Zemun
UDC: 621.311.1.027
Imunost elektronske
opreme na promene u
mre`i za napajanje
Rezime
Ispitivanje imunosti elektronske opreme na tranzijentne poreme}aje u mre`i
napajanja obuhvata ispitivanje imunosti na elektrostati~ko pra`njenje, brze
tranzijente / rafale, naponske udare i propade, kratkotrajne prekide i varijacije
napona napajanja. U ovom radu izvr{ena je analiza nastajanja i posledica
propada, kratkotrajnih prekida i varijacija napona napajanja kao i
eksperimentalna provera ispitivanja imunosti elektronskih ure|aja na propade,
kratkotrajne prekide i varijacije napona napajanja.
Klju~ne re~i: Elektronski, ure|aji, imunost, propadi, kratkotrajni prekidi i
varijacije napona napajanja.
Immunity of Electronic equpment on Voltaje Variotins in Power
Network
Testing immunity on transient disturbances in main supply of electronics
equipments is included Electrostatic discharge immunity test, Electrical fast
transient/burst immunity test, Surge immunity test and Voltage dips, Short
interruptions and Voltage variations immunity tests. In this paper is performed
analysis of source and consequence of Voltage dips, Short interruptions and
Voltage variations, and experimental work for Voltage dips, Short interruptions
and Voltage variations immunity test of electronics equipment.
Key words: Electronic, equipment, immunity, voltage dips, short interruptions and
voltage variations.
1. Uvod
Tranzijentni prenaponi u sistemima za
napajanje nastaju iz razloga dovo|enja
elektri~ne energije u sistem za
napajanje. U principu postoje dve vrste
izvora smetnji. Prirodni izvori smetnji
su atmosfersko i elektrostati~ko
pra`njenje. Drugu vrstu smetnji
uzrokuje ~ovek. To su pre svega
komutacione pojave koje uslovljavaju
pojavu prekida~kih tranzijenata i
naponska pra`njenja koja nastaju usled
kvara ili gre{ke u ure|ajima ili
sistemima. Ove pojave uzrokuju
kratkotrajne naponske impulse1 visoke
amplitude koje su dovoljne da poremete
U ovom radu su analizirani na~ini
generisanja takvih smetnji kao i
ispitivanje imunosti elektronskih
ure|aja na propade, kratkotrajne
prekide i varijacije napona napajanja, u
skladu sa standardom koji defini{e IEC
(EN) 61000 – 4 - 112. Primena ovog
standarda je, u skladu sa ubrzanom
harmonizacijom na{ih standarda sa
standardima Evropske unije, EN, je
postala i kod nas obavezuju}a.
1 reda nanosekunde ili mikrosekunde.
2 Voltage dips, Short interruptions and Voltage
variations immunity tests.
[046]
rad elektronskih kola, a u nekim
slu~ajevima mogu imati dovoljno
energije da o{tete ili uni{te pojedine
komponente kola.
energija
2. Propadi, kratkotrajni prekidi i
varijacije napona napajanja
2.1 Uzroci poreme}aja,
karakteristike i posledice
Propadi napona i kratki prekidi izazvani
su gre{kama u mre`i za napajanje i u
elektri~noj instalaciji ili pri nagloj
promeni velikog optere}enja. U nekim
slu~ajevima mogu se javiti dva ili vi{e
propada ili prekida napona napajanja.
Varijacije napona napajanja su naj~e{}e
izazvane usled kontinualnih promena
optere}enja spojenog na mre`u za
napajanje. Ova pojava je u realnim
uslovima slu~ajnog karaktera i mo`e se
okarakterisati veli~inom odstupanja od
propisanih granica napona i vremenom
trajanja te pojave.
Naponski propadi i prekidi nisu uvek
nagli, zbog vremena reakcije rotacionih
ma{ina i elemenata za{tite koji su
spojeni na mre`u za napajanje. Ako
nastupi prekid u mre`i za napajanje,
napon napajanja }e opadati postepeno,
u zavisnosti od toga koliko je rotacionih
ma{ina priklju~eno na mre`u. Ako je
vremenski period prekida napajanja
kratak, rotacione ma{ine }e u tom
kratkom vremenu raditi kao generatori
pa }e za to vreme vr{iti slanje elektri~ne
energije u mre`u za napajanja.
Savremena elektronska oprema je
mnogo puta osetljivija na postepene
promene napona napajanja, {to u ve}ini
slu~ajeva dovodi do naglih promena u
mre`i. Ve}ina opreme za obradu
podataka ima ugra|en detektor gubitka
mre`nog napona napajanja u svrhu
za{tite i skladi{tenja podataka u internoj
memoriji, tako da se nakon ponovne
pojave mre`nog napona, oprema mo`e
ponovo uklju~iti u normalan rad. Neki
od tih detektora nemaju dovoljnu brzinu
reakcije, tako da se u slu~aju ispada
mre`e za napajanje ~esto gube podaci i
oprema se ne mo`e ponovo korektno
startovati.
Me|unarodni standard koji reguli{e ovu
problematiku, IEC 61000 – 4 - 11
standard (i njegov evropski EN
ekvivalent), je osnovni standard koji
propisuje razli~ite tipove ispitivanja u
svrhu simuliranja uticaja naglih
promena napona napajanja i
opcionalno, postepenih promena napona
napajanja, ukoliko je to specificirano
standardom za pojedina~ni proizvod.
Ovim standardom su, pored ostalog,
definisane neke od vrsta navedenih
poreme}aja.
Propad napona je naglo smanjenje
napona napajanja u kratkom
vremenskom periodu od polovine
ciklusa (sinusoide) do nekoliko sekundi.
Kratkotrajni prekid napona je prekid
napona napajanja u vremenu tipi~no ne
ve}em od 1 minuta, a mo`e se
razmatrati kao propad napona sa 100%
amplitude.
Varijacija napona je postepena
promena napona napajanja, ka vi{oj ili
ni`oj vrednosti propisanog opsega
napona. Trajanje promene mo`e biti
kratko ili dugo, u odnosu na period
sinusoidnog napona.
Ispitni nivo napona predstavlja napon
koji je deklarisan kao napon kojim se
vr{i ispitivanje konkretne opreme, UT.
2.2 Propadi i kratkotrajni prekidi
napona napajanja
Promena koja nastaje izme|u ispitnog
nivoa napona UT i promenjenog napona
napajanja je nagla i mo`e nastati pri
bilo kojem faznom uglu. Ispitni nivoi
napona (u %UT ) koji se koriste za ova
ispitivanja su: 0%, 40% i 70%, {to
odgovara propadima napona i
kratkotrajnim prekidima od 100%, 60%
i 30%. Preporu~eni ispitni nivoi napona
i vremena trajanja prekida napajanja
dati su u tabeli 1, a na slici 1 je dat
jedan primer pri propadu napona od
70% u toku 10 periodi~nog ciklusa, sa
startom u trenutku prolaska sinusoide
napona napajanja kroz nulu.
Konkretni ispitni nivoi napona i trajanja
prekida u napajanju daju se u
standardima za pojedina~ne proizvode.
Ispitnom nivou napona od %UT
odgovara potpuni prekid napona
napajanja. U praksi se ~esto uzima da
se nivoi ispitnog napona od 0 % do
20 %UT od propisanog napona
napajanja mogu smatrati kao potpuni
prekid u napajanju.
Pri kra}im trajanjima prekida napajanja
koja su data u tabeli 1, posebno trajanje
od polovine periode, odnosno ciklusa,
ispitivanja treba vr{iti tako da se sa
sigurno{}u mo`e konstatovati da
ispitivana oprema radi u skladu sa
svojim performansama.
2.3 Varijacije napona napajanja
Kod ispitivanja varijacija napona
napajanja razmatra se definisani prelaz
sa deklarisanog ispitnog nivoa napona
UT na promenjeni napon napajanja.
Preporu~eno vreme trajanja
promenjenog napona i vreme za koje se
uspostavi promenjeni napon dati su u
tabeli 2. Brzina promene napona treba
da bude konstantna, ali mo`e biti i u
koracima, pod uslovom da su koraci
pozicionirani u trenutku prolaska
sinusoide napona kroz nulu i da nisu
ve}i od 10 % UT. Za korake manje od 1
% UT smatra se da je brzina promene
napona konstantna.
Na slici 2. dat je dijagram promene
napona u funkciji vremena. U
opravdanim slu~ajevima koji su dati u
specifikaciji proizvoda, mogu se
primeniti i druge vrednosti promene
napona napajanja.
Tabela 1 Preporu~eni ispitni nivoi i vremena trajanja prekida napajanja
Slika 1 Propad napona od 70% u toku 10 perioda sa startom u trenutku
prolaska sinusoide napona kroz nulu
[047]
energija
Tabela 2 Preporu~ena vremena promene napona kao i vreme rada pod
smanjenim naponom
Slika 2 Varijacije napona napajanja u funkciji vremena
2.4 Procedure, uslovi ispitivanja i
karakteristike generatora
poreme}aja
Procedure i uslovi ispitivanja imunosti
elektronske opreme na propade,
kratkotrajne prekide i varijacije napona
napajanja dati su ta~ki 8. navedenog
standarda, a u ta~ki 9. data su
tuma~enja rezultata ispitivanja, kao i
op{te napomene za pisanje izve{taja o
ispitivanju. Sa druge strane, u ta~ci 6.
standarda specificirane su zahtevane
karkteristike generatora poreme}aja,
kao i postupak verifikacije i kalibracije
karakteristika.
Ukoliko nije druga~ije odre|eno
klimatski uslovi u laboratoriji treba da
budu u okviru granica specificiranih za
rad opreme koja se ispituje (EUT) i
opreme kojom se vr{i ispitivanje (test
opremi).
Ispitivanje ne treba izvoditi ako je
relativna vla`nost toliko visoka da
dovodi do kondenzacije na ispitivanoj
(EUT) i test opremi.
Promene napona napajanja treba ispitati
pri njegovom prolazu kroz 0, kao i pri
dodatnim uslovima koji se mogu
smatrati kriti~nim, {to zavisi od
specifikacije proizvoda. Po`eljno je pri
ispitivanju izabrati slede}e faze: 0°,
45°, 90°, 135°,180°, 225°, 270°, 315°.
2.5 Rezltati ispitivanja
Ispitivanje se izvr{i prema metodologiji
koja je definisana i opisana u standardu
IEC 61000 – 4 - 11.
U ovom slu~aju vr{ene su dve vrste
ispitivanja imunosti printera na
propade, kratkotrajne prekide napona
napajanja izme|u faznog i nultog
provodnika kabla za napajanje, pri
razli~itim ispitnim nivoima naponima.
a) Ispitivanje imunosti printera na
propade, kratkotrajne prekide
napona napajanja izme|u faznog i
nultog provodnika kabla za
napajanje, vr{eno je ispitnim nivoima
napona od:
- 0 % {to odgovara naponu
napajanja
0V,
- 40 % {to odgovara naponu
napajanja
88V i
- 70 % {to odgovara naponu
napajanja
154V.
Trajanja ispitnih nivoa napona bila su
0,5; 1; 5; 10; 25 i 50 perioda, sa nizom
od 3 propada, odnosno prekida u
intervalima od 10 sekundi i sa startom u
trentku prolaska sinsoide napona
napajanja kroz nulu.
b) Ispitivanje imunosti printera na
varijacije napona napajanja izme|u
faznog i nultog provodnika kabla za
napajanje, ispitnim nivoima napona
40 % i 0 % sa:
[048]
- vremenom smanjenja napona
napajanja od 2s,
- vremenom rada pod smanjenim
naponom napajanja od 1s i
- vremenom pove}anja napona
napajanja od 2s.
Radne funkcije printera u toku i nakon
svih ovih ispitivanja, su ostale
nepromenjene. Tako|e, nisu zapa`ene
nikakve promene u sadr`aju memorije
printera.
3. Zaklju~ak
Izvori propada napona i kratkotrajnih
prekida, obi~no nisu u blizini ugro`enih
elektronskih ure|aja, a njihov uticaj se
prenosi u elektronska kola preko
kablovskih veza. Stoga, ispitivanje
imunosti obuhvata primenu vi{estrukih
naponskih impulsa definisanog oblika i
nivoa na svaki relevantni kablovski
priklju~ak, na specificiran i ponovljiv
na~in.
U svetu je prisutan trend porasta
zahteva za ispitivanje imunosti ure|aja
na uticaje tranzijentnih poreme}aja u
mre`i za napajanje i ova ispitivanja
imaju primenu pri ispitivanju {irokog
spektra proizvoda, kao {to su ure|aji
informacione tehnologije,
telekomunikacioni ure|aji, 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 i visoke
frekvencije ponavljanja, nedovoljno
poznavanje pojava, ispitivane opreme i
ispitne opreme mo`e izazvati o{te}enja
i jedne i druge opreme, kao i
nemogu}nost tuma~enja rezultata
ispitivanja i ocenjivanja. O~igledno je
da ova ispitivanja nisu rutinska pa se
stoga u mnogim stru~nim ~lancima iz
ove oblasti potencira stru~nost i
iskustvo ispitiva~a.
4. Literatura
Francois Martzloff (2004), “The
protection of computer and electronic
system Against Power Supply and data
lines Disturbances”, General Electric
Company, NY
Schaffner, “Transient Immunity Testing
a handy guide Schaffner”, www.
Schaffner.com
IEC 61000-4-11 (2001),
“Electromagnetic compatibility (EMC)
– Part 4-11: Testing and measurement
techniques – Voltage dips, Short
interruptions and Voltage variations
immunity test”, International
Electrotechnical Commission
John De Dad (2006), “Looking For
Sources of Transient Overvoltages”,
www.ecmweb.com
energija
Vladimir Rajs, Vladimir Milosavljevi}, Milo{
Slankamenac, Milo{ @ivanov
Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehni~kih nauka
UDC: 621.313.2 : 621.317.7
Idejno re{enje sistema za
kontrolu rada DC motora
putem SMS-a kori{}enjem
Simens ES 75 modema
I Uvod
U svetu savremene tehnologije uvek je
postojala te`nja in`enjera da se
mogu}nosti novih tehnologija
implementiraju u postoje}e industrijske
aplikacije i procese. Niko nije ni
pomi{ljao koliku }e popularnost
do`iveti mobilne telekomunikacije i
mobilni telefoni. Uporedo sa razvojem
mobilne telefonije razvijale su se i ideje
o njenoj upotrebi u industriji. Jedna od
takvih ideja koja je sprovedena u delo
je ure|aj koji moze da vr{i monitoring i
kontrolu nekog drugog ure|aja, u ovom
slu~aju DC motora, putem GSM
mre`e,dakle be`i~no. Kontrola ure|aja
be`i~nim putem je postojala i ranije ali
je udaljenost sa koje se moglo
kontrolisati bila ograni~ena. Sa
pojavom GSM mre`e dobila se
mogu}nost da sa jednog kraja sveta
mo`ete kontrolisati i monitorisati ure|aj
na drugom kraju sveta.
II GSM kontroler
Sa pojavom GSM kontrolera omogu}en
je monitoring i mogu}nost daljinskog
kontrolisanja razli~itih sistema. U
zavisnosti kako je koncipiran sistem
GSM kontroler mo`e da komunicira
putem SMS poruka, putem internet
sesija preko GPRS protokola ili kao
obi~an modem koriste}i GSM mre`u
kao medijum za prenos informacija.
Posebno se pokazala velika upotrebna
vrednost ovakvih GSM kontrolera za
monitoring i upravljanje
elektromotornim pogonima koji su
nepristupa~ni ili se nalaze u opasnim
sredinama (eksplozivne , radioaktivne,
fizi~ki nepristupa~ne, hemijski opasne
sredine..). Potreba za ovakvom vrstom
ure|aja je postojala od kada postoje
elektromotorni pogoni, ali je tek sa
razvojem tehnologije materijalizovana u
obliku GSM kontrolera. U industriji je
Rezime
Predmet ovog rada je razvoj ure|aja koji }e biti u mogu}nosti da kontroli{e rad
jednosmernog DC motora putem GSM mre`e. Za primanje i slanje SMS poruka
koristi se Simensov ES 75 Modem. Komunikacija izme|u modema i
mikrokontrolera PIC16F877 se vr{i putem RS232 komunikacije. Integrisano kolo
max232 se koristi za prilago|enje TTL signala sa izlaza mikrokontrolera RS232
standardu. Pri inicijalizaciji modema vr{i se autobaudrate. Upravljanje
jednosmernim motorom realizovano je preko H-mosta sa N-kanalnim mosfetovima.
H-most je projektovan sa strujnom za{titom pomo}u mernog otpornika.
Upravljanje H-mosta se vr{i pomo}u PWM signala, koji generi{e mikrokontroler.
Ure|aj je projektovan da radi na slede}e komande: START xxxx- gde umesto xxxx
stoji brzina kojom `elimo da se vrti motor (gornja i donja granica brzina su
unapred odre|ene), STOP komanda koja zaustavlja motor, REPORT komanda koja
vra}a korisniku informaciju o trenutno pode{enoj brzini putem SMS-a, ADMIN
<+38xxxxxxxx>-Admin nam omogu}ava da dodamo korisnika u listu ovla{}enih
lica koja mogu da upravljaju sistemom. Na prednjoj stani ure|aja nalazi se LC
displej za prikaz podataka.
Klju~ne re~i: kontrola DC motora ,modem Siemens ES 75.
Abstact
Theme of this project is development device witch has possibility to control a DC
motor with GSM. Simens ES 75 modes is used for receive and send SMS. RS232
communicatin is used for communication between ES 75 Modem and
microcontroller PIC16F877. Integrated circuit max232 is used for adapt signal
with output pin of microcontroller (TTL signal) and RS232 standrard. At set
modem is practise autobaudrate. Control of a DC motor are realised in H-bridge
topology with N-channel mosfets. H-bridge is desinged with a current protective
resistor. Control of H-bridge are done with PWM signal, which is generated by the
microcontroller. Device can respond on next command: START xxxx-where instead
of xxxx we write rate of DC motor (maximum and minimum rate are define), STOP
command for stopping DC motor, REPORT command witch send back instant rate
with SMS, ADMIN <+38xxxxxxxx>-add users on VIP list whose control the
system. On the front of the device there is a LC display for data presentation.
Key words: control of C motor, modem Siemens ES 75.
ovakva vrsta monitoringa i upravljanja
poznata pod imenon M2M (machine to
machine, machine to mobile ,man to
machine, machine to man)
Na slici 1 prikazan je izsled GSM
modema Simens ES 75 [1] koji slu`i za
primanje i slanje SMS poruka kojim se
kontroli{e rad DC motora.
[049]
Na prednjem panelu nalazi se led
dispej, koji slu`i za signalizaciju rada
modema, mesto gde se stavlja SIM
kartica i konektor za napajanje. Na
zadnjem panelu nalazi se konektor za
antenu, mini USB konektor i konektor
za RS232 komunikaciju, preko koga
modem komunicira sa kontrolerom
PIC16F877 [2]
energija
Slika 1 Izgled GSM modema Simens ES 75
Tabela 1 AT-komande za Simens ES 75
PIC 16F877 spada u
8-bitne
mikrokontrolere RISC
arhitekture. Izabran je
ovaj mikrokontroler
zbog njegovih dobrih
karakteristika, niske
cene i delova koji su
bitni za ovaj rad kao
{to je PWM mod rada
i jednostavna RS232
komunikacija.
Komande pomo}u
kojih se upravlja
Simensovim
modemom nazivaju
se AT - komande. Set
komandi koje se
naj~e{}e upotrebljavaju
prikazane su u tabeli 1.
III DC Motori kratakopis
Jednosmerni DCmotori spadaju u
rotacione elektri~ne
ma{ine kod kojih se
vr{i pretvaranje
elektri~ne u
mehani~ku energiju
rotacionog kretanja.
Pripadaju
dvopobudnim
sistemima, jer imaju
dva namota, statorski
i rotorski.
Iako se jednosmerni
motori napajaju iz
jednosmernog izvora,
oni su po svojoj
prirodi naizmeni~ni.
Naj~e{}e je magnetni
polaritet statora
fiksan, dok se
polaritet rotora menja
mehani~kim putem.
Na ovaj na~in se
dobija odgovaraju}i
smer obrtnog polja
rotora.
Postupak mehani~kog
preusmeravanja
naziva se komutacija,
[050]
a ure|aj kojim se ona posti`e je
komutator. Na komutator su postavljene
lamele, koje se okre}u zajedno sa
rotorom. Jednosmerna struja se dovodi
na rotor preko ~etkica koje su u
kontaktu sa lamelama. Broj lamela je
obi~ni neparan da ne bi do{lo do
kratkog spoja.
Upravljanje jednosmernim motorom u
ovom projektu realizovano je preko Hmosta sa N-kanalnim mosfetovima. Hmost je projektovan sa strujnom
za{titom pomo}u mernog otpornika.
Upravljanje H-mosta se vr{i pomo}u
PWM signala, koji generi{e
mikrokontroler.
IV Blok {ema realizovanog
ure|aja
Ure|aj je sastavljen iz vi{e
funkcionalnih celina, koje su u vidu
blok dijagrama predstavljene na slici 2.
Mobilni telefon preko GSM mre`e,
putem SMS poruka komunicira sa
modemom zadavaju}i mu komande.
GSM modem preko RS232
komunikacije putem signala RxD i
RxT, koji se prenose preko kola
MAX232 (koristi se za prilago|avanje
naponskih nivoa), komunicira s
kontrolerom PIC 16F877 putem
dvosmerne komunikacije.
Kontroler de{ifruje dobijenu poruku i u
skladu s tim generi{e potrebne signale
za drajver DC motora [3]. Pomo}u kola
za merenje brzine motora kontroler
dobija povratnu informaciju o stvarnoj
brzini motora [4]. Kontroler
istovremeno odgovaraju}e parametre
prikazuje na LCD displeju i generi{e
poruku koja se putem GSM modema
{alje kao povratna informacija korisniku
na mobilni telefon o stvarnoj brzini
motora.
Upravljanje jednosmernim motorom
realizovano je preko H-mosta sa Nkanalnim mosfetovima [5]. H-most je
projektovan sa strujnom za{titom
pomo}u mernog otpornika. Upravljanje
H-mosta se vr{i pomo}u PWM signala,
koji generi{e mikrokontroler.
Ure|aj treba da bude projektovan da
radi na slede}e komande: START
xxxx- gde umesto xxxx stoji brzina
kojom `elimo da se vrti motor (gornja i
donja granica brzina su unapred
odre|ene), STOP komanda koja
zaustavlja motor, REPORT komanda
koja vra}a korisniku informaciju o
trenutno pode{enoj brzini putem SMSa, ADMIN <+38xxxxxxxx>-Admin
nam omogu}ava da dodamo korisnika u
listu ovla{}enih lica koja mogu da
upravljaju sistemom.
V Zaklju~ak
U ovom radu je predstavljena jedna od
mogu}ih realizacija upravljanja
energija
Slika 2 Blok dijagram realizovanog ure|aja
brzinom DC motora be`i~nim putem.
Autori su koristili Simensov modem ES
75 jer se on lako nabavlja i u
dosada{njoj praksi se pokazao pouzdan
i kvalitetan. Ovaj modem u kombinaciji
sa kontrolerom PIC16F877 ~ini odli~nu
celinu za kontrolu raznih ure|aja
be`i~nim putem u {ta su se autori
uverili rade}i na vi{e projekata.
Re{enje opisano u ovom radu je
optimalno u odnosu na odnos kvalitetcena, koji danas predstavlja jedan od
najzna~ajnijih faktora u in`enjerstvu.
Sam ure|aj je mogu}e vrlo efikasno
modifikovati i za druge namene.
Kori{}ene diskretne komponente ne
zahtevaju puno ekonomskih sredstava, a
i lako se mogu nabaviti na na{em
tr`i{tu.
Lliteratura
[1] Upustvo za upotrebu Siemens ES
75, www.siemens.cz/wm
[2] Uputstvo za upotrebu PIC16F877,
www.microchip.com
[3] L. Na|, Impulsna i digitalna
elektronska kola, Novi Sad 2001
[4] B. A. Kati}, Energetska elektronikszbirka re{enih zadataka, Novi Sad,
1998.
[5] R.Jevremovi}, Uvod u elektri~ne
ma{ine, Novi Sad
[051]
energija
^edomir Zeljkovi}, Sini{a Zubi}
Elektrotehni~ki fakultet Banja Luka
Dr Nikola Rajakovi}
Elektrotehni~ki fakultet Beograd
UDC: 621.311.1.004
Metod za minimizaciju
tro{kova potro{a~kog
podru~ja sa distribuiranim
proizvodnim resursima
1. Uvod
Snabdijevanje potro{a~a energijom iz
lokalnih proizvodnih resursa savremena
je alternativa klasi~nom konceptu
centralizovanog elektroenergetskog
sistema. Sistemi XX vijeka planirani su
i izgra|ivani u skladu sa „efektom
veli~ine“, tako da se u proizvodnom
podsistemu insistiralo se na ugradnji
agregata {to ve}ih jedini~nih snaga, a
energija se do krajnjih potro{a~a
dopremala mo}nom, {iroko
razgranatom prenosnom i
distributivnom mre`om.
Istra`ivanja provo|ena u posljednjih
dvadesetak godina donose sve vi{e
amandmana za nadgradnju
centralizovanog koncepta. Pokazuje se
da lokalni distribuirani energetski
resursi (DER) imaju potencijal da na
efikasniji na~in zadovolje potrebe
potro{nje, te isti~u pozitivni uticaji na
pove}anje pouzdanosti snabdijevanja,
smanjenje cijena elektri~ne energije i
zna~ajna uloga u smanjenju emisije
{tetnih gasova.
2. Distribuirani energetski
resursi (DER)
2.1 Pojam i tehnologije distribuirane
proizvodnje
Definicija distribuirane proizvodnje jo{
nije standardizovana i u literaturi
postoje razli~ite varijante. Jedna od
varijanti je da se pod tim terminom
podrazumijevaju proizvodne jedinice
locirane u blizini potro{a~kih centara,
priklju~ene na distributivnom
naponskom nivou, ~ije se nominalne
snage kre}u u opsegu od nekoliko
kilovata do vi{e megavata. Rije~ je o
raznorodnim tehnologijama koje vr{e
konverziju razli~itih vrsta primarne
energije u elektri~nu. Tako|e se kod
njih vrlo ~esto javlja i paralelna
proizvodnja toplotne energije.
Rezime
Lokalna proizvodnja elektri~ne energije mo`e donijeti niz pogodnosti za potro{a~a.
Pove}anje pouzdanosti snabdijevanja i naponske stabilnosti su neki od tehni~kih
aspekata. Me|utim, ono {to je potro{a~u interesantnije, upotreba lokalnih
distribuiranih resursa mo`e donijeti direktne ekonomske beneficije.
U ovom radu se razmatra scenario kada potro{a~ki centar jedan dio energetskih
potreba zadovoljava lokalnim proizvodnim resursima, a ostatak kupuje iz vanjske
distributivne mre`e. Prezentuje se jedan algoritam za minimizaciju ukupnih
tro{kova takvog sistema.
Abstract
On-site power generation can do a lot of favors for the consumer. The increase of
supply reliability and voltage stability are some of the technical aspects. But what
is more interesting to the consumer is that use of on-site distributed energy
resources can bring direct economic benefits.
In this paper, specific scenario is considered, where the consumer center uses
local distributed resources to meet part of its energy requirements and the rest of
the needed electricity purchases from the utility distribution company. An
optimization algorithm is presented with the total costs minimization as the main
goal.
Tehnolo{ko usavr{avanje vr{i se stalno
tako da na vremenskom horizontu
postoje periodi dominacije pojedinih
opcija. U tabeli 1 dat je jedan pregled
DER tehnologija iz literature [1].
2.1.1 Gasne turbine
Agregati sa gasnim turbinama su
primarni izvor energije kod ve}ih
potro{a~a. Rad ovih turbina zasnovan je
na kontinuiranom procesu sagorijevanja
i ekspanzije smjese kompresovanog
vazduha i goriva u gasovitom stanju.
Pozitivne karakteristike su mali
investicioni tro{kovi i nizak nivo
emisije {tetnih gasova, a nedostaci se
uglavnom ogledaju u niskom stepenu
korisnosti (elektroenergetska efikasnost
varira u opsegu 25–40%). Najve}i
napori konstruktora zato jesu usmjereni
ka pobolj{anju efikasnosti ovih turbina.
Dio primarne energije koji nije
pretvoren u elektri~nu napu{ta turbinu u
formi vrelih izduvnih gasova (250-
[052]
750°C). Jedinice gasnih turbina se
proizvode u opsegu od nekoliko
megavata do nekoliko stotina megavata.
Agregati sa gasnim turbinama imaju
relativno brz odziv, {to ih ~ini
sposobnim da prate znatnije varijacije
potro{nje i u~estvuju u sasijecanju
vrhova dijagrama optere}enja. Vremena
pokretanja iznose svega nekoliko
minuta za jedinice manjih snaga, dok za
one najve}e dosti`u i pola sata. Druga
primjena ove tehnologije je u
proizvodnim sistemima sa
kogeneracijom.
2.1.2 Gasne turbine sa kombinovanim
ciklusom
Termin kombinovani ciklus kod
proizvodnih agregata podrazumijeva
konstrukciju na bazi vi{e razli~itih
termodinami~kih ciklusa. Primarni cilj
takve kombinovane izvedbe je
pove}anje ukupnog stepena
iskori{}enja. Kod agregata koji
energija
Tabela 1 Pregled tehnologija distribuirane proizvodnje
najve}a vremena starta (od vi{e minuta
do reda sati) i najmanju brzinu
promjene izlazne snage, tako da su
najlo{iji kandidati za distribuirane
resurse sa brzim odzivom.
2.1.6 Fotonaponski generatori (PV)
proizvode samo elektri~nu energiju
efikasnost se mo`e pove}ati do 59%,
dok kod kombinovane proizvodnje
toplotne i elektri~ne energije (CHP)
stepen iskori{}enja primarne hemijske
energije goriva mo`e dosti}i i 85%.
Kao naj~e{}i energent upotrebljava se
prirodni gas.
2.1.3 Ma{ine sa unutra{njim
sagorijevanjem
Iako spadaju u najstariji tip u paleti
distribuiranih energetskih resursa,
generatori koje pokre}u motori sa
unutra{njim sagorijevanjem su i danas
veoma popularni. Naj~e{}a rje{enja su
zasnovana na ~etvorotaktnom Otto ili
Dieselovom ciklusu, gdje se smjesa
vazduha i goriva ubrizgava, sabija,
sagorijeva i izduvava, rezultuju}i
kretanjem odre|enog broja klipova u
odgovaraju}im cilindrima. Nominalne
snage ovih ma{ina se kre}u u opsegu od
nekoliko kilovata do reda desetaka
megavata. Upotreba ma{ina sa
unutra{njim sagorijevanjem najve}i
ekonomski efekat posti`e kod potro{a~a
~iji se maksimum dijagrama potro{nje
nalazi u opsegu od nekoliko stotina
kilovata do 5 megavata. Rezervna
napajanja za neke karakteristi~ne
potro{a~e kao {to su npr. bolnice
redovno su realizovana sa agregatima u
ovoj tehnologiji. Varijante primarnog
energenta za pokreta~ke ma{ine su
dizel-gorivo, benzin, prirodni gas ili
bio-gas metan. Koeficijent
elektroenergetske efikasnosti dizel
agregata tipi~no iznosi 28-40%, dok su
motori koji koriste svje}ice za paljenje
gorive smjese obi~no efikasni sa 2043%. Dio energije goriva koja se ne
pretvori u elektri~nu djelimi~no se
koristi u sistemu hla|enja ma{ine
(~85°C), a ostatak se odaje u spoljnju
sredinu u vidu izduvnog gasa (400-600°C).
Ma{ine sa unutra{njim sagorijevanjem
(u pore|enju sa ostalim tehnologijama
distribuirane proizvodnje) imaju male
investicione tro{kove, visoku
pouzdanost i veoma kratko vrijeme
pokretanja (<1min).
2.1.4 Mikroturbine
U posljednje vrijeme, manje verzije
gasnih turbina su postale komercijalno
dostupne. Takve mikroturbine se
proizvode u opsegu snaga od 30
kilovata do nekoliko stotina kilovata.
Efikasnost im se kre}e u opsegu 2530%, a izduvni gas temperature 250300°C u okolinu odnosi ostatak
neiskori{}ene hemijske energije goriva.
Prednosti mikroturbina (i gasnih
turbina) u pore|enju sa ma{inama sa
unutra{njim sagorijevanjem je dosta
manja emisija gasova NOX. Savremena
konstrukcija mikroturbina
podrazumijeva montiranje svih
pokretnih dijelova na jednu osovinu sa
vazdu{nim le`ajevima bez potrebe za
podmazivanjem. Takvom
konstrukcijom se mikroturbinama
obezbje|uje potencijal agregata visoke
pouzdanosti i male potrebe za
odr`avanjem. Tipi~no vrijeme starta
jedne mikroturbine iznosi oko dva
minuta.
2.1.5 Gorive }elije
Za razliku od agregata baziranih na
sagorijevanju, gorive }elije koriste
hemijsku oksidaciju za pretvaranje
hemijske energije gasovitih goriva u
elektri~nu. Ovakvu energetsku
konverziju karakteri{e odsustvo
produkata sagorijevanja i izduvnih
gasova kao {to su NOX i SOX.
Elektroenergetska efikasnost varira oko
30-50%, a instalisane snage se kre}u u
intervalu od nekoliko kilovata do
nekoliko megavata. Gorive }elije imaju
[053]
Fotonaponski generatori su
poluprovodni~ki ure|aji koji vr{e
konverziju energije sun~evog zra~enja u
jednosmjernu struju. Invertori
energetske elektronike se potom koriste
da se jednosmjerna struja pretvori u
naizmjeni~nu. Fotonaponski izvori, iako
skuplji od agregata baziranih na
sagorijevanju, mogu investitorima dati
pozitivne ekonomske efekte. Oni
garantuju rad bez emisije {tetnih gasova
i bez drugih zaga|enja, rad bez buke i
minimalno odr`avanje obzirom na
nedostatak pokretnih dijelova. PV
elementi su modularni i dostupni u
veli~inama od nekoliko desetaka vati do
nekoliko megavata.
2.1.7 Vjetroelektrane
Vjetroelektrane za primarni izvor imaju
mehani~ku energiju vjetra. Farme
velikih vjetroelektrana ve} su
ekonomski konkurentne drugim
agregatima u elektroenergetskom
sistemu baziranim na sagorijevanju
fosilnih goriva. Vjetroagregati male
veli~ine su manje ekonomi~ni, ali se
mogu staviti na spisak distribuiranih
energetskih resursa tamo gdje je
pro{irenje postoje}e elektroenergetske
mre`e skupo. Vjetroelektrane imaju
odre|ene tehni~ke nedostatke kao {to su
intermitentni rad i potreba naslanjanja
na druge proizvodne resurse, te jo{ neke
probleme estetske i ekolo{ke prirode.
3. Formulacija problema
optimalnog anga`ovanja
agregata
3.1 Definisanje optimizacionog
zadatka
Slika 1 daje simboli~nu predstavu
posmatranog sistema. Centralni element
je potro{nja kojoj treba obezbijediti
snabdijevanje elektri~nom energijom po
najmanjoj mogu}oj cijeni. Pod
potro{njom se podrazumijevaju
odre|eni potro{a~ki kompleksi kao na
primjer industrijski, komercijalni,
edukativni ili neki drugi. Kako dijagram
prikazuje, jedan na~in za napajanje
potro{nje predstavlja kupovina
elektri~ne energije od distributivne
kompanije. Alternativa ovom klasi~nom
na~inu je kupovina drugih energenata i
upotreba sopstvenih proizvodnih
jedinica za podmirenje dijela
energetskih potreba. Lokalni proizvodni
resursi su naj~e{}e bazirani na
ma{inama sa unutra{njim
sagorijevanjem, gasnim turbinama,
energija
Slika 1
Funkcionalni princip analiziranog sistema
Slika 2 Tipi~ni dijagrami potro{nje nekih
industrijskih kompleksa
rje{avanje
zadatog
problema jesu:
z Lokalni distribuirani energetski
resursi (DER) snabdijevaju svoj
konzum elektri~nom energijom.
z Dijagram optere}enja je poznat.
z Dio potro{nje koju u odre|enom satu
ne mogu ispo{tovati distribuirani
energetski resursi pokriva energija
kupljena od vanjske (dr`avne)
distributivne kompanije.
z Smatra se da distribuirani energetski
resursi snabdijevaju samo svoj lokalni
mikroturbinama i gorivim }elijama,
koje kao pogonsko gorivo tro{e benzin,
dizel, gas ili propan. Opciju predstavlja
i kori{}enje fotonaponskih modula i
vjetrogeneratora. Kod distribuirane
proizvodnje koja je bazirana na
termodinami~kim ciklusima kao nusproizvod se javlja i odre|ena koli~ina
iskoristive toplotne energije, ali to u
ovom radu nije razmatrano i to mo`e
biti predmet daljeg istra`ivanja.
Svaki potro{a~ki kompleks ima svoj
karakteristi~ni dijagram
elektri~nog optere}enja.
Tabela 2 Nomenklatura
Na slici 2 je prikazan
jedan primjer iz
literature sa uporednim
pregledom dnevnih
dijagrama potro{nje
snimljenih radnim
danom kod odre|enih
kategorija industrijskih
potro{a~a [8]. U
slu~ajevima kada se
potro{a~ snabdijeva
samo energijom iz
distributivne kompanije,
na~ini za smanjenje
tro{kova su pomijeranje
potro{nje u vrijeme
jeftinije tarife i
smanjenje vr{nog
optere}enja. Upotrebom
distribuiranih
energetskih resursa
potro{a~ dobija na
fleksibilnosti tako {to u
zavisnosti od de{avanja
na tr`i{tu energenata
mo`e da balansira
izme|u dvije opcije
snabdijevanja
elektri~nom energijom i
na|e optimum pri kojem
}e ukupni tro{kovi biti
minimalni.
3.2 Osnovne
pretpostavke
problema
Klju~ne pretpostavke na
kojima je bazirano
[054]
konzum, te da ne vr{e prodaju
energije distributivnoj kompaniji.
z Zadatak optimalnog anga`ovanja
lokalnih agregata svodi se na
minimizaciju tro{kova za njihovog
vlasnika. Zavisno od odnosa cijena
ulaznih energenata za DER i cijene
elektri~ne energije koju prodaje
distributivna kompanija varira}e i
njihov udio u snabdijevanju
potro{a~a.
z Mjesec dana je period na kojem je
prigodno vr{iti optimizaciju (zbog
naplate maksimalno anga`ovane
energija
Slika 3 Pore|enje karakteristi~nih tro{kova za
razli~ite DER tehnologije
Tako|e, u ovu grupu se
mogu pribrojiti i
eventualna pla}anja
zakonski regulisanih
taksi.
Tro{kovi nabavke
elektri~ne energije
tako|e imaju vi{e
komponenti. U
elektroprivredi
Republike Srpske je
aktuelno dvoelementno
tarifiranje, {to
podrazumijeva pla}anje
potro{ene koli~ine
Tabela 3 Cijene elektri~ne energije (EUR) u Elektroprivredi Republike
Srpske (kupac na 10 kV)
(2)
U procesu optimizacije zadatak
minimizacije ukupnih tro{kova mo`e se
zamijeniti ekvivalentnim problemom
minimizacije samo varijabilnih
tro{kova.
3.6 Ograni~enja u problemu
raspodjele snaga
Lista ograni~enja koja se prirodno
name}u kod ovakvog problema:
Balans proizvodnje i potro{nje u
svakom trenutku mora biti ispunjen, {to
zna~i da iznos potro{nje u svakom
trenutku mora biti jednak sumi snage
koje proizvode distribuirani energetski
resursi i snage koja se preuzima od
distributivnog preduze}a:
,
(3)
u svakom vremenskom intervalu h
Snaga distribuiranih energetskih resursa
je definisana kao suma svih lokalnih
proizvodnih agregata:
Tabela 4 Pregled tro{kova potro{a~kog kompleksa
,
(4)
u svakom vremenskom intervalu h
Svaki od agregata distribuirane
proizvodnje ima svoj donji i gornji limit
ispravnog funkcionisanja i to tako|e
treba uva`iti u dispe~ingu:
, za svaki agregat i (5)
snage na tom periodu, zbog prognoze
optere}enja, zbog iste cijene energije
na tom periodu – ista tarifa, zbog
manje komplikovanosti numeri~kih
izra~unavanja,...)
elektri~ne energije i anga`ovane vr{ne
snage. U drugim dr`avama postoje i
druga~iji na~ini tarifiranja, gdje mogu
biti ura~unati jo{ neki specifi~ni
tro{kovi.
3.3 Pregled simbola
3.5 Grupisanje tro{kova
U tabeli 2 je dat pregled osnovnih
simbola koji se koriste u matemati~koj
formulaciji problema
Kod formiranja izraza za ukupne
tro{kove mo`e se izvr{iti grupisanje
srodnih sabiraka:
3.4 Analiza tro{kova
U najgrubljoj analizi se uo~avaju dva
osnovna tipa tro{kova koje potro{a~
ima: direktni tro{kovi distribuiranih
energetskih resursa i tro{kovi kupovine
elektri~ne od distributivne kompanije.
Svaki od ova dva tipa tro{kova ima
svoje specifi~nosti i mo`e se ra{~laniti
na komponente.
U tro{kove distribuiranih energetskih
resursa spadaju fiksni investicioni
tro{kovi, te varijabilni tro{kovi nabavke
energenata i tro{kovi rada i odr`avanja.
(1)
U posljednjem izrazu, od ~etiri sabirka
koji opisuju ukupne tro{kove, samo
drugi je konstantan, a ostala tri zavise
od na~ina na koji se provodi dispe~ing.
Zato se drugi sabirak mo`e ozna~iti sa
CFIX, a preostali sabirci zajedno sa CVAR:
[055]
Prema pretpostavkama zadatka nije
predvi|eno da distribuirani energetski
resursi osim svog konzuma
snabdijevaju druge potro{a~e. Energija
tako mo`e te}i samo od distributivnog
sistema ka potro{a~u:
,
(6)
u svakom vremenskom intervalu h
4. Optimizaciona metoda
4.1 Princip optimizacione metode
U osnovi razvijene optimizacione
metode le`i disciplinovano
pretra`ivanje mre`e varijanti sa
unaprijed usvojenom rezolucijom.
Termin „disciplinovano“ podrazumijeva
takav sistem rada prigodan prirodi
postavljenog zadatka, gdje se oblast
pretra`ivanja su`ava shodno
ograni~enjima i gdje se bira takva
putanja pretra`ivanja da se pove}a
efikasnost sveukupne procedure.
Principijelni blok-dijagram
optimizacione metode prikazan je na
slici 4. Klju~ni blok je centralni
„optimizacioni proces“ koji kao izlaz
daje kona~no rje{enje postavljenog
problema – optimalno anga`ovanje
proizvodnih resursa i minimalni iznos
energija
Slika 4 Principski blok-dijagram optimizacione metode
tro{kova za potro{a~a. Ostali blokovi
predstavljaju pomo}ne procedure koje
slu`e pripremanju i obradi ulaznih
podataka neophodnih za optimizacioni
proces.
4.2 Obezbje|ivanje direktnih i
indirektnih ulaznih podataka
Na samom po~etku procedure vr{i se
enumeracija svih distribuiranih resursa
instalisanih u potro{a~kom kompleksu.
Za svaki agregat klju~no je definisati
eksploatacionu oblast – interval od
minimalne do maksimalne aktivne
snage proizvodnje. Ovaj proces se za
svaki analizirani sistem provodi samo
jednom.
Proces odre|ivanja rezolucije prora~una
tako|e se za odre|eni sistem provodi
samo jednom. Od rezolucije bitno
zavisi broj varijanti razmatranih u toku
pretra`ivanja, {to se direktno odra`ava
na trajanje izvr{avanja programa. Zato
je neophodno na}i kompromisno
rje{enje koje je dovoljno dobro tako {to
je s jedne strane uskla|eno sa
rezolucijama regulatora snage agregata,
a s druge strane izra~unava se u
pristojnom procesorskom vremenu.
Primjeri u ovom radu su testirani sa
promilskom rezolucijom, tj. u slu~aju
da je vr{na snaga nekog potro{a~kog
kompleksa reda megavata prora~un se
obavljao sa korakom od jednog
kilovata. Pri usvajanju neke druge
rezolucije prora~una svakako bi trebalo
uva`iti najbitnije ~injenice kao {to su
maksimalno (vr{no) optere}enje
potro{nje, te minimalne i maksimalne
snage pojedinih agregata.
Osim rezolucije u pogledu snage,
neophodno je usvojiti i rezoluciju u
vremenskom domenu. Simulacije
opisane u ovom radu izvo|ene su sa
vremenskim korakom od jednog ~asa.
Programski se mo`e predvidjeti i
druga~ija vremenska rezolucija.
U optimizacioni proces ne mora se u}i
sa svim instalisanim distribuiranim
energetskim resursima, jer neki agregati
ne moraju biti u pogonu. Eventualni
razlozi za neanga`ovanje mogu biti
planske prirode (redovno odr`avanje,
remont) ili neplanske prirode (havarija,
ispad).
Osnovna pretpostavka optimizacionog
algoritma je da je dijagram potro{nje
Slika 5 Dijagram potro{nje jednog drvnoprera|iva~kog kompleksa
[056]
poznat. To nije nerealno obzirom da se
kod potro{a~a mjerenjem i obradom
rezultata uo~ava pravilnost i
predvidivost. Eventualna manja
odstupanja se mogu korigovati tako {to
se izvr{i niz simulacija za grupu sli~nih
prognoziranih dijagrama. Slika 5
prikazuje primjere tipi~nih dnevnih
dijagrama potro{nje jednog realnog
drvnoprera|iva~kog kompleksa u
zavisnosti od godi{njeg doba [8].
Kako se optimizacioni algoritam odnosi
na period od jednog mjeseca, potrebno
je definisati ~itavu mjese~nu tabelu
potro{nje. Podaci u tabeli trebaju biti
uskla|eni sa usvojenim rezolucijama
snage ΔP i vremena Δt.
Podrazumijevana varijanta prora~una je
optimizacija tro{kova na nivou cijelog
mjeseca. Me|utim, korisno bi bilo da
program ima mogu}nost da uva`i
odre|ene promjene koje se mogu desiti
u toku mjeseca. Tu se prevashodno
misli na drasti~nije promjene cijena
nekih energenata, iznenadne ispade
agregata, ponovno osposobljavanje
remontovanih agregata ili instalisanje
novih i sli~no.
Usvojeno je rje{enje da se optimizacija
mo`e izvoditi po~ev{i od proizvoljnog
datuma u mjesecu. U ovom slu~aju
neophodno je uva`iti i dispe~ing
proveden od po~etka mjeseca, odnosno
trenutni zapis na maksigrafu aktivne
snage obzirom da se on ne}e poni{tavati
do kraja mjeseca i da on ve} odre|uje
minimalne tro{kove koje }e se platiti za
anga`ovanu vr{nu snagu.
Proizvodnja fotonaponskih generatora i
vjetrogeneratora ima stohasti~ki
karakter i prognozira se uva`avaju}i
meteorolo{ke uslove. Varijabilni
tro{kovi proizvodnje kod ovih izvora su
minimalni tako da se planira
maksimalni mogu}i nivo njihovog
anga`ovanja. Postojanje akumulatorskih
kapaciteta mo`e dodatno da pomogne u
pra}enju prognoziranog plana
proizvodnje. Matemati~ki je najlak{e u
optimizacioni prora~un u}i sa
modifikovanim dijagramom potro{nje –
dijagramom zadate potro{nje oborenim
za iznos proizvodnje ovih izvora. Sli~an
energija
se rezon mo`e upotrijebiti i kod malih
proto~nih hidroelektrana.
Izlaz ove procedure su tabele tro{kova
Ci = f(Pi) posebno za svaki od
lokalnih agregata za njihovu cijelu
eksploatacionu oblast od
do
.
Podaci u tabelama tako|e trebaju biti
uskla|eni sa usvojenom rezolucijom
snage i nema potrebe da budu zadati
preciznije.
Najjednostavnije modelovanje funkcije
tro{kova je pretpostavljanje linearne
zavisnosti, kada je cijena proizvedenog
kilovat-~asa ista bez obzira na snagu
agregata. Slo`eniji modeli mogu biti
npr. kvadratnog ili eksponencijalnog
tipa. U svim nabrojanim slu~ajevima
usvajaju se vrijednosti potrebnog broja
parametara i ra~unarska programska
rutina generi{e tra`enu tabelu tro{kova.
Optimizacioni algoritmi bazirani na
pretra`ivanju imaju jednu prednost u
odnosu na optimizacione metode
bazirane na izvodima (kao npr.
gradijentne ili Newtonove), jer nisu
ograni~eni na rad samo sa glatkim i
diferecijabilnim funkcijama. Ovdje se
optimizaciona procedura uspje{no mo`e
nositi i sa izlomljenim funkcijama
tro{kova.
Slika 6 Algoritam centralnog
optimizacionog procesa
4.3 Odre|ivanje funkcije tro{kova
distribuiranih resursa
Jedan od mehanizama da se
pojednostave putanje pretra`ivanja
predstavlja sjedinjavanje proizvodnje
svih distribuiranih energetskih resursa u
sumarnu vrijednost PDER. Na taj na~in
se priprema teren da se u centralnom
optimizacionom procesu samo operi{e
sa dva vektora i sa svrhom minimizacije
tro{kova tra`i balans izme|u lokalne
proizvodnje PDER i energije kupljene od
distributivne kompanije PPU. Integracija
svih DER agregata u jedan ekvivalentni
obavlja se metodom dinami~kog
programiranja.
4.4 Centralni optimizacioni proces
mogu}e solucije i prona|e optimalni
balans koji garantuje minimum ukupnih
tro{kova. U namjeri da se smanje
zahtjevi u pogledu vremena
izra~unavanja u startu procedure
predvi|ena je aktivnost su`avanja
oblasti pretra`ivanja na maksimalnu
mogu}u mjeru.
Slika 7 Sedmi~ni dijagram
potro{nje analiziranog
drvnoprera|iva~kog
kompleksa
varijanta jeftinijih energenata za
distribuirane agregate i (2) varijanta
skupljih energenata za distribuirane
agregate. Za cijenu elektri~ne energije
kori{}eni su ranije spominjani aktuelni
podaci iz Elektroprivrede Republike
Srpske (tabela 3).
Slika 8 prikazuje rezultate simulacija za
varijantu jeftinijih energenata
distribuiranih proizvodnih resursa.
Dobijeni su logi~ni rezultati gdje
potrebe potro{nje najve}im dijelom
zadovoljavaju lokalni agregati.
Maksimalna snaga anga`ovana iz
distributivne kompanije manja je od
300 kW. Najve}i procenat anga`ovanja
od distribuiranih jedinica ima agregat
koji koristi jeftinu lokalnu biomasu i on
je prakti~no stalno u pogonu. Najve}u
proizvodnju posti`e agregat G1.
Agregati koji tro{e skupa goriva
uklju~uju se samo nekoliko puta
sedmi~no sa svrhom sasijecanja vrhova
optere}enja.
Slika 9 prikazuje rezultate simulacija za
drugi karakteristi~ni slu~aj. Zbog
skupih cijena DER energenata, ovdje je
dominantni snabdjeva~ vanjska
distributivna mre`a (vrh skoro 1200
kW). Od lokalnih agregata u pogonu je
najvi{e opet najjeftiniji i to samo po
danu, jer no}u za struju iz distributivne
kompanije va`i jeftinija tarifa. Tako|e
bilje`i se par startova mikroturbine za
pokrivanje pikova potro{nje.
Centralni optimizacioni proces se svodi
na odre|ivanje optimalnog odnosa
izme|u snage proizvedene lokalnim
6. Zaklju~ak
agregatima PDER i snage koja se
Upotreba distribuiranih energetskih
preuzima iz vanjske distributivne
5. Rezultati simulacije
resursa za lokalnu proizvodnju
kompanije PPU u svakoj ta~ki dijagrama Testni sistem je jedan fiktivni
elektri~ne energije mo`e potro{a~kim
potro{nje. Taj bi proces bio mnogo
drvnoprera|iva~ki kompleks. Dio
centrima donijeti niz pogodnosti.
jednostavniji da u funkciji ukupnih
njegovog mjese~nog dijagrama
Optimizacioni algoritam prezentovan u
tro{kova ne figuri{e maksimalno
potro{nje prikazuje slika 7. U ovom
ovom radu omogu}uje korisnicima da
anga`ovana snaga. Ovako ovaj problem radu su prikazani rezultati dvije
zavisno od situacije na tr`i{tu
postaje simultani {to zna~i da vr{na
karakteristi~ne simulacije – (1)
energenata svoje potrebe za elektri~nom
vrijednost koja se javila samo jednom u
toku mjeseca bitno
u~estvuje u ukupnom
Tabela 5 Karakteristike DER agregata za za dvije uporedne simulacije
iznosu mjese~nih
tro{kova. Algoritam
optimizacionog procesa
(slika 6) je zbog toga
tako koncipiran da se
disciplinovano pretra`e
[057]
energija
Slika 8 Rezultati simulacije kod jeftinijih energenata DER (simulacija 1)
Slika 9 Rezultati simulacije kod skupljih energenata DER (simulacija 2)
energijom zadovolje na najjeftiniji
na~in.
Prednosti upotrebe distribuiranih
energetskih resursa jo{ se vi{e
uve}avaju u slu~aju primjene
kombinovane proizvodnje toplotne i
elektri~ne energije (CHP), {to u ovom
radu nije razmatrano i mo`e biti
predmet daljeg istra`ivanja.
Literatura
T. Ackermann, G. Andersson, L. Söder
“Distributed Generation: a Definition”,
Electric Power Systems Research vol.
57, 2001, pp. 195-204.
A. Siddiqui, C. Marnay, R. Firestone,
N. Zhou “Distributed Generation With
Heat Recovery and Storage”, Lawrence
Berkeley, CA, USA, LBNL-58630, July
2005.
[058]
R. Firestone, “Optimal
Real-time Dispatch for
Integrated Energy Systems”,
Doctoral Dissertation,
University of California,
Berkeley, USA, 2007.
R. Firestone, M. Stadler, C.
Marnay “Integrated Energy
System Dispatch
Optimization”, Lawrence
Berkeley, CA, USA, LBNL60591, June 2006.
Elektrokrajina „Tarife za
kupce na visokom naponu“,
http://www.elektrokrajina.
com/test/? Za_kupce:Tarife:
Kupac_na_visokom_naponu
“Installation, Operation,
and Maintenance Costs for
Distributed Generation
Technologies”, EPRI
Technical Report, Palo Alto,
CA, USA, February 2003.
K. Angelopoulos
“Integration of Distributed
Generation in Low Voltage
Networks: Power Quality
and Economics”, Master
Thesis, University of
Strathclyde, Glasgow 2004.
IESO [Independent
Electricity System
Operator] “Transition
Market Information: Load
Profiles - Small Industrial
Customer Groups”,
http://www.ieso.ca/
imoweb/transInfo/
demand.asp
energija
Milo{ Slankamenac, Milo{ @ivanov
Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehni~kih nauka
Svetlana R. Luki}, Fedor Skuban
Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno matemati~ki fakultet
UDC: 621.542.004
Mogu}nosti primene
amorfnih poluprovodnika
u visokonaponskim
prekida~kim elementima
Uvod
Prekida~ki elementi su sastavni deo
prekida~kih kola (slika 1). Osnovno
prekida~ko kolo sastoji se od:
prekida~a, optere}enja, napajanja i
upravlja~kog ili kontrolnog kola.
Kontrolni signal Vcont upravlja stanjem
prekida~a. Idealni prekida~ treba da se
pona{a kao otvorena veza (beskona~na
otpornost) kada je isklju~en i kao kratak
spoj (otpornost jednaka nuli) kada je
uklju~en [1]. Idealni prekida~ ima
nelinearnu stati~ku karakteristiku. U
isklju~enom stanju ona se poklapa sa
apscisom, a u uklju~enom sa ordinatom.
Drugim re~ima, u idealnom slu~aju u
uklju~enom stanju napon na prekida~u
je nula, a u isklju~enom struja kroz
prekida~ je nula. Iz ovoga se zaklju~uje
da je u idealnom slu~aju snaga
disipacije u ustaljenim (stati~kim)
stanjima nula (Pp=VpIp=0). Idealni
prekida~ se trenutno isklju~uje i
uklju~uje, {to zna~i da su vremena
prelaza iz jednog u drugo stati~ko stanje
jednaka nuli (slika 2).
Me|utim, ni jedan elektronski prekida~
se ne pona{a kao idealni. Karakteristike
realnog prekida~kog elementa su:
Rezime
Predmet ovog rada je teorijsko razmatranje i eksperimentalno ispitivanje
mogu}nosti primene amorfnih poluprovodni~kih struktura u visokonaponskim
prekida~kim elementima. Prekida~ki elementi su sastavni i neophodni delovi
prekida~kih kola u energetskoj elektronici i dugi niz godina razvijaju se materijali
i komponente koji se koriste za tu primenu. Amorfni poluprovodnici poseduju
visoke elektri~ne otpornosti i izra`en nelinearni prekida~ki efekat, tako da imaju
veliki potencijal u ovom segmentu primene. Karakteristike pojedinih amorfnih
poluprovodnika ispitane su na traseru, merenjem U-I karakteristika komponenti.
Possibility Applications pf Amorphous Semiconductors in High
Voltage Switching Elements
This paper describes theorethical and experimental research of possibility
applications of amorphous semiconductor structures in high voltages switching
elements. Switching elements are necessary components of switching devices in
power electronics and they have been developed a lot of materials and components
for this purpose. Amorphous semiconductors have high electrical resistivity and
specific nelinear switching effect, so they have high potential in this segment of
application. Some characteristics of a morphous semiconductors have been done
on traser, measuring U-I characteristics of components.
poseduje kona~nu otpornost kada je
isklju~en, u uklju~enom stanju
otpornost mu je ve}a od nule, vremena
prelaza iz uklju~enog u isklju~eno
stanje i obrnuto su ve}a od nule i
postoji disipacija na prekida~u. Stati~ke
i dinami~ke karakteristike realnog
Slika 1 Osnovno prekida~ko kolo i njegova idealna nelinarna karakteristika
[059]
prekida~a prikazane su na slici 3. Kod
realnih visokonaponskih prekida~a
struja u islju~enom i napon u
uklju~enom stanju su zanemarljivo
mali. Zato je i disipacija snage realnog
prekida~a u stati~kim stanjima
zanemarljiva. U prelaznim re`imima, u
toku promene stanja prekida~a, realno
postoje i struja i napon, pa trenutna
disipacija snage mo`e da bude relativno
velika [2, 3].
Vremena prelaska prekida~a iz jednog
stati~kog stanja u drugo zavise od
frekventnih karakteristika prekida~kog
elementa, karaktera optere}enja i
upravlja~kog (kontrolnog) kola. Ona ne
zavise od perioda T uklju~ivnaja i
isklju~ivanja. Zbog toga }e srednja
vrednost disipacije snage prekida~kog
elementa biti utoliko ve}a ukoliko je
period T manji. Dinami~ka disipacija
snage na visokim frekvencijama mo`e
da bude znatna. Zbog toga je
maksimalna frekvencija prekida~kog
energija
Nelinearni prekida~ki
efekat kod amorfnih
poluprovodnika
U grupi nekristalnih
poluprovodni~kih materijala
veoma va`no mesto
zauzimaju amorfni
poluprovodni~ki
halkogenidi, tj. materijali
koji sadr`e jedan ili vi{e
halkogenih elemenata:
sumpor, selen i telur. To su
materijali neure|ene
strukture, koji kada se
dobijaju u masivnoj - balk
(bulk, eng.) formi se
nazivaju stakla, a u formi
slojeva debljine reda
veli~ine do nekoliko ?m
nazivaju se filmovima [4].
Pove}an interes za
izu~avanjem ovih materijala
datira jo{ od sredine pro{log
veka kada je otkriveno da
ispoljavaju niz neobi~nih i
netrivijalnih svojstava u
pore|enju sa kristalnim
strukturama i koji usled
toga neprestano {ire sferu
prakti~ne primene. Po nizu
aplikativnih svojstava ovi
materijali u mnogome
prevazilaze kristalne i
po~inju da ih zamenjuju u
nekim tradicionalnim oblastima
primene, a osim toga razvijaju se i nove
tehnologije koje omogu}avaju dobijanje
postoje}ih amorfnih i staklastih
materijala, ali sa pobolj{anim
osobinama.
Velike prednosti ovih materijala
proisti~u pre svega iz mogu}nosti
variranja bitnih fizi~kih i fizi~kohemijskih parametara u okviru istog
Slika 2 Prikaz karakteristi~nih signala
idealnog prekida~a (struje Ip, napona
Vp i snage disipacije Pp) pri
jednosmernom napajnju VDC i
optere}enju RL
kola ograni~ena osim vremenima
uklju~ivanja i isklju~ivanja tako|e i
dozvoljenom disipacijom snage
prekida~a. Ovo se posebno odnosi na
sna`ne prekida~e kakvi se ve}inom
koriste u energetskoj elektronici. U
svojstvu prekida~a koriste se sna`ni
poluprovodni~ki elementi: diode,
bipolarni i MOS tranzistori, tiristori,
trijaci, dijaci, itd.
Slika 3 Stati~ke i dinami~ke karakteristike realnog prekida~a
[060]
op{teg sastava, variranjem odnosa
komponenti, ili pode{avanjem samog
tehnolo{kog postupka sinteze. To se
mo`e ~initi u relativno {irokim
intervalima i gotovo u potpunosti
programirano u skladu sa unapred
definisanim zahtevima za razli~ite
mogu}nosti primene. Tako|e, postupak
sinteze ovih materijala je sve jeftiniji i
jednostavniji. Oni poseduju i malu
osetljivost na ne~isto}e, veliku
stabilnost na jonizuju}a zra~enja i
hemijsku stabilnost na ve}inu
agresivnih hemijskih supstanci.
Mogu}nost dobijanja velikog broja
amorfnih poluprovodnika razli~itog
sastava i karakteristika, otvara {iroke
perspektive za primenu ovih materijala
u elektronici, a pogotovo u proizvodnji
memorijskih medijuma, prekida~kih i
optoelektronskih komponenti i senzora.
Jedna od va`nih primena gde elektri~ne
karakteristike amorfnih
poluprovodni~kih halkogenida imaju
veliki zna~aj su nelinearni prekida~ki
elementi (sa i bez memorijskog efekta)
[5, 6]. Fenomen postojanja negativne
otpornosti i prelaska komponente iz
visokoomskog u niskoomsko stanje sa
pove}anjem elektri~nog polja je
otkriveno jo{ davne 1913. Prekida~ki
efekat je prvo prona|en u polikristalnim
materijalima, dok je u amorfnim
materijalima ovaj efekat otkrio i prvi
primenio Ovshinsky 1959 [7].
Zainteresovanost za ovaj fenomen u
halkogenidnim materijalima porastao je
nakon publikovanja rada [8], nakon
~ega je ovaj efekat nazvan ‘‘ovonic
switch’’. Zainteresovanost za ovaj
fenomen u halkogenidnim materijalima
zna~ajno je porastao dvadesetak godina
nakon toga.
Prekida~ki efekat kod amorfnih
poluprovodnika se koristi za
projektovanje elektronskih komponenti
, koje u odnosu na analogne
komponente napravljene od kristalnih
poluprovodnika imaju relativno
jednostavnu i jeftinu proizvodnju sa
polaznim materijalima prose~ne ~isto}e
i poseduju visoku otpornost na
nuklearna i jonizuju}a zra~enja [5].
Parametri elektri~nih prekida~kih
elemenata baziranih na halkogenidnim
poluprovodnicima su vremenom
napredovala kori{}enjem novih
amorfnih materijala. Na osnovu
istra`ivanja [5, 9] i dobijenih rezultata
grubo je odre|eno u kojim granicama
treba da se kre}u pojedini parametri
materijala i koji materijali treba da se
kombinuju, kako bi se dobile {to bolje
prekida~ke karakteristike komponente.
Potrebno je zadovoljiti slede}e zahteve:
specifi~na elektri~na otpornost ne treba
da pre|e 106 Ωcm, energija aktivacije
elektri~ne provodnosti treba da bude
manja od 0.55 eV, termi~ka provodnost
energija
materijala treba da bude
Slika 4 Tipovi prekida~kih komponenti
ve}a od 2 mW/cm,
temperatura
razmek{avanja treba da
bude ve}a od 410 K,
temperatura
kristalizacije treba da
bude u opsegu od 490
– 520 K, a Jangov
modul treba da bude
preko 1.5 103 kgf/mm2.
Ove zahteve najbolje
zadovoljavaju stakla
koja u sebi sadr`e ve}e
koli~ine As i/ili Te
dopirana sa 1 - 12 at.%
elemenata iz grupe Ga,
In, Ge i Si i 4 – 8 at.%
sa metalima Cu, Ag i Ni.
Interesantni elektri~ni
prekida~ki efekti su
posmatrani u {irokom
spektru razli~itih
amorfnih
poluprovodnika kada su
postavljeni u formi
tankog sloja u balk
formi ili filma izme|u
dve elektrode [10].
Ve}ina tih prekida~kih
efekata ima zajedni~ko
da su strujno ili
naponski kontrolisani,
pa se njihova I-U
karakteristika dobija sa
za{titnim serijskim
otpornikom RS, radi
ograni~enja stuje u kolu
odnosno snage
disipacije na
komponenti (slika 4).
U zavisnosti od izgleda 1) Komponente sa negativnom otporno{}u, 2) Prekida~ke komponente, 3) Komponente sa negativnom otporno{}u sa
memorijom, 4) Prekida~ke komponente sa memorijom.
I-U karakteristike
napravljena je podela
na ~etiri karakteristi~na tipa
Visokoomsko stanje se ponovo dosti`e
3) Komponente sa negativnom
komponenti:
dovo|enjem strujnog impulsa
otporno{}u sa memorijom imaju dva
(odgovaraju}e amplitude i trajanja).
1) Komponente sa negativnom
karakteristi~na stanja. Visokoomsko
otporno{}u imaju region sa negativnom stanje i prelaz u provodno se odigrava
Eksperimentalna postavka i
otorno{}u (sa pove}anjem struje napon
kao u prvom slu~aju. Kod provodnog
opada) i radna ta~ka se kre}e po istoj
stanja, vrednost struje je dosta velika za rezultati merenja
karakteristici u oba smera (pri
male vrednosti napona. Pri tome se
Uzorak slo`enog amorfnog
pove}anju i smanjenju stuje). Sa
radna ta~ka kre}e po drugoj
poluprovodnika Cu15(AsSe1.4I0.2)85 je
odgovaraju}im izborom otpornika RS
karakteristici (za razliku od
sintetisan iz elementarnih komponenti
ove komponente mogu imati radnu
visoke ~isto}e u vakumiranim kvarcnim
visokoomskog stanja) i veoma malo
ampulama metodom hla|enja iz te~ne
ta~ku u bilo kom polo`aju na I-U
odstupa od toga tokom vremena.
faze (melt – quenching method) [4].
karakteristici.
Visokoomsko stanje se ponovo dosti`e
Uzorak
je ispoliran da bi povr{ina bila
dovo|enjem
strujnog
impulsa
2) Prekida~ke komponente nemaju
{to ravnija i da bi celom povr{inom
(odgovaraju}e
amplitude
i
trajanja).
stabilnu radnu ta~ku izme|u
nalegao na dr`a~ uzorka sa
visokoomskog stanja (OFF) i
4) Prekida~ke komponente sa
mehanizmom za dr`anje. Dimenzije
provodnog stanja (ON), nakon
memorijom imaju tako|e dva stabilna
uzorka su (a, b, l) = (6.11, 5.55, 3.2 )
dostizanja napona praga provo|enja VT
stanja. Visokoomsko stanje i prelaz u
mm, pri ~emu je S= a . b povr{ina
(treshold voltage). U provodnom stanju
provodno se odigrava kao u dugom
popre~nog preseka uzorka a l njegova
mo`e se kontrolisati vrednost radne
slu~aju. Kod provodnog stanja, vrednost debljina.
ta~ke, pri ~emu struja mora biti ve}a od struje je dosta velika za male vrednosti
Metoda sa postavljanjem uzorka izme|u
struje dr`anja IH (holding current).
napona. Pri tome se radna ta~ka kre}e
paralelnih plo~a – elektroda (eng.
Kada vrednost struje opadne ispod IH,
po drugoj karakteristici (za razliku od
parallel plate) je jedna od
komponenta prelazi u visokoomsko
visokoomskog stanja) i veoma malo
najkori{}enijih, najta~nijih i
stanje.
odstupa od toga tokom vremena.
najjednostavnijih metoda merenja kako
[061]
energija
Slika 5 Princip pravljenja i izgled
uzorka
Slika 6 Tektronix 576 Curve Tracer
elektri~nih i dielektri~nih karakteristika
uzoraka [12, 13], tako i njihovih
prekida~kih strujno – naponskih
karakteristika [14]. Na slici 5 je
prikazan princip ove metode i izgled
sintetisanog uzorka.
Za merenje strujno – naponskih
karakteristika kori{}en je instrument
Tektronix 576 Curve Tracer (slika 6).
To je robustan i precizan instrument za
ispitivanje diskretnih poluprovodni~kih
komponenti sa dva i tri pristupa. On
podr`ava promene napona do 1500 V
(pozitivne i negativne vrednosti) a
struje do 20 A sa visokom rezolucijom
pode{avanja.
Na slikama 7 i 8 prikazana se I-U
karakteristike posmatrane komponente
pri maksimalnom opsegu napona od
Vmax = 1500 V, maksimalnom snagom
od Pmax=10W kojoj
Slika 7 Oblast velike otpornosti prekida~ke
odgovara serijska
komponente
otpornost od Rs =
65kΩ. Zapa`a se da je
prilikom pove}anja
napona do 800V
karakteristika pribli`no
linearna, tj. imamo da
se komponenta pona{a
kao otpornik. Ova
oblast se naziva oblast
velike otpornosti (HR
– high resistance) jer
je napon na
komponenti relativno
veliki a struja je mala.
Kada se nastavi sa
daljim pove}anjem
Slika 8 Oblast male otpornosti prekida~ke komponente
[062]
napona (preko 800 V),
radna ta~ka naglo
sko~i u provodnu
oblast. Ta oblast se
naziva i oblast male
otpornosti (LR – low
resistance) jer je napon
na komponenti
relativno mali a struja
je velika. Taj efekat je
prikazan na slici 8, za
dve razli~ite vrednosti
naponske skale.
Izme|u oblasti HR i
LR se nalazi oblast
negativne otpornosti
(NR – negative
resistance), gde
prilikom pove}anja
struje napon opada.
Zbog principa rada
samog instrumenta
(naponom je
kontrolisan) jako je
te{ko uo~iti radnu
ta~ku u toj oblasti.
Na osnovu slike 7 zaklju~uje se da je
napon pri kome dolazi do prelaska
radne ta~ke iz oblasti HR u oblast LR
jednak UT=800 V (UT - threshold
voltage je napon proboja pri kome
dolazi do prelaza iz HR u NR oblast
rada) a struja pri kojoj se to de{ava je
IT=0.4 mA (struja proboja). Sa slike 8
se vidi da je napon u LR oblasti manji
od 40 V, pri ~emu vrednost struje mo`e
biti ve}a od 4 mA. Vrednost struje je
kontrolisana vredno{}u serijskog
otpornika u samom instrumentu i ona je
ograni~ena samom snagom disipacije
komponente. Po{to je snaga disipacije
nepoznata za ovu komponentu, nije se
eksperimentisalo sa ve}im strujama da
ne bi do{lo do trajnog o{te}enja
komponente. Sama komponenta koja je
realizovana u ovoj strukturi se pona{a
kao dijak [1, 2]. U energetskoj
elektronici dijak se koristi za kontrolu
rada trijaka i tiristora, odnosno kontrolu
energija
njihovog uklju~ivanja dovo|enjem
impulsa na gejt. U stranoj literaturi [11]
ove strukture se nazivaju S – diode
(S - switch) i pomo}u njih se ispituju
elektri~ne prekida~ke karakteristike
novih materijala.
\or|e Obradovi}, Milo{ Slankamenac, Milo{ @ivanov
Fakultet tehni~kih nauka, Univerzitet u Novom Sadu
Zaklju~ak
Karakteristike prekida~ke komponente,
napravljene pomo}u slo`enog amorfnog
poluprovodnika Cu15(AsSe1.4I0.2)85,
ispitane su na traseru merenjem strujno
– naponske karakteristike. Sama
komponenta koja je realizovana
metodom postavljanjem uzorka izme|u
paralelnih plo~a pona{a kao dijak.
Pokazano je da postoji prekida~ki
efekat u ispitivanom materijalu i da su
naponi koje mo`e da prekida dosta
veliki, tako da postoji mogu}nost
primene ovog materijala i u drugim
visokonaponskim prekida~kom
elementima i u drugim strukturama.
Dalji pravci istra`ivanja mogu biti
ispitivanje dinami~kih karakteristika i
testiranje komponente prilikom
zagrevanja.
Kontrolna jedinica za
napajanje elektronskih
sklopova u modulu za
merenje u nezacevljenim
bu{otinama
Zahvalnost
Ovaj rad je finansijki podr`an od strane
Pokrajinskog sekretarijata za nauku i
tehnolo{ki razvoj Autonomne Pokrajine
Vojvodine u okviru projekta
''Tehnologija dobijanja i karakterizacija
neure|enih poluprovodnika''.
Literatura
[1] Branko L. Doki}: “Energetska
elektronika – pretvara~i i regulatori”,
Banja Luka, 2000.
[2] Ned Mohan, Tore Undeland,
William Robbins: “Converters,
Applications and Design”, John Wiley
& Sons, New York, 1989.
[3] Muhammad Rashid: “Circuits,
Devices and Applications”, Prentice
Hall Intern., Englewood Cliffs 1988.
[4] S. R. Luki}, D. M. Petrovi},
“Slo`eni amorfni halkogenidi”,
Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno –
matemati~ki fakultet, Novi Sad, 2002.
[5] M. Popescu, “Disordered
chalcogenide optoelectronic materials:
phenomena and applications”, Journal
of Optoelectronics and Advanced
Materials, 2005, Vol. 7, No. 4, pp.
2189-2210.
[6] M. Popescu, “Non-Crystalline
Chalcogenides”, Kluwer academic
publishers, USA, 2002.
[7] S. R. Ovshinsky, Electronics, Aug.
14, 1959, p. 76.
[8] S. R. Ovshinsky, Phys. Rev. Lett.,
1968, Vol. 21, p. 1450.
[9] V. V. Himinets “Kvantovaia
Elektronika”s.
UDC: 622.241.03 : 622.12
Rezime
Geofizi~ki karota`ni sistemi se koriste za merenje razli~itih parametara od interesa
u raznovrsnim tipovima bu{otina. Ti parametri se odre|uju spu{tanjem vi{e tipova
sondi u bu{otinu. U ovom radu je predstavljen princip rada kontrolne jedinice za
napajanje elektronskih sklopova u modulu za merenja u vodenim, naftnim i gasnim
nezacevljenim bu{otinama kao i realizacija njene upravlja~ke elektronike.
Pri projektovanju upravlja~ke elektronike posebna pa`nja je usmerena da ceo
sistem bude digitalno kontrolisan, kako bi se lako mogli implementirati algoritmi
za automatsko prilago|enje i kalibrisanje sistema u procesu merenja. U sklopu
povr{inskog modula napravljena je kontrolna jedinica za napajanje elektronskih
sklopova. Ona obezbe|uje stabilan jednosmerni napon za elektronske sklopove i
mo`e se napajati iz mre`e sa 220 V AC i/ili iz akumulatora.
Mre`ni napon od ~220V se transformi{e u ni`i jednosmerni napon jer se
elektronski sklopovi u modulu napajaju jednosmernim naponom od ±5V, ±9V,
±12V, ili ± 18V. Da bi bio ispunjen taj zahtev isprojektovana je kontrolna logika
koja upravlja punjenjem akumulatorske baterije. Jedinica za napajanje ima
konektor na koji se dovodi jednosmerni napon od 15,7 V sa impulsnog napajanja.
Dalje se taj napon prosle|uje ka konektorima sa kojih se napajaju ostale jedinice.
Primarno napajanje je iz akumulatora, a napajanje iz mre`e se aktivira samo u
slu~aju kada je potrebno puniti akumulatorsku bateriju.
A Power Control Unit for Supply to Electronic Devices in Tools for
Measurement in Open-Hole Boreholes
Systems for borehole measurement are used for measurement a lot of various
parameters in all types of boreholes. These parameters are measured, with some
various types of tools, by logging in boreholes. In this paper the principle of
working the power control unit for supply to electronic devices in tools, which is
used for measuring in open-hole water, oil and gas open-hole boreholes, and its
control hardware realisation are presented.
The hardware system is digitally controlled, because of easier implementation of
an algorithm for automatic control and calibration in a measurement process. The
power control unit is a part of a surface system and is used for supplying of
electronic devices. It provides stable DC voltage for electronic devices and can be
supplied by network power system 220V AC voltage and/or an accumulator.
Network power voltage is converted into lower DC voltage because the electronic
devices need ±5V, ±9V, ±12V or ± 18V voltage ranges.
To ensure that demand, the control unit for charging the accumulator is projected.
The power control unit has a connector which is brought DC 15,7V voltage from a
pulse power suply. That voltage is used further to supply conectors which other
electronic units are connected. The accumulator supply is usualy activated whereas
the power supply is used only when the battery is charging.
1. Uvod
Le`i{ta nafte i gasa se ne nalaze svuda
u svetu, niti je njihovo lociranje
slu~ajan proces. Zato se ula`u velika
[063]
sredstva i napori radi otkrivanja lokacija
le`i{ta i {to preciznijih podataka o
njihovoj strukturi. Geofozi~ka
karota`na (GFK) merenja se koriste za
energija
Slika 1 GFK sistem za ispitivanje bu{otina
odre|ivanje parametara od interesa u
naftnim, vodenim i gasnim bu{otinama
[1]. Tipi~an sistem za ispitivanje
bu{otina je prikazan na slici 1.
Osnovni delovi GFK sistema su [2]:
1 – Povr{inska jedinica za analizu i
nadgledanje merenih rezultata,
2 – kabel za spu{tanje sonde kroz
ispitivanu bu{otinu i komunikacioni
link izme|u mernih instrumenata i
povr{inske jedinice i
3 – merne sonde.
Kako trenutno ne postoji sonda koja
mo`e da odredi sve parametre od
interesa, merenje u bu{otinama zahteva
spu{tanje razli~itih tipova sondi (ili
lanca razli~itih sondi), da bi se do{lo do
`eljenih informacija [3, 4]. U daljem
tekstu je detaljnije opisana jedinica za
napajanje sondi za merenje u
nezacevljenim bu{otinima za vodu,
naftu ili gas.
2. Osnovni concept I blok {ema
realizacije ure|aja
Pri projektovanju upravlja~ke
elektronike posebna pa`nja je usmerena
da ceo sistem bude digitalno
kontrolisan, kako bi se lako mogli
implementirati algoritmi za automatsko
prilago|enje i kalibrisanje sistema u
procesu merenja.
Sa druge strane ostavljena je mogu}nost
ru~nog menjanja strujnih opsega kako
bi operater mogao sam da odabere mod
rada ure|aja. Na slici 2 dat je izgled
celog povr{inskog mernog sistema
baziranog na PC platformi.
Slika 2 Povr{inski merni system
Slika 3 Blok {ema povr{inskog modula karota`ne aparature
Slika 4 Blok {ema kontrolne logike za punjenje baterije
[064]
energija
Slika 5 Elektri~na {ema jedinice za napajanje
za elektronske skolopove u modulu.
Jedan od projektnih zahteva bio je da se
ure|aj mo`e napajati iz mre`e sa 220V
AC i/ili iz akumulatorske baterije.
Zapravo i kada ka`emo napajanje iz
mre`e podrazumeva se da se mre`ni
napon ~220V transformi{e u ni`i
jednosmerni napon jer se elektronski
sklopovi u modulu napajaju
jednosmernim naponom od . Da bi bio
ispunjen taj zahtev isprojektovana je
kontrolna logika koja upravlja izborom
na~ina napajanja i punjenjem
akumulatorske baterije, prikazana je
blok {ema na slici 4.
Jedinica za napajanje ima konektor JP1
na koji se dovodi jednosmerni napon
(+15,7 V) sa impulsnog napajanja.
Dalje se taj napon prosle|uje ka
konektorima sa kojih se napajaju ostale
jedinice (slika 4). Naj~e{}e je aktivno
napajanje iz baterije a napajanje iz
mre`e se aktivira samo u slu~aju kada
je potrebno puniti akumulatorsku
bateriju. Impulsno napajanje je posebna
jedinica u modulu i ne ulazi u okvire
razmatranja i opisa.
Realizacija jedinice za napajanje
U sklopu povr{inskog modula
napravljena je kontrolna jedinica za
napajanje elektronskih sklopova.
Jedinica obezbe|uje stabilan
jednosmerni napon neprekidno. Jedinica
se mo`e napajati iz mre`e sa 220 V AC
i/ili iz akumulatora. Na slici 3 mo`e se
uo~iti pozicija i uloga „kontrolne
jedinice za napajanje elektronike” u
povr{inskom sistemu kao i linije za
napajanje elektonskih kola.
3. Kontrolna jedinica za
napajanje
Uloga kontrolne jedinice za napajanje je
da obezbedi potrebne napone napajanja
[065]
Elektri~na {ema jedinice za napajanje je
prikazana na slici 5. Prekida~ S1 je
zapravo elektri~ni kontakt koji se
aktivira klju~em i ugra|en je na
prednjem panelu kofera u kome je
sme{tena kompletna elektronika
povr{inskog modula za karota`na
merenja.
Okretanjem klju~a S1 aktivira se
napajanje ka svim jedinicama. BT1 je
akumulatorska baterija kojom se
napajaju sve jedinice modula. Punjenje
akumulatorske baterije omogu}ava
uklju~ivanje relejnog kontakta K1.
Punjenje baterije kontroli{e se
{mit–triger okidnim kolom, koje je
realizovano operacionim poja~ava~em
TL082 i tranzistorom Q1 koji se
uklju~uje kada je na izlazu {mit-triger
kola visok logi~ki nivo.
Kada napon na bateriji dostigne gornji
prag {mit-triger kola isklju~uje se
tranzistor Q1 {to uzrokuje deaktiviranje
relejnog kontakta K1 ~ime se isklju~uje
proces punjenja akumulatorske baterije
BT1. Prag pri kome se isklju~uje
punjenje baterije pode{ava se
potenciometrom R6.
Jo{ jedna uloga relejnog kontakta K1 je
da se onemogu}i pra`njenje baterije
kada je ure|aj isklju~en. Otpornici R7 i
R8 slu`e za ograni~enje struje punjenja
baterije.
Zaklju~ak
U radu je re{avana problematika
napajanja elektronskih sklopova i
mogu}nost automatskog procesa
punjenja akumulatorske baterije koja se
energija
koristi za napajanje ure|aja pri nestanku
mre`nog napajanja. Projektovani
hardver treba da obezbedi pouzdano i
efikasno napajanje svih komponenti sa
strujom i naponom koji se nalaze u
veoma razli~itim opsezima zbog
slo`enosti ure|aja. Osnovni problem je
prisustvo elektri~nih smetnji samog
napajanja koje uti~u na rezultate
merenja. Proces punjenja
akumulatorske baterije ima za{titu od
samopra`njenja. Tako|e postoji za{tita
od o{te}enja elektronskih komponenti.
Literatura
[1] G. Man~i}, S. Martinovi}, M.
@ivanov (2002), Geofizi~ki karota` –
osnovni principi, DIT NIS-Naftagas,
Novi Sad.
[2] M. Slankamenac, Kre{imir Knapp,
M. @ivanov (2004), "Protocol for
communication between telemetry
system and sensors in borehole
measurement instruments", Advances in
Electrical and Computer Engineering,
Volume 4, Number 2, pp. 38-43,
Romania, Suceava.
[3] M. Slankamenac, Kre{imir Knapp,
M. @ivanov (2004), "Testing of the
Device for Communication in the Tool
for Measurement of Pipe Diameter and
Fluid Flow in the Borehole",
Electronics, Vol. 8, No. 2, pp. 3-9,
Bosnia and Hercegovina, Banjaluka.
[4] I. Mezei, D. Mihajlovi}, M. Brki},
M. @ivanov (2005), "A solution for
monitoring of critical parameters in
borehole measurement systems", PSUUNS International Conference on
Engineering and Environment, Serbia
and Montenegro, Novi Sad.
Marko Oluji}, Kalman Babkovi}, Milo{ Slankamenac,
Milo{ @ivanov
Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehni~kih nauka
UDC: 629113.02/.07
Digitalni ure|aj za
regulaciju ugla
pretpaljenja benzinskog
motora - hardverska
realizacija
Rezime
Ure|aj realizovan ovim radom predstavlja alat kojim se mo`e ostvariti precizno
merenje ugla pretpaljenja u zavisnosti od brzine motora, i time uvideti eventualne
nepravilnosti u radu regulatora pretpaljenja kod automobila. Hardver ure|aja
sastoji se od devet celina: napajanja, stroboskopske lampe, tastature, zujalice, LC
displeja LCM1602A, RS232, ISP, strujnog senzora i mikrokontrolera ATmega16.
Pored merenja brzine motora i ugla pretpaljenja ure|aj poseduje i mogu}nost
snimanja podataka relevantnih za iscrtavanje same karakteristike motora, koji se
serijskom komunikacijom mogu slati na ra~unar.
Klju~ne re~i: Ugao pretpaljenja, strujni senzor.
Abstract
Device described in this paper, represents a tool for precise car engine ignition
timing regulation. It is used for detection of a vacuum or centrifugal advance
working irregularity. There are nine hardware modules: power supply,
stroboscope lamp, keyboard, buzzer, LC display - type LCM1602A, RS232, ISP,
current sensor and microcontroller – type ATmega16. This device can also be used
for saving data, that represents pre-ignition angle and engine speed, which can be
sent to a computer via serial communication and used for car engine characteristic
diagrams.
I. Uvod
Precizno pode{avanje pretpaljenja jedan
je od va`nijih uslova u postizanju
ekonomi~ne potro{nje goriva i boljih
performansi automobilskog motora.
^ak i mala odstupanja od optimalnih
vrednosti mogu dovesti do znatnih
promena u karakteristikama, smanjenju
snage i brzine, pregrevanju, a veoma
~esto i do ozbiljnih kvarova.
Ure|aj realizovan ovim radom
predstavlja alat kojim se mo`e ostvariti
precizno merenje ugla pretpaljenja u
zavisnosti od brzine motora, i time
uvideti eventualne nepravilnosti u radu
regulatora pretpaljenja kod automobila.
II. Ugao pretpaljenja
^etvorotaktni SUS motor ima ~etiri
takta, odnosno radna ciklusa [1]. Za
stepen iskori{}enja motora i njegovu
maksimalnu snagu najbitnije je potpuno
iskoristiti potisak na klipu koji nastaje
[066]
sagorevanjem radne sme{e u tre}em,
radnom taktu. Taj pokret nadole, preko
klipnja~e i radilice, pretvara se u obrtno
kretanje motora, a na ra~un tog rada }e
se izvr{iti i ostala tri takta.
Teoretski, sve}ica treba da baci varnicu
kada klip do|e u GMT (gornju mrtvu
ta~ku) na kraju drugog takta sabijanja i
da sagoreli gasovi svom silinom potisnu
klip nadole. To bi bilo mogu}e kada bi
radna sme{a mogla sagoreti trenutno,
~im sevne varnica na sve}ici. Me|utim,
varnica sve}ice prakti~no upali samo
najbli`e ~estice benzina u sme{i, pa tek
toplota, koja se razvija sagorevanjem
tih ~estica, pali ostale slojeve.
Sagorevanje se {iri u obliku plamenog
fronta, pri ~emu raste pritisak i
temperatura, pa nesagoreli deo sme{e
biva sve topliji. Tek tada se plamen {iri
brzinom lan~ane reakcije.
Po{to klip za to vreme ne stoji ve} se
kre}e velikom brzinom, potisak
energija
sagorelih gasova bi zakasnio jer se klip
ve} odmakao. Osim toga, usled kretanja
klipa nadole pove}ava se prostor u
komori za sagorevanje i povr{ina
hla|enih zidova cilindra. Zbog toga
opada pritisak i temperatura, {to veoma
nepovoljno uti~e na proces sagorevanja.
Krajnji efekat svega toga bio bi
smanjenje u~inka motora, naro~ito pri
ve}em broju obrtaja. Zna~i, ako bi se
varnica na sve}ici pojavila u trenutku
kada klip do|e u GMT, maksimalni
potisak nastao sagorevanjem gasne
sme{e bi zakasnio. Da bi se to izbeglo,
trenutak paljenja treba pomeriti
unapred, da se radna sme{a upali pre
nego {to klip stigne u GMT. To
pomeranje treba da bude onoliko koliko
je potrebno da radna sme{a sagori i da
se maksimalni pritisak dobije kada klip
stigne i malo pre|e GMT. Pri manjem
broju obrtaja to pomeranje je manje, a
pri ve}em broju obrtaja ve}e.
Vremensko pomeranje trenutka
paljenja, s obzirom da se radi o
kru`nom kretanju, mnogo je prakti~nije
izra`avati u uglovima obrtanja radilice
ili osovine razvodnika paljenja. Zato se
pretpaljenje izra`ava uvek u stepenima,
a ne u sekundama. Na taj na~in dolazi
se do pojma ugla pretpaljenja.
III. Hardver ure|aja
Hardver ure|aja sastoji se od devet
celina. U slede}im sekcijama bi}e dat
kratak opis funkcija svake od ovih
celina.
A. Napajanje ure|aja
Zadatak ovog dela jeste da obezbedi
stabilizovanih 5V za napajanje
elektronike, i ne{to vi{i napon potreban
za rad stroboskopske lampe. Kao izvor
napajanja za ure|aj mogu da se koriste
akumulator automobila, kao naponski
izvor od 12V, i DC adapter, kao
naponski izvor od 10V do 20V, sa
minimalnim strujnim kapacitetom od
600mA.
B. Stroboskopska lampa
Stroboskopska lampa je realizovana u
vidu LED lampe koju ~ini devet LE
dioda vezanih paralelno. Pomo}u lampe
se vr{i merenje ugla pretpaljenja. U
zavisnosti od brzine motora, ~iji ugao
pretpaljenja se meri, ugao osvetljaja
stroboskopske lampe se mo`e softverski
menjati. Smanjivanjem ugla
pretpaljenja mo`e se spre~iti eventualno
razmazivanje slike pri ve}im brzinama
motora. Pove}anjem ugla osvetljaja
mo`e se pove}ati ja~ina svetla koju
lampa baca na motor. Ugao se mo`e
menjati u granicama od 1° do 30°.
C. Tastatura
Preko ove celine korisnik vr{i
upravljanje radom ure|aja. Njome se
Slika 1 Shema strujnog senzora
unose podaci u mikrokontroler i
pokre}e slanje podataka putem serijske
komunikacije, na ra~unar. Sama
tastatura se sastoji od 14 tastera, 10
numeri~kih za uno{enje brojnih
podataka (ugla pretpaljenja i ugla
osvetljaja stroboskopske lampe) i 4
kontrolna tastera za kretanje kroz opcije
menija prikazanog na displeju.
D. Zujalica
Na ure|aju se nalazi jedna
elektromagnetska zujalica, koja se
koristi za zvu~nu signalizaciju uno{enja
nepravilnih podataka od strane
korisnika ili kori{}enja tastera koji nisu
predvi|eni za rad u aktivnoj opciji
menija.
E. LC displej
Za komunikaciju sa korisnikom ure|aj,
pored tastature, koristi i LC displej.
Displej slu`i za prikaz trenutno
dostupnih opcija menija sa kojima
korisnik mo`e da radi, a tako|e ispisuje
i podatke koje korisnik unosi ili koji su
izmereni u toku rada motora. Displej je
tipa LCM1602A, formata 2x16 (2 reda
sa po 16 karaktera).
F. RS232
Za komunikaciju sa ra~unarom koristi
se RS232. To je asinhrona serijska
komunikacija namenjena za kra}a
rastojanja i manje brzine prenosa.
Komunikacija je dupleksna, {to zna~i
da komunikacioni ure|aj mo`e
istovremeno da {alje i prima podatke.
G. ISP
Na plo~ici ure|aja postoji konektor za
ISP. Ovaj deo nema zna~aja za sam rad
ure|aja, ali predstavlja dodatak kojim
se na jednostavan na~in, bez dodatnih
komponenti, mo`e menjati program u
memoriji mikrokontrolera.
[067]
H. Strujni senzor
Zadatak senzora jeste prikupljanje
signala sa sve}ice motora i njegovo
konvertovanje u oblik koji
mikrokontroler mo`e da obradi.
Detaljniji podaci o senzoru kao
najva`nijem delu ure|aja bi}e izlo`eni u
posebnom poglavlju.
I. Mikrokontroler
Centralni deo ure|aja predstavlja
mikrokontroler, tipa ATmega16. To je
Atmelov AVR CMOS osmobitni
mikrokontroler sa 16kB ISP
programabilne fle{ memorije i 512B
EEPROM-a. Kao izvor takta koristi se
kristalni oscilator od 12mHz.
IV. Strujni senzor
Najva`niji deo ure|aja predstavlja
strujni senzor. Sonda strujnog senzora
realizovana je u obliku kleme, sa
feritnim jezgrom postavljenim na
njenom vrhu. Na jezgru se nalazi
pedesetak navojaka bakarne `ice, ~ija
su dva kraja povezana sa oklopljenim
kablom. Upotreba oklopljenog kabla
bila je neophodna zbog velikih smetnji
koje postoje u automobilu, a koje bi se
preko `ice sonde prenosile na ure|aj.
Sonda je preko ~etvoroulaznog
konektora CON1 priklju~ena na ure|aj
(slika 1).
Na ulaze 2 i 3 konektora priklju~eni su
krajevi bakarne `ice navoja, a na ulaze
1 i 2 `ica kojom je oklopljen kabl. Ova
dva ulaza su povezana na masu ure|aja.
Sonda senzora radi na principu mernog
transformatora [2].
Skok napona na sekundarnoj strani
indukcionog kalema se preko
razvodnika paljenja prenosi na sve}icu.
Ovaj napon naglo raste sve (do reda
20kV) do trenutka kada se sme{a unutar
cilindra motora ne jonizuje i dok ne
energija
Slika 2 Signal dobijen sa sonde strujnog senzora
Slika 5 Izgled signala na izlazu histerezisnog komparatora
nekoliko ms (kod
platinskih dugmadi)
[3]. Za ovo vreme
ja~ina struje iznosi
nekoliko mA. Struja
koja proti~e kroz
sve}icu je dakle dosta
malog inteziteta, a
tako|e i trajanje je
dosta kratko.
Me|utim, promene
struje su veoma brze,
struja dosta naglo
poraste do vrednosti
od nekoliko mA i vrlo
brzo opadne na nulu.
Rastu}a i opadaju}a
ivica su dosta strme.
Ovakve promene
struje izazivaju i dosta
nagle promene
Slika 4 Izgled signala nakon „detektora anvelope” magnetskog polja oko
provodnika kojim je
sve}ica povezana sa
razvodnikom paljenja,
odnosno nagle
promene magnetskog
fluksa kroz navojke
postavljene na
feritnom jezgru sonde
senzora. Feritno
jezgro ima ulogu da
linije magnetskog
polja usmeri kroz
navoj i da ga donekle
poja~a. Naime,
primarno magnetsko
polje koje stvara
struja kroz sve}icu
stvara u feritu
sekundarno
potekne struja kroz sve}icu. Tada ovaj
magnetsko polje istog smera, tako da je
napon pada na vrednost koja je
ukupno magnetsko polje ve}e od
dovoljna da se struja odr`i (tipi~no
prvobitnog. Promena fluksa ovog polja
3kV). U zavisnosti od vrste motora,
kroz navojke izaziva pojavu
odnosno od na~ina prekidanja
elektromotorne sile na krajevima
primarnog kola struja se odr`ava od
navoja. Odnosno na krajevima navoja
300μs (kod tiristorskog paljenja) pa do
dobija se naponski signal.
Slika 3 Izgled signala nakon ispravljanja u
Grecovom mostu
[068]
Naponski signal dobijen sa sonde
strujnog senzora, slika 2, u trenutku
paljenja sve}ice potrebno je
konvertovati u oblik koji }e
mikrokontroler mo}i da obradi. Ovaj
signal ima veoma malu snagu, sa
maksimalnim pikom napona, Umax, od
oko 70V, u zavisnosti od ja~ine,
odnosno brzine varnice koja je
presko~ila na sve}ici. Njegovo trajanje,
Tsp, je dosta kratko, i iznosi nekoliko ms.
Signal se prvo vodi na Grecov
ispravlja~ D1, tipa B500R, gde se vr{i
njegovo ispravljanje, (slika 3).
Zatim se vodi na „detektor anvelope”,
kojeg ~ine kerami~ki kondenzator C1,
otpornik R1 i potenciometar R2.
Kondenzator je veoma male
kapacitivnosti zbog veoma slabog
signala. Ukoliko bi se postavio ve}i
kondenzator signal ne bi uspeo da
podigne njegov napon, odnosno
kondenzator bi upio signal pre njegove
dalje obrade. Otpornici ~ine naponski
razdelnik, gde se pode{avanjem veli~ine
R2 mo`e kontrolisati veli~ina signala,
odnosno njegovo trajanje, Tf. Signal se
sa detektora, slika 4, dalje vodi na
invertuju}i histerezisni komparator,
kojeg ~ine komparator KA339 i
otpornici R4, R5, R6, i R7. Cenerova
dioda slu`i za ograni~avanje
maksimalne vrednosti napona signala
na 10V, Vz.
Komparator KA339 ima izlaz sa
otvorenim kolektorom. On predstavlja
poslednji stepen obrade signala. U
trenucima kada signal dostigne vrednost
ve}u od 4V, slika 5, {to predstavlja
gornji prag histerezisnog komparatora,
izlaz komparatora pada na logi~ku nulu.
Kada napon signala opadne ispod 1V,
{to je donji prag, napon na izlazu
komparatora sko~i na 5V, odnosno na
logi~ku jedinicu.
Ovakav signal je oblika koji
mikrokontroler mo`e da obradi. Na
energija
osnovu njega mikrokontroler odre|uje
trenutak paljenja sve}ice, kao i vreme
proteklo izme|u dva paljenja potrebno
za odre|ivanje brzine motora, veli~ine
ugla pretpaljenja i ugla osvetljaja
stroboskopske lampe.
Elementi T1, C3, C4, R7, R8 se mogu
koristiti za automatsko pode{avanje
veli~ine ulaznog signala, ali nisu
iskori{}eni u ovoj verziji ure|aja.
Zaklju~ak
Za ispravno merenje ugla pretpaljenja
motora potrebni su stroboskopska
lampa, uglomer i obrtomer. Ovaj ure|aj
predstavlja spajanje ova tri instrumenta
u jedan, {to ga ~ini dovoljnim alatom za
uspe{no pode{avanje pretpaljenja
motora automobila.
Literatura
[1] Jo`ef Dekanj, „Elektri~ni ure|aji u
automobilu", Tehni~ka knjiga, Beograd,
2005.
[2] Dr Branko Popovi}, „Osnovi
elektrotehnike II", Beograd, 2000.
[3] Dragi{a Simonvi}, Milan Ivanovi},
Budi{a Ru`i}, „Automobili – Od
poznavanja do popravke”, Autotehnika,
Beograd, 2005.
Nenad Stevanovi}
“Kolubara Povr{inski kopovi” Baro{evac
UDC: 621.311.1.027 (497.11)
Analiza harmonijskog
izobli~enja napona u
niskonaponskoj napojnoj
mre`i zgrade Direkcije
„Kolubara povr{inskih
kopova“ Baro{evac
Rezime
U radu su prikazani rezultati merenja ukupnog harmonijskog izobli~enja napona u
napojnoj mre`i zgrade Direkcije „Kolubara povr{inskih kopova“ Baro{evac.
Pored ukupnog harmonijskog izobli~enja napona. merenja i drugih parametara
kvaliteta elektri~ne energije kao {to su efektivne vrednosti faznih napona (u cilju
pra}enja kontinuiteta napajanja, propada napona, odstupanja efektivne vrednosti
osnovnog harmonika i asimetrije faza) i u~estanosti kao veli~ine koja karakteri{e
~itav elektroenergetski sistem. Merenja su vr{ena u trofaznom sistemu istovremeno,
kori{}enjem mre`nog analizatora visokih performansi (Power Guide 4400, Dranetz
BMI) uz upotrebu „sna`nog“ softverskog alata Dran-View Profesional za
naknadnu analizu i obradu rezultata merenja na PC platformi.
Klu~ne re~i:vi{i harmonici-kvalitet elektri~ne energije-merenje-merenjedistributivna mre`a
Abstract
This study shows measurement results of total harmonic distortion of voltage in
power supply grid of the "Kolubara" open pit mines’ head office in Baro{evac.
Beside measurement of total harmonic distortion of voltage, there were also
performed measurements of other electrical energy quality parameters such as
effective values of phase voltages (in order to monitor supply continuity, effective
value of basic harmonics and phase asymmetry deviation) and frequency as a
value which features complete electro energetic system. Measurements were
performed in three phase system simultaneously, by grid analyzer with high
performances (Power Guide 4400, Dranetz BMI) with use of powerful software
tool Dran-View Profesional for additional analysis and processing of
measurement results on PC platform.
Key words: higher harmonics-power quality-measurement-distribution networks.
1. Uvod
U praksi postoji stalan porast broja
potro{a~a elektri~ne energije u
elektrodistributivnom sistemu, koji
uti~u na pogor{avanje kvaliteta
elektri~ne energije. Poseban trend
porasta ima broj ugra|enih klima
ure|aja i upotreba personalnih ra~unara,
ali ni ostali ku}ni aparati (usisiva~i i
mikseri sa elktronskom regulacijom
brzine, TV, audio i Hi-Fi ure|aji) ne
zaostaju u u~e{}u u konzumu.
U administrativnim zgradama,
obrazovnim i nau~nim
[069]
ustanovanovama, pored zna~ajno
velikog broja personalnih ra~unara,
ure|aja za klimatizaciju, veliki je broj i
ure|aja za besprekidno napajanje kao i
broj fluorescentnih svetiljki.
Ovi nelinearni potro{a~i predstavljaju
izvor vi{ih harmonika struje i uti~u na
odstupanje talasnog oblika od idealnog
prostoperiodi~nog. Tako|e dolazi i do
odstupanja talasnog oblika napona od
pravilnog sinusoidalnog oblika. Ove
promene su uzajamne (uti~u jedna na
drugu) te se obi~no posmatraju
istovremeno. Ove promene
energija
prostoperiodi~nosti napona i struje uti~u
na kvalitet napona i struje, jednom re~ju
na kvalitet elektri~ne energije.
Potro{a~i ,koji su najve}i „zaga|iva~i“
distributivne mre`e vi{im harmonicima,
po pravilu su i najosetljiviji ure|aji po
pitanju kvaliteta elektri~ne energije (na
primer ra~unarska oprema). Vi{i
harmonici napona i struje predstavljaju
generator dodatnih tro{kova, jer dolazi
do dodtnog zagrevanja elemenata EESa, pove}anja gubitaka elektri~ne
energije i ubrzanog starenja izolacije i
skra}ivanje njihovog eksploatacionog
`ivotnog veka, {to opet uve}ava
tro{kove odr`avanja. Vi{i harmonici
pored toga {to lo{e uti~u na `ivotni vek
opreme EES-a ugro`avaju siguran i
pouzdan rad kontrolnih, upravlja~kih i
za{titnih ure|aja i time ugro`avaju
siguranost i pouzdanost ~itavog EES-a.
Ovo su zna~ajni razlozi zbog kojih
pra}enje kvaliteta elektri~ne energije
sve vi{e dobija na potrebi i va`nosti.
2. Standardi za kvalitet
elektri~ne enrgije
Ovde je pre svega re~ o standardima
koji defini{u dozvoljen nivo vi{ih
harmonika napona. Jo{ uvek nije
definisan nacionalni standard koji bi se
odnosio na ovu problematiku. Me|utim
ni me|unarodni standardi, preporuke i
norme nisu jedinstvene u pogledu
granica dozvoljenih harmonijskih
izobli~enja napona. Postoji vi{e
me|unarodnih standarda i preporuka
vezanih za ovu tematiku (IEEE1159,
IEC61000, EN50160 i dr.).
Standard IEEE1159 obuhvata sve
naponske nivoe ali dosta je restriktivan
i dopu{ta samo 5% izobli~enja napona
na niskonaponskom i
srednjenaponskom nivou.
Prema preporuci o elektromagnetnoj
kompakti-bilnosti definisane su tri klase
tj. zone:
z Klasa 1 (zona A)-obuhvata za{ti}ene
izvore napajanja (labaratorije i
ra~unarski centri) i kod njih se
zahteva najvi{i kvalitet elektri~ne
energije
z Klasa 2 (zona B)-obuhvata javnu
distributivnu mre`u i op{tu
industrijsku potro{nju
z Klasa 3 (zona C)-obuhvata
industrijsku potro{nju; u okviru ove
klase nalaze se potro{a~i kao {to su
razni energetski pretvara~i, veliki
motori, i sl.; ovu klasu karakteri{u
veoma promenljiva optere}enja
Za nas, u ovom radu, je bitna zona B jer
objekat ~iji smo kvalitet napajanja
kontrolisali pripada op{toj industrijskoj
potro{nji obzirom da se trafostanica
6/0,4kV napaja iz industrijskog
okru`enja.
Neparni vi{i
harmonici ~iji red
nije deljiv sa
brojem 3
z Neparni vi{i
harmonici ~iji je
red deljiv sa
brojem 3
z Parni harmonici
Vrednosti prikazane
u tabelama
predstavljaju
procentualan iznos
od nominalnog
napajanja.
Tabela 2 predstavlja
izvod iz standarda
EN50160 [6], koji se
odnosi na limite
harmonijskog
izobli~enja pojedinih
vi{ih harmonika u
zoni
kompaktibilnosti
koja obuhvata op{tu
industrijsku
potro{nju. Kao {to je
prikazano u tabeli 1,
podrazumeva se da
harmonijsko
izobli~enje u 95%
desetominutnih
intervala
usrednjavanja na
jednonedeljnom
nivou ne prelazi
vrednosti navedene u
tabeli 2. Pored vrednosti harmonijskog
izobli~enja pojedina~nih vi{ih
harmonika ovaj standard defini{e i nivo
Tabela 1 Parametri kvaliteta napona napajanja
z
U tabeli 1 prikazani su parametri koji
karakteri{u kvalitet napona elektri~nog
napajanja javne distributivne mre`e i
op{te industrijske
potro{nje. Ova tabela
Tabela 2 Grani~ne vrednosti harmonijskog
predstavlja izvod iz
izobli~enja napona napajanja pojedina~nih
standarda EN50160 [6],
vi{ih harmonika prema standardu EN50160
u njoj su pored
parametara kojima se
karakteri{e kvalitet
napajanja navedene i
grani~ne dopu{tene
vredno-sti, interval
merenja odnosno
usrednjavanja, period
posmatranja tj.
merenja, kao i
prihvatljiv procenat
zastupljenosti rezultata.
Tabela 3 Dozvoljene vrednosti harmonijskog
U tabelama 2 i 3,
izobli~enja napona napajanja kao posledica
prikazani su izvodi
uticaja pojedina~nih vi{ih harmonika
standrda EN50160 i
prema standardu IEC 61000-2-2
IEC 61000-2-2, koji se
odnose na grani~ne
vrednosti harmonijskih
izobli~enja pojedinih
vi{ih harmonika. Ove
grani~ne vrednosti, u
obe tabele, razvrstane
su u tri grupe u
zavisnosti od reda
harmonika i to:
[070]
energija
ukupnog harmonijskog izobli~enja
napona napajanja (THDU), uzimaju}i u
obzir uticaj svih harmonika do 40.-tog
reda, i on ne treba da pre|e vrednost
8% Un.
Pore|enjem vrednosti dozvoljenih
pojedinih harmonijskih izobli~enja
napona, prikazanih u tabelama 2 i 3.,
mo`e se zaklju~iti da su one skoro
indenti~ne za oba standarda (sem za
parne harmonike vi{eg reda od 10 i
neparne harmonike ~iji je red ve}i od
15 a deljiv je brojem 3. gde postoji
malo nepoklapanje ali je i uticaj ovih
harmonika na ukupno harmonijsko
izobli~enje veoma malo). Me|utim u
pogledu ukupnog harmonijskog
izobli~enja ova dva standarda defini{u
razli~ite grani~ne vrednosti i to 8%
prema EN50160 [6] i 6% prema IEC
61000-2-2 [2]
3. Parametri i indikatori kvaliteta
napona napjanja
Parametri kvaliteta napona napajanja
mogu se podeliti u dve osnovne grupe [1]:
- osnovne ili bazne parametre, koji
uti~u na pravilan rad sistema
- parametri koji uti~u na deformaciju
prostoperiodi~nog talasnog oblika tog
napona
U prvu grupu parametara spadaju
varaijacije efektivne vrednosti napona,
varijacije u~estanosti i pojava
nesimetrije u sistemu. Druga grupa
parametara se mo`e podeliti na tri
podgrupe:
- tranzijentne parametre(impulsi i
oscilacije)
- parametre u prelaznom re`imu sistema
(naponski propadi, prema{aji napona,
podnaponi, prenaponi, kratkotrajni
naponski prekidi, beznaponske pauze)
- parametre u ustaljenom stanju
(harmonici, interharmonici, fluktacije
napona, {um).
Primenjeni mre`ni analizator, uz
upotrebu softvera za dodatnu obradu
snimaka na PC platformi, pru`a veoma
{iroke mogu}nosti u pogledu
odre|ivanja parametara kvaliteta
elektri~no napajanja i u velikoj meri
prevazilazi obim ovog rada. Rad
ure|aja, merenje i prera~unavanje,
standardizovan je i saglasan sa
standardima IEEE1159, IEC61000 i
EN50160 [4]. Izrada izve{taja je dosta
automatizovana i olak{ana, ali pru`a i
slobodu izbora parametara koji }e se u
njemu prikazati. Statisti~ka obrada
rezultata merenja je potpuno
automatizovana.
Ovde }e biti malo re~i i obja{njenjo o
nekim od kori{}enih pojmova koji
karakteri{u kvalitet elektri~ne energije.
Za opis ukupnog uticaja vi{ih
harmonika napona i struje (do
harmonika N-tog reda) u radu je
kori{}en pojam ukupne harmonijske
distorzije tj. izobli~enja napona i struje,
koji se defini{e slede}im formulama:
100%
100%
(1)
(2)
Dok je uticaj pojedinih harmonika na
napon napajanja i struje, definisan
individualnom harmonijskom
distorzijom tj. izobli~enjem
100%
(3)
100%
(4)
Parametar koji defini{e subjektivan
utisak ljudi o treperenju osvetljenja,
koje je posledica fluktacije napona
napajanja, naziva se kratrkotrajni fliker
napona (PST). On se dobija na osnovu
statisti~ke obrade odabiraka napona.
Ina~e ure|aj daje i dugotrajni fliker
napona (PLT) i omogu}ava prikaz
promene flikera u toku vremena
posmatranja.
4. Postupak merenja
Upravna zgrada “Kolubara Povr{inskih
kopova” u Baro{evcu 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
priklju~enim na vazdu{ni vod 6kV
dalekovoda sa koga se napja jo{
nekoliko trafostanioca 6/0,4kV ali i
razvodna postrojenja na koja su
priklju~eni veliki rudarski objekti
(rotorni bager, samohodna pretovarna
traka tzv. band-wagen, kao i par eta`nih
transportera sa velikim pogonskim
asinhronim motorima sa
kratkospojenim rotorom).
Vr{eno je merenje napona sve tri faze i
u~estanosti direktno na sabirnicama
niskog napona trafostanice 6/0,4kV.
Tako|e je merena struja ukupne
potro{nje zgrade u sekundarnom kolu
strujnih mernih transformatora
(prenosnog odnosa 600/5A)
priklju~enjem strujnih mernih klje{ta
(TR-2501, 0-10A) bez prekida strujnog
kola. Pored faznih struja optere}enja
merena je i struja u povratnoj grani.
Trajanje merenja je iznosilo sedam dana
(od 12.02. do 19.02.2008.god.) i
obavljeno je u prete`no zimskim
uslovima sa periodima niske
temperature ali i u danima kada je
temperatura bila visoka za ovo doba
godine (naro~ito zadnjeg dana tj.
[071]
19.02.) kada je verovatno do{lo i do
upotrebe individualnih ure|aja za
klimatizaciju.
Posmatrana zgrada pripada tipu ve}ih
administrativnih zgrada sa oko stotinak
kancelarija. Od potro{a~a u ovom
konzumu skoro da potpuno preovla|uju
nelinearni potro{a~i relativno male
snage ali velikog broja. Veoma je mali
broj ~isto omskih potro{a~a i njihova
snaga je pojedina~no zna~ajnija reda
nekoliko kilovata snage ({poreti u
kantini za topli obrok i bifeu, nekoliko
akumalcionih i proto~nih bojlera,
verovatno izvestan broj re{oa u
pojedinim kancelarijama).
Nasuprot tome zna~ajno je veliki broj
nelinearnih potrp{a~a pojedina~no male
snage gotovo svi monofaznog tipa.
Veliki je broj personalnih ra~unara (oko
120) prete`no napajanih preko ure|aja
za besprekidno napajanje, veliki broj
kancelarijskih {tampa~a, nekoliko
velikih fotokopir aparata, skenera i
druge mre`ne kompjuterske opreme,
nekoliko velikih fri`idera i vitrina za
hladjenje, velikog broja (negde oko 60)
pojedina~nih ure|aja za klimatizaciju
razli~itih veli~ina i snaga kao potro{a~a
ve}e snage.
5. Rezultati merenja
Na slici 1 prikazana je vremenska
promena efektivne vrednosti faznih
struja optere}enja i struje u povratnom
vodu. Na toj slici se mo`e videti
vremenska raspodela struje optere}enja
po razdobljima dana ali i po danima u
nedelji. U tabeli 4 prikazane su
maksimalne, minimalne vrednosti struje
optere}enja u toku posmatranog perioda
sa ubele`enim momentom postizanja tih
vrednosti, kao i srednja i prose~na
vrednost te struje. Treba imati u vidu da
je 15.02. bio neradan dan (dan dr`avnog
praznika) tako da je vremenska
raspodela struje optere}enja u tom danu
sli~na kao i u dane vikenda.
Na slici 2 prikazana je vremenska
raspodela vrednosti sva tri fazna napona
u posmatranom periodu sa
usrednjavanjem shodno standardu. Na
slici su isprekidanim linijama prikazani
limiti napona napajanja prema
EN50160 stadardu (Un±10%). U tabeli
5 prikazane su statisti~ke vrednosti kao
{to su: minimalna i maksimalna
zabele`ena vrednost faznih napona sa
vremenom bele`enja, kao i srednja i
prose~na vrednost iste veli~ine. Iz te
tabele vidimo da je minimalna vrednost
faznog napona za fazu A i B indenti~na
(179,53V {to ~ini varijaciju od oko 22%
u odnosu na Un) a za fazu C iznosi
178,45V ({to predstavlja oko 22,4%
varijacije u odnosu na Un). Me|utim
ovde se radi o kratkotrajnim propadima
napona, verovatno prouzrokovanih
istovremenim pokretanjem vi{e velikih
energija
EN50160 (Un±10%
u 95%
desetominutnih
intervala).
Ali ono {to izlazi iz
granice dozvoljenog
jesu flikeri napona,
koji bi prema
standardu EN50160
trebalo da su <1 u
95% odabiraka, {to
ovde nije slu~aj. Za
fazu A uslov iz
standarda zadovoljen
sa 91,3%, za fazu B
sa 95,7% a fazu C
sa 94,2%.
U tabeli 6 prikazano
je jo{ ne{to podataka
iz oblasti varijacije
faznih napona
napajanja kao {to su
najni`a kratkotrajna
trenutna vrednost
napona, njeno
trajanje i najdu`e
trajanje vrednosti
napona ispod limita i
njegova vrednost.
Kao jo{ jedan od
Tabela 4 Maksimalne i minimalne vrednosti sa
osnovnioh (baznih)
vremenom bele`enja, srednje i prose~ne
parametara kvaliteta
statisti~ke vrednosti faznih struja i struje
napona napajanja na
kroz povratnu granu
slici 3, prikazana je
vremenska promena
u~estanosti u toku
posmatranog
perioda. Statisti~ki
podaci iz oblasti
varijacije u~estanosti
su slede}e:
¾ Minimalna
vrednost 49.90Hz
(varijacija
oko -0.20% od fn)
rudarskih ma{ina na povr{inskom kopu
¾ Maksimalna vrednost 50.11Hz
i padom napona u srednjenaponskoj
(varijacija oko 0.22% od fn)
(6kV) mre`i predmetne trafostanice.
¾ Srednja vrednost 50HZ (100% fn)
Me|utim varijacije faznih napona su u
¾ U 99,5% vremenskih intervala
potpunosti saglasne sa standardom
u~estanost je
50.04Hz {to u
Slika 2 Vremenska promena faznih napona
potpunosti
zadovoljava standard
EN50160 (fn±1%)
Na slikama 4. 5 i 6
Slika 1 Vremenska promena faznih struja i struje u
povratnoj grani
prikazana je vremenska promena
ukupnog faktora izobli~enja faznih
napona napajanja. Na tim slikama mo`e
se videti promena ukupnog
harmonijskog izobli~enja napona u
zavisnosti od doba dana i dana u
nedelji. Uo~avaju se dve temene
vrednosti u toku radnih dana i to ona
ne{to ve}e vrednosti u prepodnevnim
~asovima (od 8 do 12 ~asova, obi~no
bli`e podnevu) i druga u popodnevnim
~asovima obi~no oko 19 ~asova. Posle
tog vremena, pa sve do jutarnjih ~asova
je ne{to ni`i faktor ukupnog izobli~enja.
Tako|e se mo`e zapaziti da je faktor
ukupnog harmonijskog izobli~enja
faznih napona A i B i u neradnim
danima bez ve}e promene u odnosu na
radne dane {to je mo`da posledica
neravnomernog rasporeda nelinearnih
potro{a~a po fazama koji su stalno
povezani na mre`no napajanje (pre
svega ure|aji za besprekidno
napajanje). U tabeli 7 prikazano je
statisti~kih podataka, iz nje se vidi da je
apsolutni maksimum vrednosti THDU
postignut 19/02/2008 u 11:50 (obzirom
da je uz „redovno“ uklju~ene potro{a~e
pridodat i odre|en broj klima ure|aja).
U pogledu harmonijskog izobli~enja
napona napajanja, ukupnog i
pojedina~nog, kvalitet napona napajanja
potpuno je u saglasnosti sa standardom
EN50160 u 95% desetominutnih
vremenskih intervala u toku ove nedelje
dana snimanja. Mo`e se re}i da
vrednosti ukupne harmonijske distorzije
napona pojedinih faza nisu ni blizo
grani~ne vrednosti od 8% Un (za fazu
A THDU=2.30%, fazu B
THDU=1.95% i fazu C THDU=2.16%)
Na slikama 7. 8 i 9 prikazana je
harmonijska raspodela izobli~enja
napona napajanja (do harmonika 50-tog
reda) izra`ena u procentima osnovnog
harmonika. Na ovim slikama se mo`e
videti op{tepoznata stvar da je uticaj
neparnih harmonika vi{estruko ve}i od
uticaja parnih harmonika (npr. kod faze
A ukupno izobli~enje je oko 2.96% od
vrednosti prvog harmonika od ~ega
parni harmonici u~estvuju sa svega oko
0.11% dok neparni skoro sa svih
2.96%). Interesantno je zapaziti da kod
faza A i C izrazito dominantni uticaj
imaju 23 i 25.-ti harmonik, a potom po
Tabela 5 Maksimalne i minimalne vrednosti sa
vremenom merenja, srednje i prose~ne
statisti~ke vrednosti faznih napona
[072]
energija
Tabela 6 Vrednosti napona ispod limita sa du`inama
trajanja, datumom i vremenom merenja
Slika 4 Vremenska promena srednje vrednosti ukupnog
harmonijskog izobli~enja napona faze A
Slika 5 Vremenska promena srednje vrednosti ukupnog
harmonijskog izobli~enja napona faze B
Slika 3 Vremenska promena u~estanosti
Slika 6 Vremenska promena srednje vrednosti ukupnog
harmonijskog izobli~enja napona faze C
Tabela 7 Maksimalne i minimalne vrednosti
ukupnog harmonijskog izobli~enja
sa datumom i vremenom merenja
uticaju slede 5, 3, 7, 9 i tako redom.
Kod faze B, na harmonijsko izobli~enje
napona napajanja, izrazito je
dominantan 5-ti harmonik, pa onda 13.,
17, 19, 23-}i.
Na slikama 10, 11, 12 i 13 prikazana je
vremenska promena ukupnog
harmonijskog izobli~enja faznih struja i
struje u povratnom vodu. Na njima se
mo`e zapaziti da su maksimalne
vrednosti oko podneva (ne{to je manji
skok u popodnevnim satima) ali kasnije
u toku ve~eri i no}i vrednost opada.
Tako|e je za vreme neradnih
dana ova vrednost dosta
mala i bez promena.
Slike 14, 15, 16 i 17.
prikazuju pojedina~ni uticaj
harmonika (izra`en u
procentualnoj vrednosti
osnovnog harmonika). Mo`e
se zapaziti dominantni uticaj
3.,5.,7.,9.,23.,25,11...
harmonika (kod struja optere}enja u
fazama A i C) dok je kod faze B
izrazito dominantan 23. i 25. harmonik
struje. Interesantno je primetiti da je
kod harmonijskog izobli~enja struje u
povratnoj grani dosta ve}i uticaj parnih
harmonika od uticaja neparnih
harmonika (parni uti~u sa 28.52%
osnovnog harmonika dok neparni sa
oko 15.14%) i da je dominantan 22. i
28-mi harmonik struje.
[073]
Zaklju~ak
U pogledu varijacija napona, sa
vremenskog dijagrama faznih napona,
mo`e se videti da ti naponi nikada ne
prelaze gornju granicu predvi|enu
standardom EN50160 [6]. ^e{}e su bli`i
donjoj granici (limitu) pa je i srednja
vrednost ne{to malo manja od
nominalne vrednosti napona i iznosi
oko 226V ({to je za oko 1.74% ispod
nominalne vrednosti) ali u pogledu
pomenutog standarda zadovoljava
potpuno propisane granice.
U pogledu varijacija mre`ne u~estanosti
mo`e se konstatovati da je ona tako|e
potpuno u saglasnosti sa standardom
EN50160 [6].
Tako|e i u pogledu harmonijskog
izobli~enja napona napajanja, kako
ukupnog (uzimaju}i u obzir uticaj
harmonika do 40.-tog reda) tako i
pojedina~no harmonijsko izobli~enje
(videti tabelu 8) standard je u
energija
Slika 7 Harmonijska raspodela distorzije napona faze A
Slika 11 Vremenska raspodela ukupnog harmonijskog
izobli~enja struje optere}enja faze B (izra`ena
u apsolutnoj vrednosti tj. amperima)
Slika 8 Harmonijska raspodela distorzije napona faze B
Slika 12 Vremenska raspodela ukupnog harmonijskog
izobli~enja struje optere}enja faze C (izra`ena
u apsolutnoj vrednosti tj. amperima)
Slika 9 Harmonijska raspodela distorzije napona faze C
Slika 13 Vremenska raspodela ukupnog harmonijskog
izobli~enja struje u povratnom vodu (izra`ena
u apsolutnoj vrednosti tj. amperima)
Slika 10 Vremenska raspodela ukupnog harmonijskog
izobli~enja struje optere}enja faze A (izra`ena
u apsolutnoj vrednosti tj. amperima)
Slika 14 Harmonijska raspodela izobli~enja struje
optere}enja faze A (izra`ena u procentima
osnovnog harmonika)
potpunosti zadovoljen ~ak se mo`e re}i
da izobli~enja nisu blizo limita.
Me|utim mora se re}i, obzirom da se
pomenuta trafostanica napaja 6kV
naponom zajedno sa velikim rudarskim
objektima a obzirom na prirodu te
napojne mre`e (prete`no kablovska
izolovana sa ~estim
zemljospojevima pa
i kratkim
spojevima) ~est je
slu~aj velikog broja isklju~enja napona
napajanja (ponekad i vi{e~asovna) {to
se u ovom posmatranom periodu nije
de{avalo. Prema tome ova nedelja se
[074]
nemo`e u potpunosti uzeti kao idealan
reprezent stanja u pogledu kvaliteta
napajanja upravne zgrade elektri~nom
energijom ali predstavlja pionirski
energija
Slika 15 Harmonijska raspodela izobli~enja struje
optere}enja faze B (izra`ena u procentima
osnovnog harmonika)
Tabela 8 Ukupno i pojedina;no harmonijsko
izobli~enje po fazama sa prikazanim limitima
prema standardu EN50160
Slika 16 Harmonijska raspodela izobli~enja struje
optere}enja faze C (izra`ena u procentima
osnovnog harmonika)
Slika 17 Harmonijska raspodela izobli~enja struje u
povratnom vodu (izra`ena u procentima
osnovnog harmonika)
Slika 18 Naponske prilike nakon isklju~enja izvoda
pod zemljospojem (ulazak u stacionarno
stanje I deo)
poku{aj kontrole kvaliteta napajanja i
pru`a opravdanje za uvo|enje
stacionarnih sistema kontrole bez
Slika 19 Naponske prilike nakon isklju~enja izvoda
pod zemljospojem (ulazak u stacionarno
stanje II deo)
ula`enja u ostale
razloge i
prednosti koje idu
u prilog tome ({to
su pokazale neke
studije ra|ene za
potrebu Kolubara
Povr{inskih
kopova).
Imaju}i u vidu
rezultate iznete u
referatu [3] u
okviru
predhodnog
savetovanja Saveza energeti~ara
Energetika 2007, u pogledu fluktacije,
varijacije i promene periodi~nosti
[075]
napona na tzv. „zdravim“ vodovima
(slike 18 i 19) tj. vodovima koji nisu
pogo|eni kvarom moglo bi se puno
toga izanalizirati kada bi posedovali
snimke parametara kvaliteta napajanja
na razli~itim naponskim nivoima i
razli~itim mestima priklju~enja. To }e
biti omogu}eno kada budu realizovani
pomenuti stacionarni sistemi za
kontinualno pra}enje. U me|uvremenu,
cilj je da se merenja obave i u toku
letnjih meseci, kada je dominantan
uticaj ve}eg broja klima ure|aja kao
nelinearnih potro{a~a ve}e snage.
energija
Literatura
[1] V. Kati} – Kvalitet elektri~ne
energije u distributivnim mre`ama
Elektroprivrede Srbije- Studija EPS,
2004
[2] @.\uri{i}, M.Gostovi}, M.\uri}Analiza harmonijskog
izobli~enjanapona u niskonaponskoj
distributivnoj mre`i u BeograduZbornik radova 28. savetovanje JUKO
CIGRE, Vrnja~ka banja, septembar
2007
[3] D.Ristivojevi}, N.Stevanovi},
S.Damnjanovi}-Analiza prenaponskih
pojava pri nastanku zemljospojeva u
izolovanoj 6kV-tnoj mre`i-Zbornik
radova Energetika2007, Zlatibor mart
2007
[4] PowerGuide-User manual- Dranetz
BMI Inc USA
[5] Dran View 6.0-Power quality
browser- User manual- Dranetz BMI
Inc USA
[6] Standard BS EN 50160 : 2000
Voltage characteristics of electricity
supplied by public distribution systems
[7] IEC Standard 61000-2-4, 1994,
“Electromagnetic Compatibility (EMC),
Part 2 Environment, Section 4:
Compatibility Levels in Industrial
Plants for Low Frequency Conducted
Disturbances”, “IEC, Geneve”
[8] IEC 61000 Standard series
–Electromagnetic compatibility
[9] IEEE Standard 519, 1993, “IEEE
Recommended Practices and
Requirements for Harmonic Control in
Electrical Power Systems”, “Institute of
Electrical and Electronics Engineers,
Inc., New York, USA”
D. Ristivojevi}, S. Vukovi}, S. Markovi}, D. Slavkovi},
S. Damnjanovi}, Z. Milosavljevi
RB “Kolubara”, “Povr{inski kopovi” Baro{evac
UDC: 621.316.99.011.22
Diskutabilnost u praksi
ukorenjenih na~ina
merenja otpora
rasprostiranja uzemljiva~a
Rezime
Mnogo je nedoumica i nedore~enosti u metodama merenja otpora rasprostiranja
uzemljiva~a, pogotovu upotrebom tzv. fabri~kih kompleta instrumenata (veoma
male vrednosti struje i kratka rastojanja izme|u uzemljiva~a, sonde i pomo}nog
uzemljiva~a. Uticaj lutaju}ih struja kroz tlo je evidentan i postoji potreba da se
ispitivanje, ili merenje otpora uzemljenja izvr{i generisanjem struje ve}eg
inteziteta.
Klju~ne re~i: Uzemljiva~, sonda, otpor rasprostiranja, naponski levak.
Abstract
There are many uncertainties about methods of measuring the resistance of ground
electrode, especially by means of so called industrial sets of instruments (due to
extremely small intensity of electrical current and short distances among the
ground electrode, the probe and the auxiliary ground electrode). The itinerant
currents evidently makeimapct on the soil and it is recommended to gauge the
resistance of the ground electrode by generating greater intesity of electrical
curent.
Key words: Ground electrode, probe, resistance of the ground electrode, funnel
voltage.
1.0 Uvod
Postoje razli~ite metode merenja otpora
rasprostiranja uzemljiva~a, koje sa
razli~itom ta~no{}u pokazuju realnu
sliku stanja uzemljiva~a posmatranog
pogona. Uticaji stanja samog
uzemljiva~a, specifi~ne otpornosti
zemlje, temperature i vla`nosti,
me|usobnog rastojanja mernih
elemenata, kao i samih uzemljiva~a,
inteziteta struje kojom se merenje vr{i,
itd., zna~ajno mogu uticati na ta~nost
rezultata merenja.
Pri proticanju struje kroz uzemljiva~,
naponski levak se formira u funkciji
raspodele otpora rasprostiranja.
Odre|ivanje naponskog, odnosno
otpornog levka oko uzemljiva~a, vr{i se
prema dijagramu datom na slici 1.
Rastojanje izme|u uzemljiva~a i sonde
kao i izme|u sonde i pomo}nog
uzemljiva~a, mora biti dovoljno veliko,
[076]
kako bi gre{ka pri merenju bila
zanemarljiva.
Kod pojedinih uzemljiva~a ({tapni,
plo~asti, trakasti do oko 10m i
prstenasti do oko 5m promera) po
pravilu je dovoljan razmak od 20m
izme|u uzemljiva~a i sonde i oko 40m
izme|u uzemljiva~a i pomo}nog
uzemljiva~a.
Ukoliko merimo otpor uzemljenja s
razli~itim polo`ajima sonde u celom
podru~ju izme|u merenog i pomo}nog
uzemljiva~a, dobi}emo otpornu
karakteristiku predstavljenu na slici 1.
Tra`eni otpor uzemljenja uzemljiva~a
U, dobija se kod svih polo`aja sonde,
kod kojih je otporna karakteristika
horizontalna, tj. izme|u ta~aka „ a „ i „
b „ (dakle, u takozvanoj neutralnoj zoni,
ili referentnoj zemlji). Za prakti~ne
efekte, nepotrebno je snimanje
kompletne karakteristike. Dovoljno je
energija
Slika 1 Otporna karakteristika s neutralnom zonom
Slika 2 Otporna karakteristika s prelaznom ta~kom
uzemljiva~a.
Postavljanjem sonde i pomo}nog
uzemljiva~a u raznim pravcima i
rastojanjima, ~esto se posti`u bolji
rezultati u slu~aju nepravilnih i
nedefisanih karakteristika i ote`anih
uslova merenja.
U naseljenim mestima, kao po pravilu,
razmaci izme|u U, S i PU su
minimalni. Tada je potrebno sondu
postaviti normalno na sredinu linije UPU, kako bi razmak izme|u sonde i
uzemljiva~a bio {to ve}i.
2.0. Potrebni razmaci izme|u
uzemljiva~a, sonde I pomo}nog
uzemljiva~a
Ta~nost pri merenju je funkcija vrste i
dimenzija uzemljiva~a, kao i
raspolo`ivih rastojanja izme|u U (
uzemljiva~a ). S ( sonde ), i PU (
pomo}nog uzemljiva~a)
Otpor rasprostiranja pomo}nog
uzemljiva~a mora biti manji od 100struke vrednosti otpora merenog
uzemljiva~a.
Za ta~nost merenja od 90-99%,
potrebna rastojanja su data u tabeli 1.
Npr. ukoliko se sa 95%, ta~nosti izmeri
otpor jednog prstenastog uzemljiva~a
pre~nika D=10m, potrebni razmaci
izme|u uzemljiva~a i sonde kao i
izme|u sonde i pomo}nog uzemljiva~a
prema tabeli 1 iznose l=7D dakle
70m.
3.0. Uticaj specifi~nog otpora tla
Specifi~ni otpor tla ρ, obi~no je
promenljiv u {irokim granicama, a
funkcija je sastava, vla`nosti i
temperature tla po{to ima negativni
temperaturni koeficijent (α=0,02...0,04
K-1 ) rasprostiranja uzemljiva~a na
maksimalni iznos (nepovoljni uslovi niske temperature).
Praksa je pokazala da kod uzemljiva~a
koji nisu ukopani
dublje od 1,5m,
Tabela 1 Potrebni razmaci za ta~nost merenja od
razlika izme|u ρmax i
90%, 95% i 99%
ρmin, bez uticaja
naglih pljuskova,
iznosi ? 60%. Pri
dubljem ukopu {irine
{tapnih uzemljiva~a,
ta razlika iznosi do
oko 20%.
Analize ruskih
stru~njaka pri merenju
na {tapnim
uzemljiva~ima l=3m i
trakastim polo`enim
na h=0,5m u zemlju,
pokazuju da se
najnepovoljnije
mogu}e vrednosti
dobijaju ako se:
Slika 3 Polo`aj U - S - PU pri malim rastojanjima
izmeriti otpor uzemljenja, tako da se u
sredini merne linije U – S - PU - [ U (
uzemljiva~ ). S ( sonda ), i PU (
pomo}ni uzemljiva~ )] sonda postavi u
nekoliko raznih polo`aja na rastojanju
od ≈2m. Ukoliko su merni rezultati
jednaki ili pribli`ni, polo`aj neutralne
zone je kao na slici 1.
Ako su rezultati razli~iti, zaklju~ujemo
da se sonda ne nalazi u neutralnoj zoni.
Tada se ta~ni merni rezultati dobijaju
pove}anjem razmaka PU od U, ili
pomeranjem sonde vertikalno na liniju
U-PU, tako da se postavi izvan
podru~ja delovanja naponskog levka
kako uzemljiva~a tako i pomo}nog
uzemljiva~a.
Pri merenju otpora rasprostiranja ve}ih
uzemljiva~a ne dobijamo otpornu
karakteristiku prema
slici 1, s neutralnom
zonom, ve}
karakteristiku s
prelaznom ta~kom
(slika 2).
Naponski levak
uzemljiva~a se
neposredno dodiruje s
naponskim levkom
pomo}nog
uzemljiva~a. Uzrok je
u prvom redu mali
razmak izme|u
uzemljiva~a, sonde i
pomo}nog
uzemljiva~a.
Kada je otpor
pomo}nog
uzemljiva~a daleko
ve}i od otpora
merenog uzemljiva~a
(nedostatak vlage u
tlu, neravnomerni
geolo{ki sastav tla,...)
mogu nastati
pote{ko}e pa ~ak i
nemogu}nost
odre|ivanja
karakteristike.
Ukoliko je otporna
karakteristika kao na
slici 2, mo`e se
merenjem uz nekoliko
razli~itih polo`aja
sonde, s velikom
pouzdano{}u utvrditi
prelazna ta~ka,
odnosno otpor
rasprostiranja
uzemljiva~a. Ako se
na taj na~in ne mo`e
odrediti otporna
karakteristika,
potrebna su merenja
uz bitno pove}anje
razmaka izme|u
uzemljiva~a, sonde i
pomo}nog
[077]
energija
- Kod {tapnih uzemljiva~a rezultati
merenja Ruz u vla`nim tlu pomno`e
sa 3, a rezultati merenja u suvom tlu
pomno`e sa 2.
- Kod trakastih uzemljiva~a rezultati
merenja Ruz u vla`nom tlu pomno`e
sa 4, a rezultati merenja u suvom tlu,
pomno`e sa 2.
Pri merenju Ruz (naro~ito u ote`anim
uslovima), potrebno je pored osnovnih
parametara uzemljiva~a i Ruz poznavati
pouzdanost dobijenog rezultata , tj. sa
kolikom ta~no{}u smo izvr{ili merenje.
Potrebno je korigovati izmerenu
vrednost (odrediti stvarnu) ukoliko
va`nost merenja to podrazumeva.
Uporedo sa korekcijom mernih rezultata
potrebno je uva`iti i uticaj specifi~ne
otpornosti ρ na Ruz.
Ukoliko bi se merenje vr{ilo
jednosmernom strujom, imali bi pojavu
napona polarizacije.
Na metalnim elektrodama u zemlji, koja
zbog sadr`aja vode i raznih soli
prestavlja elektrolit, javlja se napon
polarizacije. Mogu se koristiti
nepolarizariju}e elektrode, ali je njihova
konstrukcija slo`ena i rad s njima te`ak.
Ako se elektrode nalaze u sredinama
razli~itih elektrohemijskih svojstava,
izme|u njih se pojavljuje jednosmerni
napon, koji mo`e iznositi i nekoliko
desetina mV.
Ovaj uticaj se mo`e ukloniti
reverziranjem struje, ali mereni signal
mora biti ve}i od ometaju}eg, ina~e
dolazi do velikih gre{aka.
Dakle, potrebne su jako velike
vrednosti mernih struja, {to iziskuje
glomazne izvore napajanja, te{ke i
nepogodne za terenska merenja.
Pouzdaniji je rad kori{}enjem
neizmeni~ne struje, pogotovu pri
frekvenciji 100-135Hz. Zakoni {irenja
naizmeni~nog polja druga~iji su od onih
za jednosmerno, zbog tzv. talasnog
efekta. Ipak, pri odre|enim
okolnostima, ti efekti se mogu
zanemariti, ili pak korigovati.
4.0 Me|uindikativni uticaj
strujnih i naponskih linija
Pri merenjima na velikim
uzemljiva~ima du`ine strujne i
naponske linije mogu biti reda
kilometra i vi{e. Tada se na nekim
mernim pravcima de{ava pribli`avanje
naponske linije strujnoj i dolazi do nove
me|uinduktivne sprege.
Ako kroz strujnu liniju te~e struja I, a
naponska se linija vodi paralelno s njom
na rastojanju l indukovani napon je:
[1]
Ui = I * Zm * l
gde je Zm - me|usobna impedansa po
jedinici rastojanja. Ona zavisi od
geometrije tla, frekvencije struje i
elektromagnetnih svojstava tla, izme|u
kojeg linije prolaze. Ako je tlo ispod
linija nehomogeno izraz za me|usobnu
impedansu postaje veoma slo`en:
[2]
gde su:
ω = 2 π f [Hz]
μ0 = 4 π * 10-7 [H/m] - permeabilnost
d = razmak izme|u linija [m]
5.0 Uticaj ja~ine merene struje
na vrednost otpora
rasprostiranja uzemljiva~a
Merenje karakteristika uzemljiva~a U-I
metodom, naj~e{}e se vr{i strujama
reda 60-100A.
Struje jednopolnog kvara u kruto
uzemljenim mre`ama su reda 10.000A,
a uzemljiva~i su predvi|eni za te
vrednosti. Prostiranje naizmeni~ne
struje kroz tlo mo`e se prikazati
zamenskom {emom na slici 5.
Pored provodnih svojstava postoje i
dielektri~na, koja se {ematski mogu
nadomestiti elementarnim
kapacitetima, a zbog kona~ne
dielektri~ne ~vrsto}e i nizom iskri{ta.
Pri uobi~ajenim frekvencijama Iz kroz
zemlju su zanemarljive uz uobi~ajenu
odvodnost tla, dok su za vi{e
frekvencije i udarna
Slika 4 Specifi~ni otpor tla u zavisnosti od godi{njeg pra`njenja ve}a.
Efekat iskri{ta mo`e
doba ( bez uticaja naglih padavina )
biti zna~ajan u slu~aju
da se u tlu pojave vrlo
visoki potencijalni
gradijenti (nekoliko
KV/cm).
Tada u tlu mo`e do}i do lokalnih
proboja i luka koji se {iri tlom (naglo
opadanje Ruz). Ipak, potencijalni
gradijenti koji se kod velikih
uzemljiva~a pojavljuju u tlu pri
10.000A, znatno su ispod KV/cm, pa
se efekat iskri{ta zanemaruje.
Otpornost zemlje po~inje naglo da
raste, ako sadr`aj vlage u njoj opadne
ispod 15%. U pogledu temperature, Ruz
naglo poraste kada temperatura T
padne ispod 00C, a sa porastom T uz
stalnu vlagu, otpornost po pravilu
opada. Struja izaziva toplotne gubitke i
porast temperature u tlu. Ako je T ispod
ta~ke klju~anja ne}e u kratkom Δt do}i
do isu{ivanja, pa }e se Ruz malo
smanjiti. Ako struja I te~e kroz
uzemljiva~ du`e vreme dolazi do
isu{ivanja i pove}anja specifi~ne
otpornosti tla ρ. Taj efekat se mo`e
pojaviti pri merenju struje I (60 do
100A), koje teku kroz U i IU i po
nekoliko sati, a uo~ava se kao postupna
promena merne struje i potencijala
uzemljiva~a.
Sa promenom ρ menja se i Ruz,
potencijal i potencijalni gradijenti. Kod
starih uzemljiva~a (FeZn u agresivnoj
sredini) zbog korozije dolazi do
potpunog metalnog odvajanja pojedinih
delova uzemljiva~a, pa ostaje samo
galvanska veza kroz tlo.
Pri pojavi velikih struja dolazi do :
- Isu{ivanja tla na mestu prekida
uzemljiva~a i jo{ ve}eg elektri~nog
odvajanja (pove}anje Ruz i potencijala
osnovnog uzemljiva~a)
- Zbog naraslih potencijalnih
gradijenata dolazi do proboja u tlu na
mestu prekida pa se Ruz i potencijal
smanjuju.
Ako se pri merenjima razli~itim
strujama, rezultati merenja razlikuju to
je znak da postoje «labavi» spojevi i da
je potrebna revizija uzemljiva~a. Kod
ispravnih uzemljiva~a merenje strujama
od 60-100A je sasvim korektno i
rezultati se mogu prera~unati na
I=10.000A.
6.0. Zaklju~ak
Ispitivanje karakteristika uzemljiva~a
treba vr{iti U-I metodom, strujama reda
od 60-100A ~im im linearne dimenzije
prelaze desetak metara. Snimanje
potencijalnog levka, preko kojeg
izra~unavamo Ruz i potencijal
uzemljiva~a, trebalo bi raditi u vi{e
radijalnih pravaca.
Slika 5 Zamenska {ema uzemljiva~a
[078]
energija
Pri izboru Ruz trebalo bi voditi ra~una
o njegovoj udaljenosti od ispitivanog
tako da se ne na|e u uzajmnom
potencijalnom levku. Udaljenost treba
da iznosi bar 10 ekvivaletnih
polupre~nika ve}eg od njih. Pravce
snimanja potencijalnog levka moramo
izabrati tako da se na ve}im
rastojanjima ne pribli`avaju strujnoj
liniji, i po potrebi rezultate merenja
korigujemo obzirom na postojanje
indukovanog napona.
Indukovani napon mo`e biti zna~ajan i
za ve}e razmake me|u linijama
(npr.100m), ako one idu paralelno na
ve}oj du`ini.
Ispitivanje uzemljiva~a strujama od 60
do 100A omogu}ava temeljnije i ta~nije
merenje njegovih karakteristika.
Ispitivanje "velikim strujama"
(zemljospoj) tako|e je po`eljno
pogotovo na starim i slo`enijim
uzemljiva~ima, ali vi{e kao kvalitativno
kontrolno merenje.
Ako se izme|u tih dvaju merenja
poka`u ve}e razlike, trebalo bi
analizirati uzroke i po potrebi izvesti
reviziju uzemljiva~a.
Struje reda 60-100A su nepogodne pri
dobijanju referentne vrednosti otpora
rasprostiranja uzemljiva~a i zbog
postojanja eventualnih lutaju}ih struja
kroz tlo.
Merenje otpora uzemljenja fabri~kim
kompletima (ekstremno malim
vrednostima struje) je potpuno
nepouzdano pogotovu u gradskim
uslovima zbog malih struja merenja
(Imin) i nedostatka potrebnog rastojanja
izme|u U - S - IU, ~ime se ne mo`e
izbe}i uticaj lutaju}ih struja i
preklapanje naponskih levaka.
Literatura
[1] Za{tita uzemljenjem - Nikoli},
^engi} [1982.]
[2] Uzemljiva~i - N.Bajac [1959.]
Miodrag Kirovi}, dipl.el.in`.
Mr. Du{an Vukoti}, dipl. el. in`
Branka Todorovi}, dipl. el. in`.
Tomislav Milanov, dipl. el. in`.
PD „Elektrodistribucija Beograd“
UDC: 621.311.1 : [725.5/.7 : 727.3
Neke specifi~nosti u
napajanju elektri~nom
energijom objekata
prosvete na konzumu EDB
Rezime
Radom se iznose neke specifi~nosti u napajanju elektrodistributivnim
srednjenaponskim i niskonaponskim mre`ama na konzumu EDB objekata prosvete.
Prikazuje se na~in napajanja, vr{na snaga i potro{nja aktivne i reaktivne
elektri~ne energije u periodu od 1970. do 2007. godine.
Danas prisutan rast potro{nje elektri~ne energije i snage u ovim objektima ima
veoma izglednu perspektivu daljeg rasta, iako ovi objekti za grejanje koriste druge
energente i iako je svojevremeno izvr{eno „ga{enje“ pripreme „u`ine“ u ovim
objektima ({to se tada reflektovalo na pad potro{nje elektri~ne energije).
Zbog toga EDB preduzima sve mere da se nastavi sa veoma kvalitetnim
napajanjem elektri~nom energijom ovih potro{a~a, kako sa naponom u propisima
definisanom opsegu tako i u pogledu kontinuirane isporuke elektri~ne energije.
Rad mo`e da bude koristan mladim planerima, energeti~arima i projektantima koji
odre|uju na~in napajanja i defini{u tehni~ke uslove za napajanje ovih objekata.
Klju~ne re~i: Potro{nja elektri~ne energije i snage, objekti prosvete, na~ini
napajanja elektrodistributivnom mre`om.
Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of
School Buildings on Consumer Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of school 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 prbable prospective of further growth, although these
buildings use other sources of energy for heating and at one time they have
„turned out“ the preparation of meals (which has reflected on fall of electrical
energy consumption).
Due to that, EDB is taking all the necessary measures to carry on with the quality
supply of these consumers, by keeping the voltage within the prescribed limits and
continuity of suplly on high level.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers
dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the
power supply of school buildings.
Key words: consumption of electrical energy and power, school buildings, way of
power supply via power distribution network.
1. Uvod
Na podru~ju beogradske op{tine sa cca
1.700.000 stanovnika nalazi se preko
300 objekata prosvete o kojima „brine“
oko 1700 zaposlenih u EDB, a od kojih
je ovim radom prikazano rangiranje
[079]
prema vr{noj snazi ukupno 233 objekata.
U njima radi vi{e od 32000 profesora,
nastavnika i u~itelja (tabela I).
Objekti prosvete su zna~ajni potro{a~i
elektri~ne energije u ukupnom skoru.
Na primeru nekoliko objekata bi}e
energija
Tabela I Ukupno zapeslenih u prosveti
2. Rangiranje
objekata
prosvete
prema vr{noj
snazi
Ovde je u
prilo`enoj tabeli
II izvr{eno
rangiranje prema
vr{noj snazi
ukupno 233
Tabela II
Slika 1
Jednopolna shema mre`e 0,4 kV za napajanje elektri~nom
energijom osnovne {kole „Jovan Popovi}“
izne{eni zaklju~ci o nekim
specifi~nostima u napajanju
elektri~nom energijom i njenoj potro{nji
na konzumu EDB.
objekata prosvete. Najve}i potro{a~i u
ovom smislu su Prirodno matemati~ki
fakultet na Studentskom trgu i
Ekonomski fakultet.
[080]
3. Nekoliko specifi~nih
parametara o potro{nji
elektri~ne energije
Ovde su najpre u prilo`enoj tabeli III
prikazani „kapaciteti“ i osnovne
karakteristike potro{a~a u nekoliko
objekata prosvete, a potom u prilo`enoj
tabeli IV i nekoliko specifi~nih
parametara za period od 1986. do 2006.
godine.
O~igledno je da su neki specifi~ni
parametri u veoma uskom, a
neki u veoma {irokom
opsegu. Ipak, oni se mogu
iskoristiti za brze procene
vezane za anga`ovanu snagu
i potro{nju elektri~ne
energije svakog novog
objekta, kao i za
„dimenzionisanje“
pripadaju}e TS 10/0,4 kV i
unutra{njih instalacija
objekta u fazi projektovanja.
Jednopolne {eme mre`e 0,4
kV za napajanje nekoliko
objekata prosvete
Ovde su na prilo`enim slikama
prikazane jednopolne dispe~erske i
planerske sheme mre`e 0,4 kV za
napajanje elektri~nom energijom
nekoliko objekata prosvete.
Prilo`ena tabela II i ove sheme govore
da izvestan broj objekata mo`e biti
napajan samo posebnim kablom 0,4 kV
(prenosne snage oko 150 KW) a ne
autonomnom TS 10/0,4 kV.
Potro{nja reaktivne elektri~ne energije
Svi objekti prosvete imaju zanemarljivu
potro{nju reaktivne elektri~ne energije i
faktor snage ve}i od 0,95. Me|utim,
eventualno {ire uvo|enje centralne ili
lokalne klimatizacije (sa motorima male
snage i male brzine obrtanja) mo`e da
aktualizira uvo|enje fiksne
kompenzacije reaktivne snage u
pripadaju}im TS 10/0,4 kV (putem
kondenzatorskih baterija snage od 20
kVAr do 30 kVAr).
Umesto zaklju~ka
Radom su prikazane neke specifi~nosti
u potro{nji elektri~ne energije u
nekoliko objekata prosvete na konzumu
EDB.
Danas prisutan rast potro{nje elektri~ne
energije ima veoma izglednu
perspektivu daljeg rasta, te EDB
preduzima sve mere i u fazi izgradnje
mre`a a i u fazi eksploatacije da se
nastavi sa veoma kvalitetnim
napajanjem elektri~nom energijom, i u
pogledu kvaliteta napona i u pogledu
kontinuirane isporuke elektri~ne
energije.
Faktor snage u ovim objektima ima
veoma visoku urednost s obzirom na
zanemarljivo kori{}enje motora u ovim
energija
[081]
energija
Tabela IV Specifi~ni parametri za klasu potro{nje prosvete
Slika 2 Jednopolna shema mre`e 0,4 kV za napajanje elektri~nom energijom Birotehni~ke {kole na Karaburmi
(biv{a VII beogradska gimnazija)
[082]
energija
Slika 3 Jednopolna shema mre`e 0,4 kV za napajanje elektri~nom energijom
Elektrotehni~kog fakulteta Univerziteta u Beogradu
objektima, ali eventualno uvo|enje
centralne ili lokalne klimatizacije mo`e
da stvori potrebu da se u pripadaju}e
TS 10/0,4 kV uvede fiksna
kompenzacija reaktivne snage.
Bezmalo svi objekti prosvete na
konzumu EDB za grejanje koriste druge
energente.
Literatura
1. M. Jeli~i}, M. Kirovi} – Neki
specijalni potro{a~i i doma}instva bez
daljinskog grejanja na konzumu EDB,
JUKO CIGRE 1989, Bled, R. 39-01
2. Interna dokumentacija EDB o
virmanskim potro{a~ima
3. Saop{tenje ZP 20 Republi~kog
zavoda za statistiku i informatiku o
zaposlenosti u Republici (izlazi 3 puta
godi{nje)
[083]
energija
Tomislav Milanov, dipl. el. in`.
PD „Elektrodistribucija Beograd“
UDC: 621.311.1.016/.05
Neke specifi~nosti u
napajanju elektri~nom
energijom objekata
administracije na
konzumu EDB
1. Uvod
Ukupno zaposlenih u klasi potro{nje
„administracija“ na podru~ju
beogradske op{tine je danas oko 78.000
(tabela I); prema klasifikacijama
republi~kog zavoda za statistiku i
informatiku i evidenciji u periodu od
1970-2007. godine ovo je do sada
najve}i broj zaposlenih. Me|utim, i u
objektima privrede zna~ajan je broj
slu`benika sa vi{om upravnom {kolom,
pravnim i ekonomskim fakultetom te
gimnazijalaca – tako da se mo`e re}i da
u klasi zaposlenih u administraciji u
Beogradu radi vi{e od 200.000 ljudi, u
velikom procentu `enskog pola.
Svi objekti administracije za grejanje
koriste druge energente ili se greju
daljinski iz toplana; klimatizacija
prostorija je zastupljena u velikom
broju objekata, ili centralna ili lokalna.
U ta~ki 2 }e biti izvr{eno rangiranje
ovih potro{a~a prema snazi, a u ta~ki 3
biti izvr{eni specifi~ni parametri o
potro{nji elektri~ne energije; u ta~ki 4
su dati zaklju~ci.
2. Rangiranje potro{a~a u klasi
potro{nje „administracija“
prema vr{nom optere}enju
Ovde je prikazano rangiranje ukupno
170 objekata u klasi potro{nje
elektri~ne energije „administracija“
prema vr{nom optere}enju (tabela II).
Najve}i potro{a~i u ovom smislu su u
periodu oko 2000. godine bili objekti
Zavoda za izradu nov~anica (Pionirska
2), zgrada poslovnog centra „U{}e“,
SIV I, II i III, Republi~ka uprava
(Nemnjina 22), Savezni zavod za
statistiku (Kneza Milo{a 20), Po{tanska
{tedionica (27. marta), Slu`ba saveznih
organa (U`i~ka 14), Zatvor u
Ba~vanskoj 14, Narodna banka (Kralja
Rezime
Radom se iznose neke specifi~nosti u napajanju elektrodistributivnim
srednjenaponskim i niskonaponskim mre`ama na konzumu EDB objekata
administracije (Op{tine, Skup{tina grada, ministarstva, banke, spoljna trgovina…).
Prikazuje se na~in napajanja, vr{na snaga i potro{nja aktivne i reaktivne
elektri~ne energije u periodu od 1970. do 2007. godine.
Danas prisutan porast potro{nje elektri~ne energije i vr{ne snage u ovim objektima
ima veoma izglednu perspektivu daljeg rasta, te EDB preduzima sve mere da se
isporuka kvalitetne elektri~ne energije u~ini jo{ kvalitetnijom (kako sa aspekta
napona tako i sa aspekta kontinuirane isporuke elektri~ne energije).
Zbog toga EDB preduzima sve mere da se izgrade svi planom zacrtani objekti u
svim nastupaju}im srednjoro~nim planskim periodima.
Rad mo`e da bude koristan mladim planerima, energeti~arima i projektantima koji
odre|uju na~in napajanja i defini{u tehni~ke uslove za napajanje ovih objekata.
Klju~ne re~i: Potro{nja elektri~ne energije i snage, objekti administracije, na~ini
napajanja elektrodistributivnom mre`om, rezervni izvori elektri~ne energije.
Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of
Administration Buildings on Consumer Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of administration
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 prbable prospective of further growth, although these
buildings use other sources of energy for heating and at one time they have
„turned out“ the preparation of meals (which has reflected on fall of electrical
energy consumption).
Due to that, EDB is taking all the necessary measures to carry on with the quality
supply of these consumers, by keeping the voltage within the prescribed limits and
continuity of suplly on high level.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers
dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the
power supply of administration buildings.
Key words: consumption of electrical energy and power, administration buildings,
way of power supply via power distribution network.
Petra 12), Skup{tina Srbije, Skup{tina
grada, itd.
3. Specifi~ni parametri o
potro{nji elektri~ne energije
U EDB se po~ev od 1986. prati razvoj
potro{nje elektri~ne energije i snage za
[084]
7 objekata u ovoj klasi potro{nje, kod
kojih je izvr{en i „popis“ svih
elektri~nih ure|aja (tabela III).
Svi objekti za grejanje koriste druge
energente i kod svih je stepen lokalne
ili centralne klimatizacije na najvi{em
nivou.
energija
Tabela I Ukupno zaposlenih u administraciji
Tabela II Potro{a~i administracije
rangirani prema vr{nom
optere}enju
Specifi~ni parametri o potro{nji
elektri~ne energije u ovim objektima su
prikazani za 1986., 1996. i 2000.
godinu u tabeli IV.
Potro{nja elektri~ne energije u ni`oj
tarifi (u no}nim satima) u ovoj klasi
potro{nje je zanemarljiva.
O~igledno je, kako kazuje tabela IV, da
se specifi~ni parametri kre}u u
„prihvatljivom opsegu“ i da mogu da
budu veoma dobra orijentacija kod
izrade tehni~kih uslova za priklju~enje
na spoljnu mre`u EDB svih novih
objekata; neki parametri su bitni za
potrebe projekta novih instalacija u
novim objektima ove klase potro{nje.
Potro{nja reaktivne elektri~ne energije
je zna~ajna, te u svim objektima
administracije treba u ve}em
obimu uvesti fiksnu kompenzaciju
reaktivne snage sa baterijama
kondenzatora u rasponu snaga od
20 kVAr do 100 kVAr.
Umesto zaklju~ka
Potro{nja elektri~ne energije u
klasi potro{nje „administracija“ u
periodu od 1970. do 2007. godine
bele`i sistematski rast; pove}ava
se i ukupan broj objekata a i
potro{nja elektri~ne energije u
svakom objektu pojedina~no
bele`i stalan rast.
Zato EDB, sa svojih 1700 zaposlenih,
preduzima sve mogu}e mere da se
isporuka kvalitetne elektri~ne energije
ovoj klasi potro{nje sa ukupno
zaposlenih oko 78000 barem odr`i na
danas veoma visokom nivou, kako sa
aspekta kvaliteta napona tako i sa
aspekta maksimalne redukcije trajanja
nastalih iznenadnih prekida u napajanju
elektri~nom energijom (zbog
neizbe`nih kvarova u
elektrodistributivnim mre`ama).
Visok nivo kompjuterizacije ima
posledice da su ovi potro{a~i veoma
„osetljivi“ na sve parametre kvaliteta
elektri~ne energije. Zato u sve objekte
administracije treba uvesti fiksnu
kompenzaciju reaktivne snage putem
baterija kondenzatora u rasponu snaga
Tabela IV Specifi~ni parametri
[085]
od 20 kVA r do 100 kVAr kao
uostalom i u sve elektrodistributivne
TS 10/0,4 kV. Na ovaj na~in bi mogle
da se ostvare zna~ajne u{tede u
finansijskom smislu kod svih potro{a~a
u klasi „administracija“.
Literatura
1. M. Jeli~i}, M. Kirovi} – Neki
specijalni potro{a~i i doma}instva bez
daljinskog grejanja na konzumu EDB,
JUKO CIGRE 1989, Bled, R. 39-01
2. Republi~ki zavod za statistiku i
informatiku – saop{tenje ZP 20 o
zaposlenosti u Republici Srbiji (izlazi 3
puta godi{nje)
3. Interna dokumentacija EDB o
virmanskim potro{a~ima kod kojih se u
periodu od 1970 – 2007. godine
potro{nja sa brojila o~itava i napla}uje
mese~no.
energija
[086]
energija
Branka Todorovi}, dipl. el. in`.
Miodrag Kirovi}, dipl.el.in`.
Tomislav Milanov, dipl. el. in`.
Mr. Du{an Vukoti}, dipl. el. in`
PD „Elektrodistribucija Beograd“
UDC: 621.311.1 : [658.26 : 796.584
Neke specifi~nosti u
napajanju elektri~nom
energijom objekata sportskih
centara na konzumu EDB
1. Uvod
Sportska delatnost u nas se
profesionalno sprovodi u {kolama i
univerzitetima, te velikom broju
„sportskih centara“. Ukupan broj stalno
zaposlenih je daleko manjih od ukupne
pa`nje koja se sportu poklanja u
sredstvima informisanja, i u na{im
uslovima zapanjuju}e konstantnim
vrhunskim rezultatima koji se u sportu
posti`u.
EDB svojim srednjenaponskom
mre`om napaja stotine sportskih
objekata na gradskom, prigradskom i
vangradskom delu konzuma; sportski
objekti, od mesta preuzimanja
elektri~ne energije (TS 10/0,4 kV)
imaju autonomne mre`e niskog
napona, sa jo{ u fazi projektovanja
objekta poklonjenom du`nom pa`njom
u tehni~kom smislu sa aspekta
maksimalne redukcije verovatno}e
pojave strujnog ili naponskog „udara“
sa uzrokom ili u spoljnoj mre`i ili u
unutra{njim instalacijama u objektu.
Ovim radom }e, najpre, biti rangirani
sportski objekti prema veli~ini
ostvarenog vr{nog optere}enja u 2006.
godini, zatim biti izne{ene analize
raznih tehni~kih parametara koji su
specifi~ni za svaki objekta pojedina~no
(a radi dobijanja op{tih zaklju~aka za
sve objekte i upore|enje sa ostvarenim
parametrima u objektima drugih
namena i „delatnosti“), a na kraju i neki
elementi bitni za projektovanje spoljnih
i unutra{njih instalacija.
2. Rangiranje sportskih objekata
prema vr{noj snazi
Ovde je, u prilo`enoj tabeli I, izvr{eno
rangiranje prema ostvarenoj vr{noj
Rezime
Radom se iznose neke specifi~nosti u napajanju elektrodistributivnim
srednjenaponskim i niskonaponskim mre`ama na konzumu EDB objekata sportskih
centara (fudbalskih, atletskih i teniskih stadiona, ko{arka{kih dvorana, bazena,
streli{ta…). Prikazuje se na~in napajanja, vr{na snaga i potro{nja aktivne i
reaktivne elektri~ne energije u periodu od 1970. do 2007. godine.
Danas prisutan porast potro{nje elektri~ne energije i vr{ne snage u ovim objektima
ima veoma izglednu perspektivu daljeg rasta, te EDB preduzima sve mere da se
isporuka kvalitetne elektri~ne energije u~ini jo{ kvalitetnijom (kako sa aspekta
napona tako i sa aspekta kontinuirane isporuke elektri~ne energije).
Zbog toga EDB preduzima sve mere da se izgrade svi planom zacrtani objekti u
svim nastupaju}im srednjoro~nim planskim periodima.
Rad mo`e da bude koristan mladim planerima, energeti~arima i projektantima koji
odre|uju na~in napajanja i defini{u tehni~ke uslove za napajanje ovih objekata.
Klju~ne re~i: Potro{nja elektri~ne energije i snage, sportski centri, na~ini
napajanja elektrodistributivnom mre`om, rezervni izvori elektri~ne energije.
Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of Sport
Centers on Consumer Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of sport centers 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 prbable prospective of further growth, although these
buildings use other sources of energy for heating and at one time they have
„turned out“ the preparation of meals (which has reflected on fall of electrical
energy consumption).
Due to that, EDB is taking all the necessary measures to carry on with the quality
supply of these consumers, by keeping the voltage within the prescribed limits and
continuity of suplly on high level.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers
dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the
power supply of sport centers.
Key words: consumption of electrical energy and power, sport centers, way of
power supply via power distribution network.
snazi u 2006. godini 35 sportskih
objekata na konzumu EDB. Najve}i
„potro{a~i“ su hala Pionir, sportski
centar 25. maj na Dor}olu, Ta{majdan,
hala Pinki, te stadioni Crvene Zvezde i
Partizana.
[087]
3. Specifi~ni parametri o
potro{nji elektri~ne energije
Ovde su, najpre, u prilo`enoj tabeli II,
prikazani osnovi pokazatelji o strukturi
potro{a~a u nekoliko sportskih objekata
energija
{iroki – s obzirom na
potrebe i re{enja u npr.
osvetljenju prostorija.
Tabela I
4. Jednopolne
sheme mre`e za
napajanje sportskih
objekata
Ovde su na prilo`enim
slikama prikazane
jednopolne {eme mre`e
10 kV koja napaja
stadione Crvene Zvezde i
Partizana, kao i mre`e
0,4 kV na nekoliko
drugih sportskih objekata.
Tabela II Parametri o potro{a~ima
koji se u EDB „prate“ od 1986. godine,
a radi dobijanja op{tih zaklju~aka za
potrebe preciziranja osnovnih tehni~kih
uslova koji se defini{u pre izrade
projektne dokumentacije za spoljnu
mre`u i unutra{nje instalacije u svakom
objektu pojedina~no; U drugom delu
ove ta~ke prikazani su specifi~ni
parametri koji su uobi~ajeni „osnovni“
parametri za projektovanje.
Specifi~ni parametri reprezentuju 1986.,
1996. i 2006. godinu i o~igledan je
porast potro{nje elektri~ne energije i
snage.
Svi objekti koji su „analizirani“ koriste
za zagrevanje druge energente ili je
grejanje daljinsko iz centralne toplane
(eventualno iz lokalnih kotlarnica na
gas, mazut, lo` ulje ili ugalj).
Kako tabele kazuju, opsezi u kome se
kre}u specifi~ni parametri su prili~no
[088]
5. Nekoliko napomena vezanih
za tehni~ke uslove u spoljnoj
mre`i i unutra{njim
instalacijama na konzumu EDB
Vezano za tehni~ke uslove koje name}e
spoljna elektrodistributivna mre`a 10
kV za napajanje pripadaju}ih TS 10/0,4
kV bi}e napomenuto slede}e:
- neutralna ta~ka kablovske mre`e 10
kV na konzumu EDB je uzemljena u
energija
Tabela III Specifi~ni parametri za „sportske objekte“
- neutralna ta~ka mre`e 0,4 kV je
direktno uzemljena
- struje simetri~nog tropolnog kratkog
spoja u mre`i 10 kV se isklju~uju bez
vremenskog zatezanja, a struje
me|ufaznih i jednofaznih
zemljospojeva u svim mre`ama sa
vremenskom zadr{kom reda 0,3 – 0,5
sec.
- struje simetri~nih i nesimetri~nih
zemljospojeva u mre`i 0,4 kV u TS
10/0,4 kv se „isklju~uju“ topljivim
osigura~ima
- na konzumu EDB se sve TS 10/0,4
kV koje napajaju sportske objekte
napajaju kablovima 10 kV sa
neizolovanim pla{tom (u nadzemnim
mre`ama sa „kablovskim silazom“ sa
stuba du`ine preko 200 m).
- mre`a 0,4 kV koja izlazi iz TS 10/0,4
kV je kablovska, izvedena ili
kablovima sa neizolovanim ili
kablovima sa izolovanim pla{tom
- uzemljiva~ke karakteristike spoljne
mre`e i instalacija u objektu su
Geografska planerska {ema mre`e 10 kV za napajanje Stadiona Crvene zvezde i Partizana
TS X/10 kV preko male otpornosti sa
ograni~enjem struje jednofaznog
zemljospoja na 300 A, a na
podru~jima sa nadzemnim mre`ama
struja jednofaznog zemljospoja je
ograni~ena na 15 A. Zna~ajan deo
nadzemnih mre`a 10 kV u pogonu je
sa izolovanom neutralnom ta~kom.
[089]
izvedene tako da se ostvari faktor
uzemljenja manji od 0,8
- instalacije u objektima su
„nulovane“sa isklju~enjem i malih
struja zemljospoja
energija
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za napajanje Hale Pionir
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za napajanje Bazena „11. april“
[090]
energija
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za napajanje Sportskog centra Banjica
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za napajanje Sportskog centra Ta{majdan
Zaklju~ak
Napajanju elektri~nom energijom
sportskih objekata elektrodistributivnim
mre`ama u EDB se poklanja izuzetno
velika du`na pa`nja.
Pra}enjem svih parametara potro{nje
elektri~ne energije kod izvesnog broja
objekata bele`i se iz godine u godinu
izvestan porast potro{nje elektri~ne
energije i snage.
[091]
EDB preduzima sve mere da se
maksimalno elimini{e opasnost od
strujnog ili naponskog „udara“ u ovim
objektima.
Potro{nja reaktivne elektri~ne energije u
ovim objektima je zanemarljiva a faktor
energija
snage je u bezmalo svim objektima ve}i
od 0,95.
Literatura
1. M. Jeli~i}, M. Kirovi} – Neki
specijalni potro{a~i i doma}instva bez
daljinskog grejanja na konzumu EDB,
JUKO CIGRE 1989, Bled, R. 39-01
2. J. Nahman, „Uzemljenje neutralne
ta~ke eletrodistributivnih mre`a“
knjiga,Beograd, 1980.
3. M. ]alovi}, A. Sari}, „Eksploatacija
elektroenergetskih sistema“, Beograd,
knjiga, 1999.
4. Grupa autora, „Snabdijevanje
gradova elektri~nom energijom“, JUKO
CIGRE, Okrugli sto u Sarajevu, 1987.
Mr. Du{an Vukoti}, dipl. el. in`.
Miodrag Kirovi}, dipl.el.in`.
Branka Todorovi}, dipl. el. in`.
Tomislav Milanov, dipl. el. in`.
PD „Elektrodistribucija Beograd“
UDC: 621.311.1 : [725.5/.7 : 727.3
Neke specifi~nosti u
napajanju elektri~nom
energijom objekata zdravstva
na konzumu EDB
Rezime
Radom se iznose neke specifi~nosti u napajanju elektrodistributivnom
srednjenaponskim i niskonaponskim mre`ama na konzumu EDB objekata
zdravstva. Prikazuje se na~in napajanja, vr{na snaga i potro{nja aktivne i
reaktivne elektri~ne energije u periodu od 1970. do 2007. godine.
Danas prisutan porast potro{nje elektri~ne energije u ovim objektima, ima veoma
izvesnu perspektivu daljeg rasta.
Zbog toga EDB preduzima sve mere da se nastavi sa veoma kvalitetnim
napajanjem elektri~nom energijom ovih potro{a~a, kako sa naponom u propisima
definisanom opsegu tako i u pogledu kontinuirane isporuke elektri~ne energije.
Rad mo`e da bude koristan mladim planerima, energeti~arima i projektantima koji
odre|uju na~in napajanja i defini{u tehni~ke uslove za napajanje ovih objekata.
Klju~ne re~i: Potro{nja elektri~ne energije i snage objekata zdravstva, na~ini
napajanja elektrodistributivnom mre`om, rezervni izvori elektri~ne energije.
Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of
Hospital Buildings on Consumer Area EDB
This paper presents some specific issues concerning supply of hospital 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 prbable prospective of further growth, although these
buildings use other sources of energy for heating and at one time they have
„turned out“ the preparation of meals (which has reflected on fall of electrical
energy consumption).
Due to that, EDB is taking all the necessary measures to carry on with the quality
supply of these consumers, by keeping the voltage within the prescribed limits and
continuity of suplly on high level.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers
dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the
power supply of hospital buildings.
Key words: consumption of electrical energy and power, hospital buildings, way
of power supply via power distribution network.
Uvod
Na teritoriji beogradske op{tine sa cca
1.700.000 stanovnika nalazi se zna~ajan
broj objekata zdravstva (tabela I) u
kojima radi oko 47.000 zaposlenih
(tabela II). Za uredno snabdevanje
elektri~nom energijom „brine“ oko
[092]
1700 zaposlenih u EDB i manji broj
nemedicinskog kadra u ovim objektima.
Struktura zaposlenosti prema stru~noj
spremi je data u tabeli III, a specijalnost
lekara u tabeli IV.
Objekti zdravstva su zna~ajan potro{a~ i
aktivne i reaktivne elektri~ne energije i
energija
Tabela I Broj zdravstvenih ustanova po op{tinama u Beogradu u 2006. godini
Tabela II Zaposlenost u zdravstvu u Beogradu
snage. Gotovo svi objekti za grejanje
koriste druge energente ili se napajaju
iz centralnih toplana.
Ovde je, najpre, u ta~ki 2 dat pregled
potro{nje elektri~ne energije i snage
najzna~ajnijih objekata, a zatim u ta~ki
3 i neke specifi~nosti u potro{nji
elektri~ne energije na osnovu analize
nekoliko potro{a~a/objekata zdravstva.
U ta~ki 4 su prikazani jednopolne
sheme spoljne elektrodistributivne
mre`e za napajanje elektri~nom
energijom, a u ta~ki 5 zaklju~ci o
potrebi {ireg uvo|enja ure|aja za
kompenzaciju reaktivne snage u gotovo
svim objektima zdravstva (kao,
uostalom, i u sve TS 10/10,4 kV
vlasni{tva EDB).
2. Pregled potro{nje elektri~ne
energije najzana~ajnijih objekarta
zdravstva na konzumu EDB
Ovde je u prilo`enoj tabeli V prikazan
pregled potro{nje elektri~ne energije
najzna~ajnijih objekata zdravstva na
konzumu EDB u 2006. godini;
prikazuje se potro{nja aktivne i
reaktivne elektri~ne energije i vr{na
snaga.
[093]
Zavisno od povr{ine objekta i ukupnog
broja zaposlenih ovi pokazatelji se
kre}u u veoma {irokom opsegu.
3. Specifi~nosti u napajanju
elektri~nom energijom.
Ovde su u prilo`enoj tabeli VI
prikazane neke specifi~nosti u
napajanju elektri~nom energijom
nekoliko objekata zdravstva, a u tabeli
VII i specifi~ni parametri za 1986.,
1996. i 2006. godinu.
O~igledno je da se ovi pokazatelji kre}u
u dosta {irokom opsegu- zavisno od
ukupnog broja i strukture potro{a~a
elektri~ne energije.
Tabela III Zaposleni u zdravstvenim ustanovama u Beogradu prema stru~noj spremi u 2006. godini
energija
[094]
energija
Tabela IV Lekari u Beogradu prema specijalnosti u 2006. godini
[095]
energija
Tabela V Granice mese~ne potro{nje elektri~ne energije u periodu od 1986. do 2006. godine
[096]
energija
Tabela V Granice mese~ne potro{nje elektri~ne energije u periodu od 1986. do 2006. godine (nastavak)
Tabela VI Podaci o potro{a~ima u objektu
4. Elektrodistributivne mre`e za
napajanje objekata zdravstva
Objekti zdravstva u Beogradu se
napajaju iz autonomnih pripadaju}ih TS
10/0,4 kV. Jedino objekat
Vojnomedicinskog centra na Banjici
ima autonomnu TS 35/10 kV.
Mre`e 10 kV su uglavnom povezane
izme|u TS X/10 kV ali ima i objekata /
bolnica koje se napajaju putem
centralnih razvodnih stanica i izvesnog
broja pripadaju}ih drugih TS 10/0,4 kV.
Ovde su na prilo`enim slikama
prikazane jednopolne dispe~erske i
planerske sheme mre`e 0,4 kV na
napajanje nekoliko objekata zdravstva.
Analiza potreba za {ire uvo|enje
ure|aja za kompenzaciju reaktivne
snage
S obzirom na intenzitet potro{nje
reaktivne elektri~ne energije o~igledno
je da u sve TS 10/0,4 kV koje napajaju
elektri~nom energijom objekte
zdravstva treba uvesti fiksnu
[097]
kompenzaciju reaktivne snage u svim
TS 10/0,4 kV putem baterija
kondenzatora snage u rasponu od 20
kVAr do 50 kVAr.
Na taj na~in bi se zna~ajno uticalo na
ukupno reaktivno optere}enje ovih
potro{a~a i finansijski tro{kovi
zdravstva za elektri~nu energiju bili bi
zna~ajno redukovani. S obzirom na sve
{ire uvo|enje lokalnih ure|aja za
klimatizaciju sa motorima male snage i
male brzine obrtanja, sa slabim
faktorom snage, nivo uvedene
energija
Tabela VII Specifi~ni parametri
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za
napajanje Doma zdravlja Novi Beograd
kompenzacije bi trebalo da bude sve
ve}i i ve}i.
Umesto zaklju~ka
Objekti zdravstva su i zna~ajan potro{a~
elektri~ne energije i veoma osetljivi
potro{a~i elektri~ne energije sa aspekta
pouzdanosti napajanja. Zato EDB
preduzima sve mere da se danas visok
nivo kvaliteta elektri~ne energije odr`i
– kako sa aspekta kvaliteta napona tako
i sa aspekta pouzdanosti.
Danas objekti zdravstva bele`e
„prepoznatljiv“ rast potro{nje
elektri~ne energije s obzirom na sve {ire
uvo|enje klimatizacije. Prema
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za napajanje
Ginekolo{ko-aku{erske klinike u ulici Narodnog fronta
postoje}oj potro{nji reaktivne snage i
energije danas i u perspektivi treba {ire
uvesti ure|aje za kompenzaciju reaktivne
snage u pripadaju}e TS 10/0,4 kV.
Zna~ajan broj objekata zdravstva ima
rezervne izvore elektri~ne energije, a u
hodnicima i stepeni{tima lokalne
rezervne izvore – pani~no svetlo, koje
se automatski/trenutno uklju~uje u
slu~aju nestanka napajanja elektri~nom
energijom. EDB preduzima sve mere da
prekidi u napajanju elektri~nom
energijom svih objekata zdravstva ne
budu du`i od 2h.
Iznete specifi~nosti o potro{nji
elektri~ne energije u nekoliko objekata
[098]
zdravstva mogu da budu korisni mladim
planerima, energeti~arima i
projektantima spoljne
elektrodistributivne mre`e i instalacija u
objektima zdravstva, a naro~ito kod
izrade tehni~kih uslova za napajanje
elektri~nom energijom novih objekata
zdravstva.
energija
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za napajanje Doma zdravlja u Krivola~koj ulici na Vo`dovcu
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za napajanje Gradske bolnice
[099]
energija
Jednopolna dispe~erska {ema mre`e 0,4 kV za napajanje Klini~kog centra u Vi{egradskoj ulici
Literatura
1. M. Jeli~i}, M. Kirovi} – Neki
specijalni potro{a~i i doma}instva bez
daljinskog grejanja na konzumu EDB,
JUKO CIGRE 1989, Bled, R. 39-01
2. Saop{tenje ZP 20 Republi~kog
zavoda za statistiku i informatiku
3. Podaci ministarstva za zdravstvo
Republike Srbije
[100]
energija
Tomislav Milanov, dipl. el. in`.
Miodrag Kirovi}, dipl.el.in`.
Mr. Du{an Vukoti}, dipl. el. in`.
PD „Elektrodistribucija Beograd“
UDC: 621.311.1 : [725.5/.7 : 727.3
Neke specifi~nosti u napajanju
elektri~nom energijom
objekata ugostiteljstva na
konzumu EDB
1. Uvod
Objekti ugostiteljstva na konzumu EDB
su veoma zna~ajni potro{a~i elektri~ne
energije i
snage; nekoliko hotela ima vr{no
optere}enje ve}e od 1 MW (1000 kW),
a u ukupnom skoru nejednovremena
optere}enja su ve}a od 50 MW (gigant
metalske industrije u Beograda, Fabrika
odlivaka na Novom Beogradu, je
devedesetih godina pro{log veka imala
vr{no optere}enje reda 20 MW).
Preko 300 objekata ugostiteljstva u
Beogradu su potro{a~i koji su veoma
osetljivi na u~estalost i trajanje
iznenadnih prekida u napajanju
elektri~nom energijom, kao i na njen
kvalitet. Sa {irokim uvo|enjem
klimatizacije ovi objekti postaju i
zna~ajan potro{a~ reaktivne elektri~ne
energije. Zato EDB jo{ u fazi
projektovanja spoljne
elektrodistributivne mre`e najve}u
mogu}u pa`nju poklanja svakom
ovakvom potro{a~u posebno.
Na podru~ju Beograda u ugostiteljstvu
je danas zaposleno oko 9520 radnika
(tabela I), {to je u odnosu na ukupan
broj zaposlenih u EDB (cca 1700)
itekako „impozantan broj“. Prema
nekim izvorima danas kroz ove objekte
dnevno „pro|e“ oko 80.000 Beogra|ana
i gostiju „sa strane“. Potro{nju
elektri~ne energije i snage, me|utim,
karakteri{e zna~ajna neravnomernost
tokom godine, a udarni period su
maturske proslave i jesenji svadbarski
dani. Gotovo svi objekti ugostiteljstva
za zagrevanje prostorija koriste druge
energente, ali je u letnjem periodu
upotreba klima ure|aja na elektropogon sve ~e{}a i masovnija.
U ovom radu }e se u ta~ki 2. prikazati
pregled oko 200 objekata ugostiteljstva
u Beogradu rangiranih prema snazi, a u
ta~ki 3. karakteristike odabranih
Rezime
Radom se iznose neke specifi~nosti u napajanju elektrodistributivnim
srednjenaponskim i niskonaponskim mre`ama na konzumu EDB objekata
ugostiteljstva. Prikazuje se na~in napajanja, vr{na snaga i potro{nja aktivne i
reaktivne elektri~ne energije u periodu od 1970. do 2007. godine.
Danas prisutan rast potro{nje elektri~ne energije u ovim objektima, ima veoma
izvesnu tendenciju daljeg rasta, kao posledica ~injenica da na konzumu EDB ovi
objekti za grejanje koriste druge energente, a {ire uvo|enje klimatizacije za
rashla|ivanje u letnjim i tropskim danima mo`e u izvesnoj meri da uti~e na
godi{nju potro{nju elektri~ne energije.
Zbog toga EDB preduzima sve mere da se nastavi sa veoma kvalitetnim
napajanjem elektri~nom energijom ovih potro{a~a, kako sa naponom u propisima
definisanom opsegu tako i u pogledu kontinuirane isporuke elektri~ne energije.
Rad mo`e da bude koristan mladim planerima, energeti~arima i projektantima koji
odre|uju na~in napajanja i defini{u tehni~ke uslove za napajanje ovih objekata.
Klju~ne re~i: potro{nja elektri~ne energije i snage, objekti ugostiteljstva, na~in
napajanja elektrodistributivnom mre`om.
Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of
Hotels and Restaurants on Consumer Area EDB
This paper discusses some specific issues regarding supply of electrical energy of
hotels and restaurants via MV and LV networks on consumer area EDB. It shows
the principle of supply, peak demand power and active and reactive power demand
for the period 1970. to 2007.
Today we are facing the increased consumption of electrical energy in these
objects, with the tendency of further growth, resulting in the fact that these objects
on consumer area EDB use other power sources for heating, and broader
implementation of climatization for cooling during tropical summer days can affect
in some extent the annual consumption of electrical energy.
Due to that EDB is taking all the measures to continue with quality energy supply
of these consumers, concerning the voltage being in standardized limits as well as
the continuity of power supply.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers
dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the
power supply of hotels and restaurants.
Key words: consumption of electrical energy and power, hotels and restaurants,
way of supply by power distribution network.
potro{a~a ugostiteljstva koji se prate
ve} du`e od dve decenije – radi
kori{}enja specifi~nih parametara bitnih
za projektovanje unutra{njih instalacija
i spoljne elektrodistributivne mre`e; u
ta~ki 4. su prikazane elektri~ne mre`e
za napajanje nekoliko objekata
[101]
ugostiteljstva, u ta~ki 5. ciljne vrednosti
nastalog prekida u napajanju
elektri~nom energijom, a u ta~ki 6. i
neke zanimljivosti vezane za relacije
izme|u nekih restorana i radnika EDB.
U ta~ki 7. su prikazani zaklju~ci, a u
ta~ki 8. kori{}ena literatura.
energija
Tabela I Ukupno zaposlenih u ugostiteljstvu u Beogradu
Tabela II Rangiranje potro{a~a prema snazi
2. Pregled ve}ih potro{a~a
objekata ugostiteljstva u
Beogradu
Ovde su u prilo`enoj tabeli II rangirani
„najzna~ajniji“ hoteli i restorani u
Beogradu prema veli~ini naj~e{}e vr{ne
snage zabele`ene u prethodnom
desetogodi{njem periodu, iz
dokumentacije o „virmanskim
potro{a~ima“ na konzumu EDB – sa
komercijalnog ra~unara EDB. Najve}u
potro{nju elektri~ne energije danas
imaju hoteli Beorad Interkontinental,
Hyatt Regency, Jugoslavija i Mladost.
3. Karakteristike odabranih
potro{a~a ugostiteljstva
Po~ev od 1985. godine u EDB se prati
struktura i dinamika potro{nje
elektri~ne energije nekoliko objekata
ugostiteljstva na konzumu EDB. Tada
su izvr{eni popisi svih potro{a~kih
ure|aja u ovim objektima (tabela III)
kao i neki elementi bitni za
projektovanje unutra{njih instalacija u
njima, te spoljnje elektrodistributivne
mre`e.
Razvoj specifi~nih parametara o
potro{nji elektri~ne energije i snage u
godinama 1986., 1996. i 2006. je
prikazan u tabeli IV. O~igledno je da o
„stabilnosti“ parametara nema
„dileme“, ali da se neki od njih kre}u u
jo{ uvek dosta {irokom opsegu.
4. U~estalost prekida i ciljne
vrednosti za njihovo trajanje na
konzumu EDB
Ovde su na slici 3 prikazane ciljne
vrednosti za trajanje prekida u
napajanju potro{a~a elektri~nom
energijom zbog kvarova u svim
mre`ama i njihov remont.
[102]
Prose~an potro{a~ na gradskom
konzumu EDB pri tome ne bi trebalo da
ima vi{e od 1,8 prekida u napajanju
elektri~nom energijom, a prose~ni
potro{a~ u prigradskoj i vangradskoj
mre`i 5,3 prekida u toku jedne
kalendarske godine.
S obzirom na ~injenicu da se najve}i
broj prekida u napajanju elektri~nom
energijom sa uzrokom u
elektrodistributivnim i prenosnim
mre`ama na konzumu EDB elimini{e u
trajanju do 2 h, sasvim je opravdano da
restorani za rezervne izvore elektri~ne
energije {ire koriste samo „pani~no
svetlo“ sa svetiljkama sa u njima
ugra|enim akumulatorima (cene od 10
do 15 evra po komadu na tr`i{tu
Beograda), dok bi hoteli zbog liftova
morali {ire da koriste dizel-agregate.
Potrebno je napomenuti da se
verovatno}a nastanka prekida u
energija
Tabela III Parametri koji su uzeti u prora~un
Tabela IV Specifi~ni parametri za klasu potro{nje „ugostiteljstvo“
napajanju elektri~nom energijom u
no}nim satima zna~ajno pove}ala, jer je
cena isporu~enog kWh elektri~ne
energije u no}nim satima oko ~etiri puta
ni`a nego u toku dana – kao posledica
novog tarifnog sistema za prodaju
elektri~ne energije.
5. Elektri~ne mre`e 1kV za
napajanje nekoliko objekata
ugostiteljstva
Ovde su na prilo`enim slikama
prikazane spoljne elektrodistributivne
mre`e 1 kV koji napajaju ~itav niz
restorana u Skadarliji – ugostiteljskom
centru u strogom centru Beograda, te
restorana „Sokolac“ (na uglu ulica
Maksima Gorkog i Filipa Filipovi}a).
Svi restorani su sa vr{nim snagama do
100 kW ili od 100 – 200 kW.
Sve hotele napajaju, me|utim,
autonomne pripadaju}e TS 10/0,4 kV –
te su u dokumentaciji EDB ove mre`e 1
kV nepoznanica.
6. Zanimljivosti internog
karaktera vezane za neke
objekte ugostiteljstva
U ovoj ta~ki }e biti izne{eno nekoliko
zanimljivosti vezanih za relacije izme|u
[103]
objekata ugostiteljstva i radnika EDB.
Naime, restorani „Slo`na bra}a“ i
„Lovac“ u blizini dispe~erskog centra
EDB su zna~ajni za neke od nas zbog
~estih „pri~a“ o „rizicima“ na pojavu
elektri~nog luka u toku obavljanja
manipulacija kliznim rastavlja~ima 10
kV u podu`nim spojnim }elijama npr. u
TS 35/10 kV Podstanica, ili uop{te
posle ~estih manipulacija u gasom SF6
izolovanim oklopljenim postrojenjima
110 kV u centru grada (koja vi{e li~e na
klasi~ne crpne stanice beogradskog
vodovoda nego objekte
elektrodistribucije).
energija
Slika 1 Ciljne vrednosti u~e{}a kra}ih i du`ih prekida u napajanju
potro{a~a elektri~nom energijom zbog doga|aja u svim mre`ama
restoranu daljinskim kratkotrajnim
isklju~enjem celog bloka Skadarlije u
trajanju od nekoliko sekundi…
Za restoran „^etiri vetra“ na Ibarskoj
magistrali su vezana dugotrajna
„~ekanja“ da dispe~er dogovorom sa
de`urnim uklopni~arima u TE Kolubara
i TS 110/35 kV Beograd II isklju~i oba
pravca 35 kV dalekovoda - radi
omogu}enja manipulacija rastavlja~em
na stubu (za napajanje naselja
Barajevo)…
Moglo bi se jo{ mnogo toga re}i o
„muci elektri~ara“ i komentarima u
restoranima, ali zbog nedostaju}eg
prostora zadr`a}emo se samo na
ovome.
7. Umesto zaklju~ka
Osnovna karakteristika potro{nje
elektri~ne energije i snage u klasi
Slika 2 Elektrodistributivna mre`a 0,4 kV za napajanje ugostiteljskog centra Skadarlija
Za Hotel „Jugoslavija“ su vezane
proslave Dana preduze}a i predavanje
jubilarnih nagrada za 10, 20 i 30 godina
neprekidnog rada u EDB.
Za restoran „Primajolki“ su vezane
pri~e o izuzetno niskim Joule-ovim
gubicima na podru~ju Zemuna (oko 4
% za godinu dana), na podru~ju Novog
Beograda (oko 3,5 %), u
elektrodistributivnoj mre`i koja napaja
Fabriku odlivaka Beograd (1,5 % , jer
se direktno napaja iz TS 110/10 kV
Beograd XII snage 2x31,5 MVA-a u
uslovima varijacije vr{ne snage od 5
MW do 20 MW).
Za restoran „Tri {e{ira“ u Skadarliji
vezano je „javljanje“ jednog dipe~era
posle godi{njice mature – jer se posle
odlaska na posao „javio“ dru{tvu u
[104]
potro{nje ugostiteljstvo na konzumu
EDB je veoma {irok raspon
„anga`ovane snage“ – kre}e se u
opsegu od nekoliko desetina kW do
preko 1000 kW (1 MW).
Faktor snage, kao pokazatelj potro{nje
reaktivne elektri~ne energije je obi~no
oko vrednosti 0,9 – 0,95, ali ima i
zna~ajnog broja objekata kod kojih je
faktor snage u opsegu od 0,8 – 0,85.
energija
Slika 3 Elektrodistributivna mre`a 0,4 kV za napajanje restorana Sokolac
Slika 4 Elektrodistributivna mre`a 0,4 kV za napajanje
hotela Putnik
Zato u pripadaju}e 10/0,4 kV treba
uvesti fiksnu kompenzaciju reaktivne
snage i energije putem baterija
kondenzatora snaga od 20 kVAr do 100
kVAr.
Specifi~ni parametri koji su vezani za
potro{nju elektri~ne energije, u grupi od
6 objekata su veoma stabilni i
preporu~uju se za
stalnu, proverenu i
sigurnu upotrebu
planerima,
energeti~arima i
projektantima
unutra{njih i spoljnih
mre`a na konzumu EDB.
[105]
Slika 5 Elektrodistributivna mre`a 0,4 kV za
napajanje hotela Park
energija
Slika 6 Elektrodistributivna mre`a 0,4 kV za napajanje hotela Srbija
Slika 7 Elektrodistributivna mre`a 0,4 kV za napajanje hotela Slavija
Ciljne vrednosti za pouzdanost
napajanja elektri~nom energijom su
veoma visoke, te je potrebno da EDB
nastavi sa daljom intenzivnom
izgradnjom svih mre`a.
Ukupan broj zaposlenih u objektima
ugostiteljstva u Beogradu uveliko
prevazilazi ukupan broj zaposlenih u
EDB, te se ne vidi razlog daljeg
redukovanja broja zaposlenih u EDB –
s obzirom na trud i ozbiljnost posla.
Literatura
1. M. Jeli~i}, dipl. el. ing., M. Kirovi},
dip. el. ing. – Neki specijalni potro{a~i i
doma}instva bez daljinskog grejanja na
konzumu EDB JUKO CIGRE, 1989, R.
39-01
2. Republi~ki zavod za statistiku i
informatiku, Obrazac ZP 20 koji se
izdaje {estomese~no o ukupnom borju i
strukturi zaposlenih u Srbiji na nivou
op{tina (za period od 1956. do 2007.
godine)
3. Interna dokumentacija EDB o
mre`ama EDB i mese~noj potro{nji
elektri~ne energije
[106]
4. Vidoje Golubovi}, Stare kafane
Beograda, knjiga, Beograd, 2005.
5. Milorad Gojkovi} - Vina
Jugoslavije, knjiga, Beograd, 1976,
Nolit
energija
Tomislav Milanov, dipl. el. in`.
Mr. Du{an Vukoti}, dipl. el. in`.
Branka Todorovi}, dipl.el.in`.
PD „Elektrodistribucija Beograd“
UDC: 621.311.22.004
Neke specifi~nosti u napajanju
elektri~nom energijom
objekata beogradskih
toplana na konzumu EDB
1. Uvod
U ovim uvodnim razmatranjima }e
prema [1] biti izne{eno (uglavnom
citirano) slede}e:
Beograd se nalazi na severnoj
geografskoj {irini izme|u 44º16’ na
jugu i 45º06’ na severu, na podru~ju sa
umereno kontinentalnom klimom. Na
obodu je Panonskog basena ~ije su zime
pod uticajem hladnih vazdu{nih masa sa
Karpata i Alpa. Od zna~aja su strujanja
sa Atlantika koje Fru{ka gora u izvesnoj
meri direktno skre}e ka Beogradu.
Naj~e{}i beogradski vetar, ko{ava,
dolazi sa jugoistoka a u svim vetrovitim
i nevetrovitim danima u~estvuje sa
33%. Mnogo je ~e{}a u jesenjim i
zimskim mesecima kada iz Beograda
isteruje dimove i pra{inu. Posle ko{ave,
po u~estalosti se svrstavaju zapadni i
severozapadni vetrovi.
Prose~ne temperature u tri zimska
meseca kre}u se oko 0ºC ali uz velike
oscilacije u toku meseca ili od godine
do godine.
Klima je stanovnicima Beograda
nametala zna~ajnu brigu o grejanju.
Dugo je to bila individualna briga
svakog doma}instva. U istorijskim
zapisima se malo govori o tome kako se
Beograd grejao tokom prohujalih
vekova.
Od Rimljana, u Singidunum su prvi
stigli vojnici i pretvorili ga u vojni~ki
logor. Pored vojnika `iveli su i trgovci,
zanatlije,oslobo|enici i robovi. Svi su
po{tovali Vestu - boginju ku}nog
ognji{ta. Na ognji{tu se priprema hrana
a izvor je i svetlosti; mnoge prona|ene
svetiljke svedo~e da se osvetljenje sve
vi{e odvajalo od grejanja. Bogatiji svet
koristi savr{enije oblike grejanja
prostorija i kupatila sa praoblicima
kasnijeg centralnog grejanja hipokaustu, na grejanje vru}im
Rezime
Radom se iznose neke specifi~nosti u napajanju elektrodistributivnim
srednjenaponskim i niskonaponskim mre`ama na konzumu EDB objekata
beogradskih toplana. Prikazuje se na~in napajanja, vr{na snaga i potro{nja
aktivne i reaktivne elektri~ne energije u periodu od 1970. do 2007. godine.
Danas prisutan porast potro{nje elektri~ne energije i vr{ne snage u ovim objektima
ima veoma izglednu perspektivu daljeg rasta, te EDB preduzima sve mere da se
isporuka kvalitetne elektri~ne energije u~ini jo{ kvalitetnijom (kako sa aspekta
napona tako i sa aspekta kontinuirane isporuke elektri~ne energije).
Zbog toga EDB preduzima sve mere da se izgrade svi planom zacrtani objekti u
svim nastupaju}im srednjoro~nim planskim periodima.
Rad mo`e da bude koristan mladim planerima, energeti~arima i projektantima koji
odre|uju na~in napajanja i defini{u tehni~ke uslove za napajanje ovih objekata.
Klju~ne re~i: potro{nja elektri~ne energije i snage, objekti beogradskih toplanama,
na~in napajanja elektrodistributivnom mre`om.
Some Specific Issues Concerning Electrical Energy Supply of
Heating Plants on Consumer Area EDB
This paper shows some specific issues concerning power supply of heating plants
via MV and LV power distribution networks on consumer are EDB. The way of
supply, peak demand power and consumed active and reactive power in the period
1970. to 2007. are shown.
Today we are facing the increased consumption of electrical energy and peak
power in these plants, with the prospective of further growth, therefore EDB is
taking all the measures to increase the quality of energy supply of these consumers
(concerning the voltage being in standardized limits as well as the continuity of
power supply).
Due to that, EDB is taking all the necessary measures to build all the plants that
are comprised with the plan in all oncoming medium term planning periods.
This paper can be useful for young planners, power engineers and designers
dealing with defining of type of power supply and technical requirements for the
power supply of thermal plants.
Key words: consumption of electrical energy and power, Belgrade thermal plants,
way of power supply via power distribution network.
vazduhom koji glinenim cevima
ugra|enim u podove i zidove cirkuli{e
od centralnog lo`i{ta gde se toplota
dobija sagorevanjem drveta. U
akademskom parku su 1969. godine
otkopane terme, delovi vodovodnih
instalacija (olovne cevi) i
kanalizacionog sistema sa jednom od
glavnih gradskih odvodnica (arheolozi
vreme njihove izrade vezuju za period
[107]
oko 76. i 138. godine nove ere, ali su
modernizovane u vi{e mahova do
sredine tre}eg veka). Dolaskom Huna
441. godine po~inju ru{enja, a
dolaskom Slovena krajem {estog veka
ku}e se greju pe}ima. Tokom sedmog i
osmog veka sru{en je odbrambeni i
upravni sistem na Dunavu. Stefan
Lazarevi} je Beograd u~inio
prestonicom i kulturnim sredi{tem, a sa
energija
Tabela I Ukupno toplana, kotlarnica i stanova sa ukupnom grejnom povr{inom
[108]
energija
Slika 1 Izgled TE-TO „Novi Beograd“ danas
Slika 3 Izgled toplane „Konjarnik“ danas
osvajanjem od strane Turaka (1521.
godine) Beograd postaje orijentalan
grad. Javna kupatila i druge javne
ustanove (hanovi i saraji) su sa
ognji{tima i kaminima (ogrev je bilo
drvo i }umur).
Tek u XIX veku po~inje organizovaniji
razvoj Beograda, a za vreme kneza
Milo{a iz inostranstva sti`e Franc
Janke, koji kao „pravitelstveni ind`ilir“
pravi prve regulacione planove. Posle
Slika 2 Izgled toplane „Dunav“ danas
Slika 4 Izgled toplane „Vo`dovac“ danas
1867. godine, sa odlaskom Turaka,
profesor Liceja i Velike {kole, prvi
srpski urbanista Emilijan Joksimovi},
posle trogodi{njeg rada, objavljuje svoj
projekat planskog razvoja Beograda. Za
grejanje se koriste uljane pe}i i
primitivne „bubnjare“ i „furune“, a drvo
je glavno gorivo.
Tada po~inje i nagli mehani~ki priliv
stanovni{tva, a Beograd 1892. godine
dobija vodovod, elektri~nu centralu
[109]
1893. godine a prvi tramvaj 1894.
godine. Kanalizaciona mre`a se u
centralnom delu Beograda izvodi od
1905. do 1910. godine. Prva polovina
XX veka najavljuje novu eru grejanja.
Uvo|enje parnog grejanja u kuhinje,
perionice i paviljone op{te dr`avne
bolnice na Vra~aru po~inje 1901.
godine, a 1906. godine otvorena je nova
osnovna {kola kod Saborne crkve sa
parnim grejanjem u~ionica. Zatim,
energija
Slika 5 Izgled toplane „Cerak“ danas
parno grejanje dobija hotel „Moskva“ i
zgrada Beogradske zadruge. Pri izradi
Generalnog urbanisti~kog Plana (1923.
godine) nije se razmi{ljalo o grejanju
kao op{tem gradskom problemu.
Krajem dvadesetih godina, me|utim,
pominjala se gasifikacija kao u mnogim
evropskim gradovima, a kasnije su se
javile ideje da se stara i amortizovana
postrojenja za proizvodnju elektri~ne
energije iskoriste za centralizovani
sistem za snabdevanjem toplotnom
energijom. Dugo }e u Beogradu biti
aktuelne „drvare“, prodavnice ogreva –
uglja i drveta. Krajem 1971. godine na
u`oj teritoriji grada bilo je ve} 1200
kotlarnica, oko 700 na ~vrsta a oko 500
na te~na goriva (prete`ni broj njih nije
imao filtere).
Prilikom izrade Generalnog
urbanisti~kog plana Novog Beograda
1948. godine ura|ena je prva Studija
centralizovanog snabdevanja Novog
Beograda toplotnom energijom – tzv.
„toplifikacija“. Me|utim, tek 1959.
godine je zapo~eta gradnja „privremene
toplane“ u bloku B kapaciteta 37 MW;
pu{tena je u pogon za grejnu sezonu
1961/62. godine. Ova toplana je
kori{}ena sve do 1965. godine do
zavr{etka Toplane Novi Beograd i
kasnije je „preseljena“ na grejno
podru~je „[umice“.
Re{enjem Narodnog odbora grada od 6.
XI 1959. godine osniva se preduze}e za
proizvodnju toplotne elektri~ne energije
„Toplana“. Izgradnja Toplane Novi
Beograd zapo~ela je 7. XII 1961.
gidubem a TE-TO „Novi Beograd“ je
Slika 6 Izgled toplane „Medakovi}“ danas
priklju~ena na elektroenergetski sistem
31.VII 1965. godine. Kotlovsko
postrojenje za proizvodnju toplotne
energije je startovalo januara 1966.
godine; TE-TO „Novi Beograd“ je
zvani~no pu{tena u rad u ~ast 20.
oktobra 1965. godine. Ova Toplana ima
tri gasnoturbinska postrojenja
otvorenog ciklusa tipa TG 3000 firme
„Fiat“. Snaga svakog agregata je 35
MW pri temperaturi ambijenta od 0ºC.
Postrojenje je kompaund tipa sa
dvostepenom kompresijom,
me|uhla|enjem i me|uzagrevanjem ,
sa dve komore za sagorevanje (visokog
i niskog pritiska). Za proizvodnju
toplotne energije izgra|ena su tri kotla
– utilizatora za grejanje vode ukupnog
kapaciteta 3 x 116 MJ/s. Kotlovi su
projektovani da kori{}enjem samo
otpadnih izduvnih gasova posti`u
kapacitet 44 MJ/s, a kada rade samo sa
dodatnim sagorevanjem te~nog goriva u
posebnim gorionicima u lo`i{tu kotlova
sa kapacitetom od 104 MJ/s. Koristilo
se dizel ulje i srednji mazut, a 1969.
godine je srednji mazut zamenjen
sirovim benzinom. TE-TO „Novi
Beograd“ je u pogonu do 1982. godine
kao elektroenergetsko postrojenje.
Odmah, oko 1965. godine, izgra|ena je
transformatorska stanica 110/35 kV/kV
na otvorenom prostoru snage 2 x 60
MVA.
Ve} od 1964. godine zapo~inje razvoj
lokalnih centralizovanih sistema novih
gradskih naselja, Banovo Brdo, [umice,
Konjarnik, Kanrevo Brdo, Miljakovac,
itd. Tokom 1970. godine obavljaju se
[110]
pripreme za izgradnju nove Toplane na
Dunavskom keju za grejanje starog dela
grada, a sa planom da se ugasi oko 160
malih kotlarnica.
Sve toplane su imale dnevnu isporuku
mazuta osim toplane na Novom
Beogradu (sa rezervom za desetak
dana).
Ubrzo su zavr{eni radovi na toplani
„Vo`dovac“, „Banjica“, „Konjarnik I i
II“, „Kumodra`“, „Stara Rakovica“,
„Dor}ol“, „Dunav“, „Vra~ar“,
„Mirijevo“. Oko 1972. godine u
Beogradu je bilo jo{ oko 400 kotlarnica;
njihovo intenzivno ga{enje zapo~elo je
1988. godine.
Oko 1990. godine beogradske elektrane
su proizvodile toplotnu energiju iz 123
toplotna izvora i snabdevale oko
186.000 stanova i vi{e od 3700
korisnika poslovnog prostora, sa
povr{inom od preko 13.000.000 m2.
U prilo`enoj tabeli I je dat razvoj
ukupnog broja potro{a~a od 1970. do
2000. godine.
2.Na~ini napajanja elektri~nom
energijom objekata beogradskih
toplana
Beogradske toplane se napajaju
elektri~nom energijom iz
srednjenaponskih mre`a 35 kV i 10 kV
na gradskom i prigradskom konzumu
PD „Elektrodistribucije Beograd“ (u
daljem tekstu EDB).
Toplane Novi Beograd, Dunav, Cerak i
Konjarnik imaju napajanje iz TS 35/10
kV/kV snage 2x8 MVA, a sve druge
energija
iz TS 10/0,4 kV/kV interpoliranih u
mre`u 10 kV EDB. Srednjenaponski
motori 6 kV u ovim Toplanama su
sprege Y, raznih snaga i brzina obrtanja
o ~emu }e biti govora u ta~ki 3.
Elektri~ni parametri transformatora su
dati u [2].
3. Osnovne karakteristike
motora u objektima beogradskih
toplana
3.1. Toplana Batanjica
Ukupno 27 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori 380/660 V (za
pumpe i ventilatore, pretovarne pumpe
mazuta) a ostali 380 V i 220/380 V.
Sprege motora su D/Y i D; brzine
obrtanja su 2890, 2950, 1457 i
1430º/min. Faktori snage motora
(nazivne vrednosti) su u opsegu od 0,78
za motore manjih snaga do 0,91 za
motore ve}ih snaga; motori su tipa ZK,
sa 2 i 4 pola, a snage od 1,5 kW do 45
kW; nazivne struje motora su u rasponu
od 4,15 do 85 A. Motori su od doma}ih
proizvo|a~a.
3.2. Toplana Banovo Brdo
Ukupno 54 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori 380/660 V; 380
V. Sprege motora su D/Y i D; brzine
obrtanja su 2975, 2940, 2910, 1489,
1400, 977, 965, 935º/min. Faktori snage
motora su u opsegu od 0,76 do 0,91.
Motori su tipa ZK, CAM, 4AZ AOP sa
2,4 i 6 pola, a snage od 0,3 kW do 450
kW; nazivne struje motora su u rasponu
od 0,82 A do 780 A. Motori su od
doma}ih i inostranih proizvo|a~a.
3.3. Toplana Bor~a III
Ukupno 42 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori 380/660 V; 380
V i 220/380 V. Sprege motora su D/Y i
D; brzine obrtanja su 2950, 2970, 2940,
1465, 1400, 1370º/min. Faktori snage
motora su u opsegu od 0,71 do 0,91.
Motori su tipa ZK, AZ i T 112 M2, a
snage od 1,1 do 132 kW; nazivne struje
motora su u rasponu od 3,6/2,1 do
248/143 A. Motori su doma}e i strane
proizvodnje.
3.4. Toplana Cerak
Ukupno 8 motora u ovoj toplani su
srednjenaponski motori 6000 V,a 88
motora niskonaponski; srednjenaponski
motori su sprege Y a niskonaponski
sprege D i D/Y; brzine obrtanja su
2960, 2880, 1452, 1400, 1340, 980 i
900º/min. Faktori snage motora su u
opsegu od 0,71 do 0,91. Motori su tipa
ZK, AK 76, AJZ6, AZ, TZFA, T80A i
OPI., a snage od 1,1 kW do 710 kW;
nazivne struje motora su u rasponu od
1,2 A do 240 A.. Motori su od
proizvo|a~a sa teritorije biv{e SFRJ.
Srednjenaponski motori su za
cirkulacione pumpe primarnog i
sekundarnog „kruga“.
3.5. Toplana Dunav
Ukupno 13 motora u ovoj toplani su
srednjenaponski motori 6000 V, a
ukupno 67 motora niskonaponski.
Srednjenaponski motori su sprege Y a
niskonaponski sprege D i
D/Y; brzine obrtanja su 2950, 2900,
1485, 1475, 1453, 1350 i 920 º/min.
Faktori snage motora su u opsegu od
0,71 do 0,91. Motori su tipa ZK, 1 PO,
TZFA, ZKN, 1 KZ, AM, 4 AZ, AVT i
ABVE-5“EX“, a snaga od 1,1 KW do
800 KW; nazivne struje motora su u
rasponu od 1,3 A do 300 A. Motori su
od proizvo|a~a sa teritorije biv{e SFRJ.
Srednjenaponski motori su za
cirkulacione i recirkulacione pumpe i
ventilatore.
niskonaponski. Srednjenaponski motori
su sprege Y, a niskonaponski sprege D i
D/Y; brzine obrtanja su 2960, 1750,
1475, 1400, 980, 725 i 625 º/min.
Faktori snage motora su u opsegu od
0,72 do 0,95. Motori su tipa KP, AT,
KTZ, VA, AC, MD, AZS, KH, ZK,
OKN, ZKN, OKT, NR, KDFSg, QU,
itd, a snaga od 0,4 KW do 1120 KW;
nazivne struje motora su u rasponu od
2,1/1,2 A do 380/660 A. Motori su od
doma}ih i inostranih proizvo|a~a.
Srednjenaponski motori su kretni
motori agregata niskog pritiska, pumpi,
cirkulacionih pumpi, ventilatora sve`eg
vazduha i recirkulacionih pumpi.
3.13. Toplana Resnik
Ukupno 24 motora u ovoj toplani su
niskonaponski od doma}ih i inostranih
proizvo|a~a.
3.6. Toplana Julino brdo
3.14. Toplana Srem~ica
Ukupno 17 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori. Motori su od
proizvo|a~a sa teritorije biv{e SFRJ.
Ukupno 27 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori od proizvo|a~a sa
teritorije biv{e SFRJ.
3.7. Toplana Konjarnik
3.15. Toplana Vi{nji~ka Banja
Ukupno 8 motora u ovoj toplani su
srednjenaponski motori 6000 V, a
ukupno 69 motora niskonaponski.
Srednjenaponski motori su sprege Y a
niskonaponski sprege D i D/Y; brzine
obrtanja su 2950, 2890, 1485, 1420 i
965 º/min. Faktori snage motora su u
opsegu od 0,73 do 0,92. Motori su tipa
1 KZ, ZKN, OPN, ZKT, AM, QUX,
OGDW i KT, a snaga od 0,4 KW do
630 KW; nazivne struje motora su u
rasponu od 2,4 A do 730 A. Motori su
od proizvo|a~a sa doma}eg i inostranog
tr`i{ta.
Srednjenaponski motori su za
cirkulacione pumpe i ventialtore.
Ukupno 22 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori od proizvo|a~a sa
teritorije biv{e SFRJ.
3.8. Toplana Medakovi}
Ukupno 45 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori od doma}eg
proizvo|a~a.
3.9. Toplana Miljkovac
Ukupno 39 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori od proizvo|a~a sa
teritorije biv{e SFRJ.
3.10. Toplana Mirijevo
Ukupno 45 motora u ovoj toplani su
niskonaponski motori od proizvo|a~a sa
teritorije biv{e SFRJ.
3.11. Toplana Mladenovac
Ukupno 41 motor u ovoj toplani je
niskonaponski od proizvo|a~a sa
teritorije biv{e SFRJ.
3.12. Toplana Novi Beograd
Ukupno 41 motor u ovoj toplani je
srednjenaponski, a ukupno 296 motora
[111]
3.16. Toplana Vo`dovac
Ukupno 4 motora u ovoj toplani su
srednjenaponski, a ukupno 56 motora
niskonaponski. Motori su od
proizvo|a~a sa teritorije biv{e SFRJ.
3.17. Toplana @eleznik
Ukupno 21 motor u ovoj toplani je
niskonaponski od proizvo|a~a sa
doma}eg i inostranog tr`i{ta.
3.18. Toplana Zemun
Ukupno 41 motor u ovoj toplani je
niskonaponski. Motori su od
proizvo|a~a sa doma}eg i inostranog
tr`i{ta.
4. Ukupno magistralnih
toplovoda i grejna podru~ja
Grejno podru~je toplane „Novi
Beograd“ obuhvata {iroku teritoriju na
levoj i desnoj obali reke Save i desnoj
obali Dunava, odnosno prostor koji
obuhvata Novi Beograd, oko op{tine
Zemun, oko Be`anijske kose na koti od
100 metara nadmorske visine, kao i deo
starog Beograda (savska
padina/amfiteatar)
Grejni sistem koji obuhvata toplotni
izvor, ukupno 6 magistralnih toplovoda,
blokovske mre`e i predajne stanice
gra|en je prate}i razvoj grada.
Temperaturni re`im rada toplovodne
mre`e je 140/70 ºC i NP 16, a predajne
stanice su povezane sa mre`om direktno
bez izmenjiva~a toplote. Izuzetno, vi{i
energija
skladi{tenje mazuta je
me|u najve}im na
Balkanu i iznosi 70.000
m3. Kapacitet merno
regulacione stanice za
gas iznosi 70.000 N
m3/h pri pritisku od 3
do 6 bara.
Ukupan toplotni
kapacitet priklju~enih
potro{a~a iznosi 994
MW za grejanje i 650
kW za pripremu
sanitarne potro{nje
tople vode. Ukupan
broj predajnih stanica
je 1169.
Grejno podru~je TO
„Dunav“ obuhvata
naju`e gradsko jezgro.
Do izgradnje ovog
sistema bilo je na ovom
podru~ju vi{e od 600
kotlarnica na ugalj ili
te~no gorivo. U prvoj
fazi su izgra|ena dva
kotla po 58 MW, a
zatim i kotao snage 116
MW. Ugra|ena su dva parna kotla
kapaciteta 2x8 t/h pare. Kotlovske
jedinice kao pogonsko gorivo koriste
gas, a mazut kao rezervno gorivo. Rad
kotlova i mre`nog kruga je odvojen
preko izmenjiva~a toplote. U toplani su
tri cirkulacione pumpe pare kapaciteta
3x2000 t/h pare i napona 12 bara.
Slika 7 Gasna rampa i gorionik kotla u TE-TO
„Novi Beograd“
objekti od 112 metara nadmorske visine
su povezani indirektno preko
izmenjiva~a toplote, kao i objekti na
savskoj padini i Be`anijskoj kosi.
Sistem za odr`avanje pritiska je
jedinstven u sistemu toplana –
potro{a~i.
U prvoj fazi su izgra|ene dve kotlovske
jedinice snage po 116 MW, a zatim jo{
dve kotlovkse jedinice po 116 MW.
Izgra|ena je parna kotlarnica kapaciteta
2x10 t/h pare. Rezervoarski prostor za
Izgra|ena su dva magistralna pravca sa
temperaturnim re`imom 150/75 ºC, NP
25, do sada je priklju~eno oko 332 MW
instalisane snage potro{a~a za grejanje i
5,1 MW potro{a~a tople vode. Najdu`i
magistralan toplovod je duga~ak vi{e od
4 km sa vi{e od 520 predajnih stanica.
Grejno podru~je toplane Konjarnik
obuhvata naselja Konjarnik, [umice,
Du{anovac, U~iteljsko naselje, Lipov
lad i centralni deo gradskog jezgra
zapadno od bulevara Kralja Aleksandra
do ulice Ivana Milutinovi}a i
Autokomande. Ugra|ena su dva kotla
po 58 MW, a kasnije jo{ jedan od 116
MW. Kotlovi za gorivo koriste gas, a
rezervno gorivo je mazut. Dva parna
kotla su snage 2x10 t/h pare. Iz toplane
polaze 4 magistralna toplovoda.
Toplana, ima 5 cirkulacionih pumpi
kapaciteta 3x750 i 2x1500 m3/h.
Predajne stanice su indirektne sa
izmenjiva~ima toplote (ukupno 305
predajnih stanica).
Grejno podru~je TO „Vo`dovac“
obuhvata {iroki prostor du` bulevara
Vojvode Stepe, te naselja Kumodra` II,
Banjica, Bra}e Jerkovi} II i III. U
toplani su dva kotla po 58 MW koji
rade u direktnoj vezi sa mre`om, a
objekti su priklju~eni indirektno preko
izmenjiva~a toplote. Kotlovi kao gorivo
koriste gas, a rezervno gorivo je mazut.
Parni kotlovi su kapaciteta 2x10 t/h
pare. Temperaturni re`im rada mre`e je
150/75 ºC. Kapacitet priklju~enih
potro{a~a je 119 MW za grejanje i 15
MW za toplu vodu.
Grejno podru~je TO ,, Cerak“ obuhvata
veliki deo grada od Trgova~ke ulice,
Ibarskog puta, i pokriva naselja Kijevo
– Kne`evac, Cerak – Vinogradi,
Skojevska, Stara Rakovica, Sportski
centar, te teritoriju zapadno od pruge
Tabela II Mese~ne potro{nje (minimalne i maksimalne) u zimskim mesecima svih toplana
[112]
energija
Ostvaruje se godi{nja
proizvodnja toplotne
energije od preko
2.000.000 MWh.
toplotnom energijom
se snabdeva oko
220.000 stanova
povr{ine oko
13.000.000 m2, i
poslovnog prostora
oko 3.360.000 m2.
Za proizvodnju
toplotne energije tro{i
se godi{nje oko
200.000 tona
ekvivalentnog mazuta.
Toplotna mre`a je du`a od 360 km, sa
oko 3500 podstanica.
Elektrodistributivne TS 35/10 kV/kV
snabdevaju elektri~nom energijom
ukupno 4 toplane, dok se ostale
napajaju elektri~nom energijom iz
mre`e 10 kV. U zimskim mesecima se
mese~ne isporuke aktivne elektri~ne
energije kre}u u granicama od 3 MWh
do 10.000 MWh. Potro{nja reaktivne
elektri~ne energije je zna~ajna i trebalo
bi u ve}oj meri uvesti fiksnu
kompenzaciju reaktivne snage.
Ukupna elektri~na snaga 18 toplana na
podru~ju Beograda iznosi oko 35 MW
– s obzirom na snagu koju povla~e iz
mre`e EDB.
Slika 8 Toplotna predajna stanica u zgradi
„Energoprojekta“
Beograd – Ni{ do Repi{kog potoka i
Vodovodske ulice. U toplani su dva
kotla od po 58 MW a kasnije je ugra|en
i tre}i od 116 MW. Kotlovi rade u
indirektnoj sprezi sa mre`om a kao
gorivo koriste gas; rezervno gorivo je
mazut. U toplani su 2 parna kotla
kapaciteta 2 x 8 t/h pare, Potro{a~i su
priklju~eni indirektno preko
izmenjiva~a toplote. Temperaturni
re`im je 150/75ºC. Iz toplane izlaze 2
magistralna toplovoda sa 264 predajnih
stanica. Priklju~eno je 160 MW
potro{a~a za grejanje i 13,5 MW za
toplu vodu.
Grejno podru~je TO „Medakovi}“
obuhvata naselja Medakovi} II i III i
Bra}e Jerkovi}. Kapacitet toplane je 3 x
10,5 MW + 1 x 17,6 MW i jednim
parnim kotlom kapaciteta 10 t/h pare.
Gorivo je gas, a rezervno gorivo je
mazut. Kotlovi su direktno povezani sa
mre`om. Cirkulacione pumpe su
kapaciteta 3 x 1000 m3/h i napona 8
bara. Temperaturni re`im je 150/75ºC.
Objekti su sa mre`om priklju~eni preko
izmenjiva~a toplote. Iz toplane polaze 3
cevovoda sa ukupno 46 predajnih
stanica. Potro{a~i su snage 43 MW za
grejanje i 4,1 MW za toplu vodu.
5. Potro{nja aktivne i reaktivne
elektri~ne energije i snage
Me|utim, jo{ uvek zna~ajan broj
kotlarnica beogradskih elektrana mo`e
da ima vr{nu snagu i do 1300 KW i sa
mese~nom potro{njom aktivne i
reaktivne elektri~ne energije oko 300
MWh i 100 MVArh, ali naj~e{}e snagu
oko 30 kW i mese~nu potro{nju
elektri~ne energije oko 50 MWh i 10
MVArh.
7. Literatura
[1] Knjiga – Beogradske elektrane 1965
– 1995.
[2] T. Milanov dipl. el. ing. – Basic
Characteristics of Power Transformers
and Substations Based on the
Consumption of PU EDB through 2000.
– JUKO CIRED - 2004.
[3] Interna dokumentacija EDB
6. Zaklju~ak
Beogradske toplane raspola`u sa preko
120 toplotnih izvora ukupne snage
preko 2600 MW; daljinskom sistemu
grejanja pripada 18 izvora dok su ostali
u grupi individualnih i blokovskih
kotlarnica (tabela I). Oko 80% izvora
za gorivo koristi prirodni gas, 17%
mazut a samo 3% ugalj.
[113]
energija
Predrag Vujovi}, dipl.el.in`.
Energoprojekt - Entel, Beograd
UDC: 621.311.1 : 004
Prikaz jednog
komercijalnog
programskog paketa za
analize elektroenergetskih
sistema - PSAF CYME
a bi neka studija elektroenregetskih
mre`a bila ura|ena, bez obzira {ta
je ono ~ime se ona bavi, neophodno je
da dostignu}a te studije budu dokazana
i da njene akcije budu opravdane i
odbranjene koriste}i pri tome egzaktni
matemati~kim aparat i odgovaraju}e
standarde. Kako bi se stvari dovele na
zajedni~ki imenilac, u osnovi ovakvih
komercijalnih ra~unarskih alata
implementirani su me|unarodni (IEC,
ANSI) standardi za odgovaraju}a
podru~ja. U narednom izlaganju bi}e
predstavljeni pojedini segmenti
POWER SYSTEM ANALYSIS
FRAMEWORK PSAF programskog
paketa kanadske firme CYME. Kao
in`enjer imao sam priliku da radim
razli~ite studijske analize
elektroenergetskih mre`a za razli~ite
investitore na tr`i{tu zemalja Persijskog
zaliva, u prvom redu Qatara i Omana.
Ovaj software jeste svetski standard u
studijskim analizama elektroenregetskih
mre`a (nije jedini), a u na{oj
elektroprivredi i preduze}ima koja se
bave poslovima iz ovog domena, koliko
je meni poznato, se ne koristi. U tom
smislu vidim mesto za upoznavanje sa
istim.
D
Arhitektura i funkcionalnost
PSAF predstavlja alat koji je inicijalno
namenjen razli~itim analizama
elektroenergetskih mre`a. U pitanju je
modularan softwareski alat koji
podrazumave:
- modul za analizu tokova snaga (load
flow modul)
- modul za anlizu optimalnih tokova
snaga (OPF modul)
- modul za analizu stanja sa ispadima
(AC contingency modul)
- modul za prora~un kratkih spojeva
(short circuit analysis modul)
Rezime
Cilj je imati optimalno dizajniran elektroenergetski sistem u svakom svom
segmentu. Da bi se do toga do{lo neophodno je izvri{iti razli~ite analize koje ga
sagledavaju iz razli~itih uglova. Time se izbegava da on, pri eksploataciji, generi{e
neka nepredvi|ena stanja. Kako su ovakve analize veoma obimne i komploksne,
pomo} razli~itih softwareskih alata je neophodna. Ovde }e biti prikazan jedan od
komercijalnih programskih paketa za analize elektroenergetskih mre`a. Rad je
baziran na iskustvima u njegovoj primeni tokom rada na razli~itim projektima u i
za elektroprivredna i distributivna preduze}a kao i preuze}a koja poseduju
razli~ita postrojenja uglavnom za eksploataciju i preradu nafte i gasa u zemljama
Bliskog istoka i Persijskog zaliva (Qatara i Omana).
Klju~ne re~i: Programski alati, elektroenregetski sistemi i mre`e, PSAF.
Abstract
We are living in the specific period of human existence in which the energy
management and energy itself represents the crucial task and field of acting for
every living person but for engineers maybe the most. One of the first steps
towards that direction could be analytical approach in optimal system design and
operation in general and in particular. The aim is to have optimal system in every
single segment of it. Here, it is power system which is very special system in many
ways so detailed analysis during planning and design stage are significantly
important in order to have optimized system and to avoid every possible
unanalyzed and unexpected stages that could lead to disaster. Power system is, as
it was said by great engineer and professor Prabha Khundur, maybe the largest
and the most sophisticated system created by the hand of the mankind. Logically,
the analysis should be very comprehensive and complex which could be only a
dream without the computers and sophisticated software packages as tools. One of
the commercial software packages for power system analysis will be presented
here in this paper. It is based on experience that author could collect during few
years of working as a power system team member for different investors in Qatar
and Oman.
Keywords: Power system analysis, software packages, power system and network.
- modul za analizu startovanja motora
(motor starting modul)
- modul za analizu tranzijentne
stablinosti (transient stability modul)
- modul za analizu naponske stabilnosti
sistema (voltage stability modul)
- modul za harmonijsku analizu
(harmonic analysis modul)
Modularnost u ovom pogledu
podrazumeva nezavisnost pojedinih
[114]
modula sa aspekta njihovog kori{}enja.
Da bi ste se recimo upustili u studije
analize kvaliteta elektri~ne energije nije
neophodno posedovati sve module, ve}
je dovoljno imati modul za harmonijsku
analizu. Isto tako, mogu}e je imati
module za anlize tokova snaga i kratkih
spojeva i raditi takve anlize, a da pri
tome nemate module za tranzijentnu
i/ili naponsku stabilnost jer vam u tom
trenutku tako ne{to nije bilo potrebno.
energija
osnovne podatke za
izvo|enje ekvivalentnih
{ema razli~itog stepena
ta~nosti za razli~ite vrste
analiza.
2. Parametri
informativnog
karaktera koji sami po
sebi ne u~estvuju u
prora~unima, niti imaju
va`nost u modelovanju
elemenata, ali je
njihova informativna
vrednost za korisnika
velika. Oni generi{tu
mogu}e kriterijume
filtriranja elemenata
baze podataka.
Svaki elemenat koji se
unosi u bazu podataka
opisan je u nekoliko
ravni. Inicijalno, tu su
podaci vezani za osnovne tabli~ne
podatke elementa, a u cilju su kreiranja
ekvivalente {eme za prora~un tokova
snaga i kratikh spojeva tj za
modelovanje elemenata u direktnom
inverznom i nultom re`imu. Osim ova
dva tipa podataka, koji ~ine ulazne
podatke o elementima
elektroenergetskog sistema za stati~ke
analize postoji i skup dopunskih
podataka za studije tranzijentne
stabilnosti i dodatna forma za
ekvivalentiranje elemenata u studijama
anlize kvaliteta elektri~ne energije. Za
elemente gde je to bitno, kao {to su
Slika 1 Arhitektura PSAF Cyme programskog
paketa
To nije slu~aj sa svim programskim
paketima iz ove oblasti {to ima svoje
prednosti.
Na slici 1 je {ematski dat na~in
ure|enja i povezanost podataka u
PSAFu. Podaci o elektroenergetskoj
mre`i se unose tako {to se prvo napravi
baza podataka elemnata koji ~ine tu
mre`u. Baza je veoma dobro
organizovana i korisni~ki orjentisana.
Podaci koji se unose u bazu su dvojaki:
1. Osnovni podaci o elementima koji su
u su{tini podaci sa natpisne plo~ice
ili katalo{ki podaci. Predstavljaju
Slika 2 Grafi~ki interface programa PSAF 3.10 ver.15
[115]
recimo modeli generatora, postoji i
poseban tab za unos podataka kao {to
su razli~iti tro{kovi proizvodnje
elektri~ne enregije doti~nog agregata, a
koji su od interesa za studije optimalnih
tokova snaga.
Programsko okru`enje za unos podataka
u bazu je dobro napravljeno, intuitivno i
veoma korisni~ki orjentisano. Bitno je
napomenuti da se inicijalno sa
programom dobija i po~etna baza
podataka sa zna~ajnim brojem
elemenata sistema. U toku modelovanja
mre`e ta se baza oboga}uje novim
elmentima koji se fizi~ki nalaze u
posebnom direktorijumu, naj~e{}e u
okviru direktorijuma u kome se nalaze i
ostali fajlovi koji se ti~u same studije i
modela u PSAF-u. To je velika
prednost ovakvog ure|enja programa
jer se u tom slu~aju ranije uneti
elementi mogu koristiti i za naredne
studije, kada se ne raspola`e podacima
o svim elementima u sistemu. Tada se
pribegava pretpostavkama, a za to
dobro mogu da poslu`e ranije uneti
elementi. Posle kreiranja baze podataka
elemenata analizirane mre`e, sam
software generi{e odgovaraju}e
tekstualne datoteke u kojima se nalaze
svi elementi iz baze koji su
implementirani u odgovaraju}u
elektroenregetsku mre`u koja se formira
i koja je predmet studije.
Kada su elementi uneti u bazu tada se
prelazi na modelovanje mre`e (do sada
su se modelovali elementi koji ~ine
energija
Slika 3 Modularna organizacija CymePSAF programa
posmatranu mre`u). Na ovaj na~in se
kreiraju druga dva tipa datoteka koje
~ine model – stu (study) i ntw (network)
datoteke.
U „ntw“ datoteci se nalaze podaci o
tome koji je elemenat iz baze povezan
izme|u koja dva ~vora sistema. On je
~itljiv tekstualnim procesorima i poti~e
jo{ iz dos verzije Cyme programa.
Njegova ekstenzija „.ntw“ poti~e od
engleske re~i network (misli se na
elektroenregetsku mre`u – power
network). Na slici 1 se vidi da ntw
datoteku ~ine podaci o ~vorovima
sistema, elementima mre`e koji ~ine tu
mre`u kao i pogonska ograni~enja koja
se name}u posmatranoj mre`i tj.,
svakom od njenih elemenata.
Druga veoma bitna datoteka,
posmatraju}i arhitekturu podataka koje
program koristi, je datoteka sa
ekstenzijom „.stu“ (od engleskog study
- studija). To su datoteke koji nisu
~itljive tekst procesorima i sadr`e:
1. informacije o parametrima elemenata
iz baze podataka, a koji se ti~u
razli~itih vrsta prora~una. Kao {to je
ranije napomenuto, program je
modularan i razli~iti korisnici u
zavisnosti od potreba mogu da imaju
samo pojedine solvere u vlasni{tvu,
ali da program i dalje radi. Zbog
takve arhitekture programa
neophodno je postojanje fajla koji }e
iz baze podataka o elementu koji je
kori{}en u modelu razmatranog
elektroenregetskog sistema za
razli~ite solvere specificirati
odgovaraju}a pode{enja. Na taj na~in
se dobija nezavisnost podataka u bazi
podataka od solvera u vlasni{tvu.
2. informacije o parametrima razli~itih
izve{taja. Pod ovim se
podrazumevaju razli~iti podaci koji
se ti~u toga {ta }e biti prikazano u
grafi~kom modulu programa, {ta }e i
na koji na~in biti prikazano u
tabelarnim izve{tajima, koji su
parametri postavljeni za razli~ite
algoritme numeri~kih metoda koje se
primenjuju u odgovarju}im
ra~unicama itd.
Ovako program manipuli{e datotekama
i bazama podataka koje koristi u radu.
Korisnik nema potrebu da edituje ili
bilo {ta radi sa ovim datotekama. One
su autogenerativne od strane samog
programa. Jo{ od verzije 2.64 PSAF
Cyme je u windows okru`enju i veoma
je intuitivan {to zna~ajno doprinosi
kvalitetu procesa rada i kvalitetu
analiza.
Modularnost PSAF programskog paketa
jedna je od njegovih su{tinskih
prednosti. Na slici 3 dat je pregled
njegovih modula.
Load Flow - CYMLOAD predstavlja
bazi~ni modul ovog programskog
paketa. Koristi u osnovi numeri~ke
metode bazirane na Fast Decoupled
(raspregnutom algoritmu), Gauss –
Seidelovom algoritmu i algoritmu
potpuno spregnutog naizmeni~nog
modela tokova snaga koji se re{ava
Newton – Raphsonovim postupkom. U
su{tini, ovaj modul podrazumeva
prora~une tokova snaga sa uva`enim
eksploatacionim ograni~enjima
elemenata, bilansnim ograni~enjima,
naponskim ograni~enjima u ~vorovima
sistema, kao i ograni~enjima pozicija
Slika 4 CymeView modul za grafi~ko prikazivanje rezultata prora~una prelaznih procesa
[116]
energija
teretnih menja~a kod regulacionih
transformatora. U okviru ovog modula
prisutna su i dva dodatna podmodula, a
to su: modul za analizu stanja sa
ispadima CYMACC kao i podmodul za
studije pu{tanja velikih motora
CYMMOTORSTART. U principu, baza
za oba ova podprograma je prora~un
tokova snaga, s tim {to se pri analizi
ispada nude mogu}nosti odabira
elementa kandidata za analizu ispada
kao i varijanta da se n-1 kriterijum
sigurnosti proveri na ~itavoj mre`i bez
specifikaicje bilo kog elementa.
Mogu}e je i simuliranje te`ih situacija
od n-1 kriterijuma, ako za to postoji
potreba. Data je mogu}nost definisanja
n – p kriteruma i odgovaraju}ih
scenarija ispada elemenata. Bilo koji
scenario ispada je mogu}e posebno
definisati kao grupe ispada i kao takve
ih imenovati kao posebna scenarija i
tako ih listati i analizirati. U svakom od
tih slu~ajeva program pri izlistavanju
re{enja svako re{enje sa ispadom
proveri u odnosu na bazno re{enje koje
je u su{tini normalno uklopna {ema
mre`e. Pri izlistavanju rezultata postoji
flexibilnost odabira onoga {ta se `eli
prikazati kroz monitoring tab u solveru.
Solver za pu{tanje motora je sastavni
deo ovog modula. Pru`a se veliki izbor
mogu}ih i u praksi eksploatisanih
na~ina pu{tanja velikih motora u rad
kao {to su pu{tanje direktno na mre`u
(najgori slu~aj), zatim pu{tanje motora
preko preklopke zvezda - trougao,
preko autotransformatora, preko
frekventnih regulatora kao i soft start
motora. Postoji i dodatna mogu}nost za
unos karakteristike struja – vreme i na
taj na~in korisnik mo`e samostalno
uneti u analizu specifi~nu proceduru
pu{tanja motora. Po zavr{etku
prora~una, za neke posebne potrebe
daje se i tabelarni prikaz rezultata, ali
{to je bitnije, u Cyme-u postoji i
poseban program CYMEVIEW. To je
dodatna aplikacija za prikazivanje
grafi~kih rezultata vremenske zavisnosti
odgovaraju}ih mehani~kih i/ili
elektri~nih veli~ina.
Pored CymLOAD modula kao osnovni
modul postoji i modul za prora~un i
analizu kratkih spojeva u mre`i –
CymFAULT modul. Dodatni moduli
su opcioni, a to su CymBREAK i
CymARCFLASH za studije adekvatnog
izbora prekida~kih elemenata i za
analizu sigurnosti radnika koji rade sa
ili u blizini elektri~ne opreme
respektivno. CymFAULT inkorporira
algoritme za prora~une odgovaraju}ih
struja kvara u odnosu na dva
standardna: me|unarodni IEC 60909 i
ameri~ki ANSI C37.5, ANSI C37.010,
ANSI C37.13 standard. Ovaj modul
komunicira sa modulom za analizu
prelaznih procesa u cilju analize
nesimetri~nih prekida faza kao i sa
CymTCC, zasebnim okru`enjem za studije
setovanja i koordinacije relejne za{tite.
Ovaj program ima posebnu bazu releja
nezavisnu od baze koju koristi PSAF.
Cyme isporu~uje inicijalno i PSAFLine.
To je zapravo dodatni modul koji se
integri{e u AutoCAD 2000/2002 ~ime
se dobija potpuna funkcionalnost
prezentacije prora~una na pofaznoj
elektri~noj {emi koja nudi tako mo}an
alat u tom domenu kao {to je
AutoCAD. U klasi~no AutoCAD
okru`enje se inkorporiraju dodatni
meniji koji podrazumevaju grafi~ke
simbole elemenata karakteri~nih za
svaku mre`u kao i blokovi koji se
sastoje od neredundantnih podataka
kojim se blok prepoznaje, a koji sadr`e
niz karakteristi~nih podataka za svaki
elemenat. Svi blokovi, grafi~ki i
tekstualni, su prilago|eni posebno za
prikaz rezultata prora~una tokova
snaga, a posebno za prora~un kratkih
spojeva. Kod prora~una tokova snaga
daje se prikaz tokova snaga, pozicija
teretnih menja~a regulacionih
transformatora i optere}enje sistema.
Prora~uni tokova snaga i kratkih
spojeva se mogu eksportovati u
adekvatnoj formi vidljivoj PSAFLine
modulu. Te datoteke se potom u~itaju
kroz odgovaraju}i novi meni integrisan
u AutoCAD {to rezultuje update-om
odgovaraju}ih blokova u modelu. Dalje
se crte`i pripremaju po potrebi koriste}i
sve alate koje AutoCAD inicijalno nudi.
CymeBREAK je dodatni modul koji je
veoma povezan sa solverom za
prora~un kratkih spojeva. Njegova
osnovna uloga je u studijama analize
izbora prekida~kih elemenata u mre`i.
Slika 5 Tre}i sastavni deo softwarea koji se integri{e u AutoCAD i veoma je bitna alatka za prikaz rezultata
prora~una tokova snaga i kratkih spojeva
[117]
energija
On naravno mo`e da funkcioni{e
samostalno jer ima mogu}nost
pozivanja solvera za prora~u kratkih
spojeva, ali korisnik, ako nema u
posedu CymFAULT, to ne mo`e da
uradi. Prekida~i se proveravaju na struje
kratkih spojeva, a korisnik u sistem
unosi i tip razvodnog postrojenja kao i
niz tehni~kih karakteristika prekida~a
koje software koristi u prora~unima.
CymARC FLASH HAZARD je
okru`enje za prora~un ugro`enosti lica
koja se mogu na}i ili su u kontaktu sa
opremom u razvodnom postrojenju.
Pored ove dve osnovne programske
celine za analizu elektroenergetskih
mre`a, postoje dodatni moduli za
sofisticiranije analize stabilnosti
elektroenregetskih sistema, optimalnih
tokova snaga kao i kvaliteta elektri~ne
energije u sistemu.
CymSTAB predstavlja jednu mo}nu
alatku za analizu tranzijentne stabilnosti
elektroenergetskih sistema. Obuhvata
{irok spektar mogu}ih scenarija koji se
veoma lako i intuitivno unose u
program. Ovaj modul podrazmeva bazu
podataka sa modelima upravlja~kih
jedinica, pobudnih regulatora, modela
turbina i turbinskih regulatora,
generatora, raznih tipova releja itd, ali
{to je velika prednost, dopu{ta da
korisnik samostalno defini{e
odgovaraju}e modele i tako kreira
sopstvenu bazu regulatora. Definisanje
scenarija za razmatrani prelazni proces
je logi~no, jednostavno i program sam
vodi korisnika kroz okru`enje do
potpunog definisanja pojave. Rezultati
se prikazuju u CymVIEWu, posebnom
modulu za grafi~ki prikaz. Paleta
doga|aja je velika: simuliranje ispada
bilo kog elementa, modifikovanje
oto~nih elemenata kao i modifikovanje
optere}enja, ~ime se simulira ispad
nekih od elemenata oto~ne
kondezatorske baterije ili ispad nekog
od potro{a~a ili potro{a~kog podru~ja
pa se optere}enje smanjilo, zatim, tu je
kratak spoj na nekoj od sabirnica,
startovanje i/ili zaustavljanje asinhronih
i/ili sinhronih motora kao i globalno
prepode{avanje nivoa optere}enja u
mre`i.
Kroz CymVIEW korisnik mo`e da vidi,
odabere i pripremi sve dijagrame
vremenske zavisnosti odgovaraju}ih
mehani~kih i elektri~nih veli~ina od
interesa za prikaz kao rezultat analize.
Pored modula za tranzijentnu analizu
postoji poseban modul za analizu
naponske stabilnosti u mre`i –
CymVSTAB. Mnogo toga u vezi sa
naponskom stabilno{}u i reaktivnom
snagom u sistemu mogu}e je analizirati
kroz module za stati~ku analizu. Prilaz
koji koristi CymVSTAB je prilaz kroz
P-V i V–Q dijagrame. Svi dijagrami se
eksportuju u CymView i tu se
analiziraju i pripremaju za izve{taj.
CymOPF modul je modul za analizu
sistema sa stanovi{ta optimalnih tokova
snaga. Sofware u tom smislu koristi
robusnu barijernu metodu za re{avanje
optimizacionih problema sa
ograni~enjima tipa jednakosti i
nejednakosti. Sistem uzima u obzir sva
mogu}a eksploataciona tehni~ka
ograni~enja elemenata, a uzimaju se u
obzir i ekonomske karakteristike
proizvodnih jedinica. Kriterijumske
funkcije koje se mogu koristiti kao
kriterijumi za optimizaciju rada sistema
su, pored klasi~nih minimiziranja
tro{kova proizvodnje ili minimiziranje
gubitaka u prenosu, minimiziranje
odsecanja potro{nje, minimiziranje
indexa naponske sigurnosti,
minimiziranje indexa tokova snage po
vodovima itd. Pored toga CymOPF daje
mogu}nost i kreiranja vi{ekriterijumske
objektne funkcije ~ime se sistem
optimzuje po dva ili vi{e osnova uz
odgovaraju}a ograni~enja.
Veoma je dobar i na~in izlistavanja
kako ulaznih parametara tako i izlaznih
rezultata odgovaraju}ih prora~una.
Izlistavaju se podaci u tabelarnoj formi,
opciono u apsolutnim ili u relativnim
jedinicama i to u odnosu na bazne
vrednosti elementa ili na sistemske
bazne vrednosti. Poseban kvalitet je
mogu}nost eksportovanja podataka u
Microsoft Excel.
Prednost CYME PSAF nad ostalim
programskim paketima iz ove oblasti s
kojima sam imao prilike da do|em u
kontakt i da radim je njegova
modularnost i veoma dobra baza
podataka. PSAF inicijalno dolazi sa
odre|enom bazom elemenata. Ona se
tokom rada konstantno dopunjuje
prave}i pri tome svoju li~nu bazu
podataka elemenata koju u kasnijim
studijama korisnik mo`e koristiti. U
tom mislu postoji mogu}nost da se
napravi jedinstvena baza podataka o
svim elementima svih studija koje je
korisnik do tada radio. To je dobro jer
su svi elementi dostupni u svakom
trenutku. Nema bojazni od bilo kakve
zbrke jer software ne dozvoljava
postojanje dva elementa pod istim
imenom u bazi podataka. Dovoljno je
da im se imena razlikuju pa i ako su
parametri identi~ni elemenat kao takav
mo`e da bude u bazi. Korisnik za svaki
elemenat koji je uneo u bazu mo`e dati
neku malu notu koja kako vreme
prolazi mo`e veoma mnogo da zna~i.
Baza podataka za svaki od elemenata je
tako koncipirana da ima tzv. osnovni
tab i ostale tabove. Osnovni tab
predstavlja neku vrstu li~ne karte
elementa - ono {to se nalazi na
natpisnoj plo~ici ili u katalo{kim
podacima. Osim ovog taba, ostali
tabovi, kojih mo`e da bude nekoliko, su
[118]
vezani za odgovaraju}u analizu. Ovo
vu~e korene odatle {to za razli~ite
analize razli~iti nivoi ta~nosti
modelovanja elementa predstavaljaju
dovoljno ta~ne modele. Svaki elemenat
ima i estimator parametara elemenata.
Pri unosu parametara bilo kog elementa
u bazu postoje podprogrami koji na
osnovu razli~itih algoritama, tehni~kih
preporuka i standarda estimiraju
parametre direktnog, inverznog i nultog
redosleda odgovaraju}ih elemenata.
Time se u dobrom delu olak{ava
modelovanja elemnata.
Modularnost PSAF programskog
paketa, osim tehni~kih prednosti,
obezbe|uje i nesumnjivu ekonomsku
prednost. Naime, ovaj software je
mogu}e kupovati „na par~e“, a da ono
{to kupite radi u svom punom
kapacitetu. To korisniku u startu
omogu}ava odre|enu funkcionalnost za
manja po~etna ulganja u software {to u
slu~ajevima konkurentskih paketa i nije
uvek slu~aj. Naknadno je mogu}e
dokupljivati module za koje se javi
potreba bez smanjenja kvaliteta.
Iskustva i zaklju~ak
Na kraju, `elim da iznesem li~na
iskustva u radu sa ovim programskim
paketom. Ovo nije ni jedini ni naj~e{}i
programski paket za analize
elektroenergetskih mre`a i sistema. Ima
dosta takvih programa kao {to su PSSE
koji je inicijalno razvio ameri~ki PTI, a
pre dve godine kupio Siemens, zatim tu
je nema~ki DigSilent kao i veliki broj
proizvo|a~a kao {to su ameri~ki ETAP,
EDSA s kojima iz tr`i{nih razloga
nisam imao priliku da se upoznam i da
radim s njima. Po{to radim u
konsultantskoj ku}i, osnovni razlog
zbog koga posedujemo ovaj programski
paket jeste investitorov zahtev (u na{em
slu~aju to je Qatar Petroleum). On
name}e uslove koji }e se programski
paket koristiti, u kom }e se analize
vr{iti i model sa podacima prezentovati.
Cyme PSAF jeste samo jedan od
proizvoda ove sofwareske ku}e, a na
internet prezentaciji (www.cyme.com)
se mo`e videti spisak preduze}a i
korporacija koje imaju ovaj software. Ti
korisnici i njihov uticaj ga ~ine
standardom.
S korisni~ke strane veoma je intuitivan i
zaista jednostavan za upotrebu.
Me|utim, pored ranije opisanih
kvaliteta ovog softwarea, on ima
nedostatke i manjkavosti. Iz mog li~nog
iskustva manjka mu jedino grafi~ki mod
i to kada ga poredimo sa nekim drugim
srodnim programskim paketima. Mnogo
je recimo funkcionalniji i bolje je to
re{eno u PSSE-ju, pogotovo sa
poslednjom verzijom, a da ne pri~amo o
DigSilentu gde postoje ~itave baze
predefinisanih razvodnih postrojenja u
energija
odgovaraju}im grafi~kim modelima.
Veliki kvalitet PSAF Cyme su i
konvertori tabela (ulaznih podataka i/ili
prora~una) u excelove. Time se
preuzima i sve ono {to Microsoftov
excel ili Open Officeov Calc nude u
smislu editovanja tabela, kreiranja baza
podataka, dodatnih ra~unica itd..
Tako|e, fleksiblnost je i priprema
dokumenata za samu prezentaciju u
vidu odgovaraju}ih priloga koji idu uz
studiju kao i prezentacije ra~una u cilju
priprema Power Point prezentacija za
diskusije, rasprave, analize i
tuma~enja...
Dodatni kvalitet je i mogu}nost prikaza
rezultata prora~una tokova snaga i
kratkih spojeva u AutoCADu.
Generalno, svi programski paketi koje
sam imao priliku ili da vidim ili da
koristim imaju tu manu u grafi~kom
modu jer ne nude neku preteranu
funkcionalnost. Tu odska~e jedino
PSAF jer ima ugra|enu ma{inu koja
radi tu konverziju, a inkorporira se u
AutoCAD kao meni. Osim
odgovaraju}eg menija kreirani su i
odgovaraju}i „toolbarovi“ sa
predefinisanim grafi~kim simbolima i
blokovima koji su spregnuti sa
textualnim datotekama kao izlazima iz
prora~una. Na ovaj na~in, se nedostatak
funkcionalne grafike nadome{}uje
nemerljivom snagom i suvereno{}u
AutoCADa u tom pogledu. Mali
nedostatak PSAFLine–a, aplikacije koja
se ugra|uje u AutoCAD je
nekompatibilnost sa novijim verzijama
AutoCADa. Name za rad makar i sa
najnovijom verzijom PSAF, potrebno je
imati instaliran AutoCAD 2000 jer je to
verzija softwarea koja je kompatibilna
sa PSAFLine-om. To mo`e da bude
iznena|enje u na{em okru`enju gde se
na velikom broju ra~unara nalaze
uglavnom najnovije verzije softwarea,
{to i nije ba{ slu~aj u inostranstvu. Ali
to je tema za neku drugu pri~u i priliku.
Mane na koje sam ja nai{ao pri radu se
mo`da najvi{e odnose na numeri~ke
algoritme koji se koriste. Recimo,
prora~uni kod mre`a sli~nih
karakteristika u pu{tanju u PSSE i
PSAFu pokazuju razli~ito potrebno
vreme za koje prora~un konvergira. Ta
numerika je bolje odra|ena u PSSEu.
Prora~uni br`e konvergiraju. Naravno
ovde ne pri~amo o nekoj zna~ajnijoj
razlici, ali prosto tako ne{to je
primetno. De{avali su se i
nezanemarljivi „bagovi“ kod pojedinih
modula kao {to je CYMBREAK u vezi
kojih sam imao i konverzaciju sa
kolegama iz Cymea, ali po{to je posao
uspe{no zavr{en sve se na tome i
zavr{ilo.
Algoritam za prora~un startovanja
velikih motra numeri~ki je ta~niji, i
pored svih isto pode{enih parametara
numeri~kog prora~una, u modulu
CymSTAB nego u modulu
CymMOTORSTART. Po{to
programski kod nije dostupan, pravi
razlog ovakvih rezultata je nepoznat, ali
je potvr|en u praksi.
Sve u svemu, PSAF jeste jedna veoma
dobra alatka za anlize za koje je
namenjena. Nije savr{ena i ima dosta
toga na ~emu treba da se poradi {to ne
sumnjam da }e u novijim verzijama biti
odra|eno.
Reference
1. Power System Analysis Framework
sa sajta firme www.cyme.com
2. software PSAF 3.10 version 15 koja
je u vlasni{tvu Energoprojekt Entela,
Doha, Qatar
3. Razli~ite studije na kojima je autor
uzeo u~e{}e na poslovima anlize
elekrtoenregetskih mre`a na poslvoima
u Qataru i Omanu
[119]
energija
Zoran Stevi}, Zoran An|elkovi}, Dejan Rakin
IHIS, Zemun
UDC: 621.311.1.001 : 004
Permanentni termovizijski
nadzor
elektrodistributivnih
postrojenja
1. Uvod
Osnovna karakteristika po kojoj se
razlikuju real-time proces (monitoring
koji radi u realnom vremenu) od ostalih
procesa jeste pona{anje u vremenu. Da
bi real-time proces ispravno
funkcionisao potrebno je ne samo da
daje korektan rezultat na izlazu ve} i da
ga da u ta~no definisanom vremenskom
intervalu. Ako se ovim pretpostavkama
doda jo{: ostvarivanje pretpostavke za
predikciju mogu}ih havarija na
posmatranom procesu, dislociranost
procesa od slu`be za intervencije,
slo`enost i kompleksnost informacionih
tehnologija, dolazi se do sveubuhvatnih
problema, ~ija }e re{enja biti opisana u
ovom radu. Jedan od korporativnih
zadataka je primena novih trendova i
tehnologija. U ovom radu }e se istra`iti
primena termovizije kao savremene
tehnologije monitoringa i dijagnostike i
bi}e predstavljen jedan modul za nadzor
procesa na elektroenergetskom
distributivnom postrojenju i opremi.
Ova tehnologija je primenjena u vojsci
[1], kod preventivnog odr`avanja,
nadzora i dijagnostike pri ispitivanju
materijala [2,3,4], u gra|evinarstvu [5],
medicini [6,7] i industriji [8].
Termovizijski nadzor industrijskih
postrojenja, u svrhu preventivnog
odr`avanja [9], mogu} je digitalnom
termovizijskom kamerom koja je
povezana na personalni ra~unar
[10,11]. U ovom slu~aju radi se o
termovizijskoj kameri Wohler IK 21
koja formira termalnu sliku merenjem
infracrvene radijacije odre|enog tela ili
celokupne scene zahvaljuju}i
nehla|enom germanijumskom
termolektri~nom linijskom detektoru.
Ugra|eni detektor omogu}ava
registrovanje temperaturne razlike od
0,1°C u intervalu temperatura od 0 °C
do 350 °C, koji je mogu}e i pro{iriti.
Rezime
Digitalna infracrvena termografija je nedestruktivan postupak kojim se omogu}ava
primena relativno slo`enog procesa kakav je termovizija za nadzor i dijagnostiku
stanja elektroenergetskih postrojenja. Razvijen je informacino model kao podr{ka
ra~unarski upravljanom sistemu za termovizijska snimanja. Implementirani model
je realizovan kao upravlja~ki modul koji omogu}ava nadzor objekta i alarmiranje
dispe~era u centru na udaljenoj lokaciji. Metodologija kojom su realizovani
zahtevi monitornog sistema kao i implementacija sistema predstavljeni su u ovom
radu.
Klju~ne re~i: digitalna infracrvena termografija, monitoring, softver, informacioni
model.
Permanent Thermographics Monitoring of the Electrodistributive
Facilities
The digital infrared thermography is not a destructive procedure at all which
makes it possible to apply relatively complex process, such as the process of
thermal imaging system for the supervision and diagnostics of the states of
electroenergetic facilities. There has been developed the software as a logistic
support to the computer controlled system for the thermal imaging shootings. The
software realized as a controlling modul allows the supervision of the objects as
well as the dispatcher’s alarm in the very centre but in a very distant location. The
methodology, by means of which there has been accomplished all the requirements
of the monitoring system as a function and a procedure, the information modul
consists of, is being presented in this paper.
Key words: digital infrared thermography, monitoring, software, information
model.
U svrhu predistra`ivanja izvr{ena su
sistematska, vi{egodi{nja,
termovizijska, snimanja
elektroenergetskih i distributivnih
postrojenja i opreme, a pre svega
trafostanica 35/10 kV
Elektrodistribucije u Boru za razli~ite
periode niskih, umerenih i visokih
temperatura. Pomo}u originalnog
softvera [14] snimci su preba~eni na
ra~unar na kome je vr{ena analiza. U
fazi predistra`ivanja, gde su izvr{ena
termovizijska snimanja konstatovano je
slede}e: a) snimanje i analize su vr{ene
po nekoj dinamici koja mo`e ali ne
mora da odgovara pravovremenim
intervencijama tako da je mogu}e i
dalje da se dogode havarije, b) utvr|ena
[120]
dinamika ne mora da odgovara stvarnim
potrebama slu`be za prevencije i c)
rezultati utvr|eni analizom snimaka ne
daju podatke o brzini havarijskog
progresa.
Zna~aj projektovanja informacionog
modela i njegova implementacija u
sistem za monitoringa se ogleda u
mogu}nostima kontinualnog pra}enja
pona{anje neke pojave (havarijske
pojave) od njenog nastanka do
uzbunjivanja dispe~erskog centra.
Funkcije softvera koji je isporu~en sa
kamerom nisu zadovoljavale potrebe
ovog istra`ivanja. Zato se pristupilo
projektovanju novog modela i
originalnog softvera za implementaciju
energija
ovog modela. Predvi|eno je da model i
softver pored stalnog monitoringa
omogu}ava predikciju nadolaze}e
havarije i pravovremeno uzbunjivanje
odgovaraju}e slu`be za prevenciju bez
obzira na dislociranost objekta.
Jedna od metodologija, koja omogu}ava
uspe{no realizovanje ciljeva ovog
monitoring sistema, je metodologija
koja je definisana “jedinstvenim
procesom razvoja softvera” idejnih
tvoraca objektne metodologije razvoja
softvera (Jacobson, Booch i Rambaugh)
[12]. Svaka faza `ivotnog ciklusa
razvoja softvera je definisana procesima
koji se sastoje iz aktivnosti koje kao
rezultat imaju odgovaraju}i model
sistema koji se predstavlja u UML
(Unified Modeling Language) notaciji)
[13]. Jedna od bitnih odlika izabrane
metodologije procesa razvoja softvera
je mogu}nost definisanja razli~itih
pogleda na sistem koji se projektuje
(pogled slu~aja kori{}enja, procesni
pogled, implementacioni pogled, pogled
fizi~kog razme{tanja). Time je mogu}e
da se za svaki informacioni model
modeliraju karakteristi~na svojstva
(pona{anje-dinamika modela, struktura
modela, funkcije i fizi~ki aspekt).
2. Monitoring i analiza procesa
Cilj monitoringa u realnom vremenu je
da sa~uva performanse sistema.
Monitoring kao kontinualni proces je
zna~ajan za identifikaciju i re{avanje
slede}ih problema: a) Okolina u kojoj
egzistira sistem monitoringa je
nesavr{ena i interakcija sa spolja{njim
svetom (posmatrani proces ili udaljena
slu`ba za nadzor) uvodi dodatnu
nepredvidivost; b) Pretpostavke pri
projektovanju mogu biti naru{ene u
toku rada monitoring sistema zbog
neo~ekivanih uslova; i c) Primena
formalnih tehnika i algoritama
vremenskog planiranja za odvijanje
monitoringa zahteva pretpostavke o
posmatranom sistemu.
Analizom navedenih problema
zaklju~eno je da su neophodne provere
u toku rada sistema za monitoring za
dokazivanje korektnog funkcionisanja.
To va`i kako kod procesa projektovanja
nakon faze integracije, tako i u toku
eksploatacije sistema radi pove}ane
pouzdanosti i predvidivog pona{anja
sistema prema okolini.
Postoji vi{e pristupa za realizaciju
sistema za monitoring. Jedan od njih je
softverski pristup. U okviru softverskog
pristupa jedna od tehnika je
komponentni razvoj za pojedine module
koji }e obavljati odre|ene funkcije za
posmatranje procesa.
2.1 Informacioni model za
monitoring i analizu
Razvoj modela a time i originalnog
softvera obuhvata slede}e
funkcije:Pokretanje softvera za
snimanje (nadzorni tajmer), upravljanje
Slika 1 Aritektura informacionog modela za monitoring i analizu postrojenja
re`imom snimanja termograma i prenos
termograma sa termovizijske kamere na
personalni ra~unar (Menad`er modul),
obrada i analiza termograma (Analiti~ar
View), uzbunjivanje-upozoravanje
timova za prevenciju (modul E-mail),
Snimanje termograma i programiranje
kamere (modul Kamera), Softver za
pregled snimljenog materijala (modul
Snap View Pro), Baza podataka
snimljenih termograma (modul DBTerm)
i Baza podatak u file sistemu (modul
FileDBFoto). Arhitektura monitoring
sistema prikazana je na slici 1.
2.1.1 Pokretanje softvera za snimanje
(Modul Nadzorni tajmer)
Modul Nadzorni tajmer u procesu
monitoringa se koristi za startovanje
glavnog aplikacionog programaMenad`er modula i za detekciju toka
kontrole. Proverava vreme izvr{enja
programa i restartuje sekvence ugra|ene
u glavni program. Modul Nadzorni
tajmer koristi kratke programske
sekvence broja~e-tajmere kao ure|aje
za definisanje vremenskih trenutaka
pojavljivanja doga|aja (startovanja
glavnog modula). Broja~ tajmera je u
ovom slu~aju pode{en na 5 minuta. To
je rezistentni program koji inicijalizuje
periodi~no glavni program. Ako
sekvence nisu inicijalizovane (zbog
gre{ke) unutar specificiranog vremena,
Nadzorni tajmer generi{e gre{ku i
predaje je modulu E-mail). Za ovu
priliku razvijen je i implementiran
sopstveni softver koji pokre}e
egzekutabilnu verziju programa
Menad`er, koji je razvijen kao
komponenta ~iji `ivotni vek traje do
izvr{enja projektovanih zadataka.
2.1.2 Upravljanje monitoringom
(Menad`er modul)
Menad`er modul je upravlja~ki softver
za monitoring sistema na udaljenoj
lokaciji. Razvijen je i implementiran
[121]
sopstvenim snagama Laboratorije za
informacione sisteme Tehni~kog
fakulteta u Boru u vi{eslojnoj
arhitekturi u Microsoft Visual
Studio.Net 2003 razvojnom okru`enju.
kao konzolna aplikacija, zbog
minimalnog anga`ovanja memorijskih
resursa i brzine izvr{avanja. Ciklus
njegovog startovanja predvi|a se na
minimalno jedan minut.
Softver interaktivno konsultuje
pozicioni folder FileDBFoto sa
pitanjem “Ima li {ta za mene?“
Mehanizmi zaklju~ivanja donose
odluku o daljoj aktivnosti softvera.
2.1.3 Analiza termograma (Modul
Analiti~ar view)
Ovaj modul je nezavistan i mo`e se
koristiti i u okviru glavnog softvera
Menad`er modula i u okviru kontrolnog
centra. Integrisan u menad`er modul,
analizira snimke koji su prepoznati kao
upozoravaju}i i na osnovu kojih je
poslat signal za uzbunjivanje. Analiza
se sastoji u slede}em:
a) Prati trendove rasta prose~ne
temperature na celom snimku ili na
delu snimka (zadatoj poziciji ili
uredjaju). Trend rasta prose~nih
temperatura se izra~unava i priprem
za grafi~ku prezentaciju pojave to za
ceo posmatrani objekat ili za delove
objekta koji su posebno nazna~eni
kao kriti~ni.
b) Vr{i komparativnu analizu prema
referentnom snimku i daje predikciju
mogu}ih kvarova. Referentni snimci
nad posmatranim objektom se prave
po zavr{etku remonta i pri prelasku
iz jednog u drugo referentno godi{nje
doba. Slu`e za komparativnu analizu
sa teku}im snimcima i za opisivanje
progresa nastanka o{te}enja
energija
2.1.4 Snimanje termograma (Modul
Kamera)
Slika 2 Kontakt izolator druge faze transformatora 35/10 kV
Ovaj modul samostalno izvr{ava
snimanje objekata ili delova objekata
koriste}i svoj nezavisni tajmer. Tajmer
kamere je pode{en da prednja~i sa
osnovnom funkcijom snimanja za
polovinu definisanog vremenskog
intervala Nadzornog tajmera. Pored
snimanja zadu`en je i za memorisanje
snimljenih termograma na
predefinisanu lokaciju FileDBFoto.
2.1.5 Pregled i analiza snimljenog
materijala (Modul Snap View Pro)
U ovaj modul je integrisana
profesionalna verzija paketa IR
SnapView kompanije Infrared Solutions
Inc [3] u dispe~erskom centru. Modul
obezbedjuje dodatne analize snimljenih
termograma. Format snimljenih
termograma je kriptovan i nije
dokumentovan od strane proizvo|a~a, a
odgovaraju}e datoteke nose ekstenziju
ISI. Za potrebe u dispe~erskom centru
navedenim softverskim paketom
termograme je mogu}e konvertovati u
bitmape sa ekstenzijama BMP, JPG, ili
PCX veli~ine 120 120 ta~aka sa 256
boja i dalje ih obra|ivati standardnim
alatima za obradu slike. Dodatno,
termogram je mogu}e izvesti u Excel
tabelu, gde svako polje tabele
predstavlja temperaturu odgovaraju}eg
piksela na termogramu. Ove konverzije
je mogu}e uraditi ru~nim upravljanjem
preko navedenog softvera. Softver je
pogodan za analizu pojedina~nih slika i
nije pogodan za automatizovani i
dislocirani rad.
2.2 Reralizacija sistema za
monitoring
Kompletan sistem za termovizijski
monitoring instaliran je u trafo stanici
35/10 kV u kojoj su vr{ena i
preliminarna istra`ivanja i napravljeni
referentni snimci. Pored opisanog
softvera kori{}ena je i kamera Wohler
IK 21 povezana sa standardnim
personalnim ra~unarom.
Kamera Wohler IK 21 je ru~na
termovizijska kamera koja se preko
odgovaraju}eg pribora instalira kao
nepokretni senzor kojim se upravlja
preko personalnog ra~unara.
Opremljena je odgovaraju}im priborom
za povezivanje i softverom. Omogu}ava
snimanje objekata u jednakim
vremenskim razmacima. Kamera koristi
originalni softver koji je opisan u 2.1.5.
Kao autonomna jedinica, kamera nakon
snimanja ozna~ava kursorom najtoplije
mesto na snimku i njegovu temperaturu,
tako da se odmah nakon snimanja mogu
uo~iti najugro`enija mesta na objektu.
Kamera poseduje sopstveni procesor
tako da omogu}ava autonoman rad i
bez personalnog ra~unara.
Termovizijske slike se mogu
memorisati na prilo`enoj PCMCI kartici
ili prebaciti na disk personalnog ra~una
i kasnije analizirati. Kamera i
personalni ra~unar se mogu povezati i
programirati, tako da se termogrami
snimaju u odre|enim vremenskim
intervalima. Na ovaj na~in omogu}eno
je neprekidno pra}enje objekata.
Realizovani sistem omogu}ava
automatsko snimanje izabranog
energetskog transformatora u zadatim
vremenskim intervalima, vr{i pore|enje
sa referentnim snimcima i uzbunjivanje
u dispe~erskom centru u slu~aju zadatih
odstupanja.
Primer upozoravaju}eg o{te}enja, je
prikazan na provodnom izolatoru druge
faze transformatora 35/10 kV, koji je
na~injen u zimskom periodu (slika 2).
Na snimku se jasno uo~ava da je, usled
zagrevanja lo{eg kontakta, do{lo i do
mehani~kog o{te}enja izolatora.
Pra}enjem ove pojave sistem je preko
mehanizama za zaklju~ivanje zaklju~io
i predlo`io donosiocu odluke, da hitno
interveni{e kako bi se u datim
klimatskim uslovima izbegla mogu}a
havarija.
Zaklju~ak
Predlo`eni informacioni model
implementiran u savremenom
softverskom okru`enju integrativnih
softverskih komponenti u potpunosti je
re{io probleme termovizijskog
monitoringa elektrodistributivnog
postrojenja u realnom vremenu,
ostvaruju}i pri tome predvi|ene
zadatke.
Realizovan je eksperimentalni sistem sa
termovizijskom kamerom Wohler IK 21
povezanom sa standardnom
ra~unarskom opremom.
Izvr{eno je enkriptovanje za{ti}enje
datoteke koju snima kamera (ISI
ekstenzija) i izrada sopstvenog softvera
za analizu memorisanih temperatura u
termogramima. Time je omogu}ena i
dalja upotreba termograma u razli~ite
svrhe kao i nezavisnost od isporu~enog
softvera.
[122]
Osnovna funkcija sistema, predikcija
mogu}e havarije, ostvarena je u
potpunosti posmatranjem pojave i
komparacijom sa referentnim snimcima
kroz tako|e sopstveno projektovani
softver. Razvijen je softver za
upravljanje re`imom snimanja
termograma i prenos termograma sa
termovizijske kamere u bazu podataka.
Projektovana je i implementirana baza
podataka o objektima i termogramima.
Eksperimentalnim istra`ivanjem
dobijeni su optimalni podaci o dinamici
snimanja i analize. Posmatranjem
pojave izvedeni su zaklju~ci da pojava,
koja mo`e izazvati havariju, ima sve
kra}e vremenske intervale.
Modeliranjem i implementacijom
razvijenog softvera omogu}eno je
automatsko pode{avanje parametara
sistema (smanjenje vremena nadzornog
tajmera za snimanje objekta) na osnovu
dobijenih podataka o napredovanju
neke pojave.
Preliminarna ispitivanja i
eksperimentalni rad ve} su dali
ekonomske efekte. Posmatranjem
sistema i analizom tro{kova potvr|ena
je pretpostavka o mogu}im u{tedama.
Primena termovizije kao savremene
metode za merenje, ali i metode
skladi{tenja i analize podataka,
njihovog pore|enja i on line
monitoringa u postrojenjima
omogu}ava stvaranje tehni~kih,
eksploatacionih i organizacionih
preduslova za pove}anje energetske
efikasnosti i smanjenje tro{kova
odr`avanja.
Literatura
[1] X. Maldague, Theory and Practice
of Infrared Technology for
NonDestructive Testing, John WileyInterscience, 2001
[2] Mobley, R.K. An Introduction to
Predictive Maintenance. Second
Edition, New York:
Butterworth–Heinemann 2002.
energija
[3] H.G. Walther, Surface roughness
influence on photothermal radiometry,
Applied Surface Science 193 (2002)
(1–4), pp. 156–166.
[4] H.G. Walther, Photothermal
inspection of rough steel surfaces,
Journal of applied physics 89 (2001)
(5), pp. 2939–2942.
[5] Stefan Datcu, Laurent Ibos, Yves
Candau, Simone Matte, Improvement of
building wall surface temperature
measurements by infrared
thermography, Infrared Physics &
Technology 46 (2005) 451–467
[6] J. Nyirijesy, M.B. Abernathy, F.S.
Billingsley and P. Bruns,
Thermography and detection of breast
cancer a review and comments, Journal
of Reproductive Medicine, SPIE,
Orlando, Florida 18/4 (1998), pp.
165–175.
[7] Bankman, I. Handbook of Medical
Imaging. San Diego: Elsevier Academic
Press 2000
[8] K. Ogura, T.A. Sakagami, New
inspection technique for small flaws
and defects using infrared
thermography, Advances in electronic
packaging, in: Proceeding of
JSME/ASME Conference on
electronics, 1992.
[9] J. Krlzer, E. Oesterschulze and G.
Deboy, Thermal Imaging and
Measurement Techniques for Electronic
Materials and Devices, Microelectronie
Engineering 31 (1996) 251-270
[10] Compton D L Use of an infraredimaging camera to obtain convective
heating distributions, AIAA J. 10
1130–2, 1972,
[11] Thomann H and Frisk B,
Measurement of heat transfer with an
infrared camera, Int. J. Heat Mass
Transfer 11 819–26, 1968.
[12] Jacobson, I.; Booch, G.;
Rambaugh, J. The Unified Software
Development Process. Rading MA:
Addison – Weslay 1999.
[13] Larman, C. Applaying UML and
Patterns. An Introduction to Object –
Oriented Analysis and Design and the
Unified Process. Second Edition. New
York: Prentice Hall 2002.
[14] Infrared Solutions Inc.:
http://www.infraredsolutions.com
N. Rajakovi}, Elektrotehni~ki Fakultet Univerziteta u Beogradu
V. [iljkut, Elektrodistribucija Beograd
D. Nikoli}, Inovacioni Centar Elektrotehni~kog Fakulteta u Beogradu
UDC: 621.316.57
Optimizacija broja
niskonaponskih (NN)
osigura~a - sklopki rastavlja~a
u niskonaponskim
nadzemnim mre`ama
Rezime
Pored sposobnosti da isporu~i potrebnu elektri~nu energiju, savremena
elektrodistributivna mre`a treba da poseduje i odre|en nivo fleksibilnosti, kako bi
mogla da odgovori i budu}im potrebama i zahtevima. Kao jedan od osnovnih
pokazatelja kvaliteta je isporuka elektri~ne energije krajnjim potro{a~ima na
niskom naponu u tolerantnim granicama. U ovom radu je razmatrana uloga NN
osigura~a-sklopke kao i odre|ivanje optimalnog broja ure|aja za sekionisanje NN
mreze. Pokazano je da pravilan izbor broja i mesta ugradnje NN osigura~asklopke rastavlja~a zna~ajno doprinosi pouzdanosti isporuke i smanjuje tro{kove
vezane za neisporu~enu elektri~nu energiju.
Klju~ne re~i: Osigura~-sklopka rastavlja~, pouzdanost isporuke elektri~ne
energije, sekcionalizacija niskonaponske nadzemne mre`e.
I. Uvod
U razvijenim zemljama liberalizacija
tr`i{ta elektri~ne energije i deregulacija
elektroenergetskog sektora je motivisala
kupce (potro{a~e) i isporu~ioce
elektri~ne energije da obrate vi{e pa`nje
na direktne tro{kove isporuke ali i na
indirektne tro{kove, od kojih su
posebno uticajni tro{kovi povezani sa
pouzdano{}u isporuke elektri~ne
energije. Ovaj novi trend je ve} i
prakti~no uveden u distributivne
kompanije, pa pri planiranju,
projektovanju i eksploataciji
distributivnih sistema ura~unavaju se i
tro{kovi prouzrokovani prekidima
napajanja (engl. outage costs). Naime,
korektan odnos isporu~ioca prema
kupcima i op{te pove}anje cene
elektri~ne energije uti~u na cenu
neisporu~ene elektri~ne energije, po
kojoj isporu~ilac pla}a penale kupcima
za periode u kojima su ostali bez
napajanja (tokom kvarova, remonata,
priklju~enja novih kupaca, restrikcije
potro{nje i sl.). Zbog toga se u
elektrodistributivnim kompanijama
uvode razli~ite mere za pove}anje
pouzdanosti tj. kvaliteta isporuke i,
posledi~no, smanjenje tro{kova za
neisporu~enu elektri~nu energiju [1].
Jedna od mogu}ih mera je sekcionisanje
niskonaponske (NN) nadzemne mre`e,
kori{}enjem linijskih osigura~a-sklopki
[123]
rastavlja~a.
II. Kvantifikacija tro{kova usled
neisporu~ene elektri~ne energije
Prekidi u napajanju mogu prouzrokovati
ogromne tro{kove i bitno uticati na
ljude i njihovu funkcionalnost.
Generalno, tro{kovi prouzrokovani
prekidom napajanja mogu se podeliti na
merljive (one koje se mogu
kvantifikovati) i na nemerljive tro{kove.
Merljivi tro{kovi su oni koji se javljaju
usled manje proizvodnje, ve}eg obima
anga`ovanja agregata, neoptimalnog
iskori{}enja resursa, tro{kova radne
snage koja nema efekata u proizvodnji,
smanjene dobiti od prodaje elektri~ne
energije itd. Oni se mogu podeliti,
sagledati i kvantifikovati sa dve strane,
sa strane kupca i sa strane isporu~ioca
elektri~ne energije (distributivnog
preduze}a). Za razliku od njih,
nemerljivi ili nepredvidivi tro{kovi,
poput tro{kova zdravstvenog osiguranja
radnika koji je povre|en pri popravci
kvara, zatim lo{a op{ta slika o
kompaniji ({to najvi{e dobija na te`ini u
deregulisanom okru`enju), i sl, te{ko se
mogu prikazati pomo}u formula i
kvantifikovati.
Kvalitet isporuke elektri~ne energije u
nekom distributivnom preduze}u i
njegov uticaj na kupce igraju veliku
energija
ulogu u utvr|ivanju da li su mere
kojima se smanjuje du`ina trajanja
prekida napajanja isplative ili ne [1]. Da
bi se kvalitet isporuke {to preciznije
procenio mora se, sa socio-ekonomskog
aspekta, uzeti u obzir kategorija kupca
(stambeni, komercijalni, industrijski
sektor).
Inostrana iskustva [1] pokazuju da su
tro{kovi koje trpi kupac zbog izostanka
napajanja elektri~nom energijom obi~no
za red veli~ine ve}i nego tro{kovi koje
trpi elektrodistributivno preduze}e zbog
neisporu~ene, pa time i nenapla}ene
elektri~ne energije.
III. Pokazatelji pouzdanosti
Pod pouzdano{}u se podrazumeva
verovatno}a da }e element,
elektroenergetski objekat ili sistem
ispuniti zahtevanu funkciju u
odre|enom vremenskom periodu i pod
odre|enim uslovima. Pod pokazateljima
pouzdanosti se podrazumevaju
karakteristike koje detaljnije daju
informaciju o pouzdanosti
elektroenergetskog sistema ili nekog
njegovog elementa. Pouzdanost
sistema, naravno, zavisi od pouzdanosti
njegovih elemenata koji su me|usobno
redno i paralelno spregnuti. Ve}a
pouzdanost distributivnog sistema
uslovljena je kra}im vremenom
otklanjanja kvara, {to opet uti~e na
smanjenje {tete kod kupaca usled
prekida napajanja. Na u~estanost
prekida napajanja dominantan uticaj
ima du`ina mre`e, kvalitet izvedenih
radova pri monta`i i remontima,
skrivene gre{ke u proizvodnji itd, dok
na sigurnost pogona najvi{e uti~e
mogu}nost rezervnog napajanja,
osposobljenost ekipa, prisustvo
rezervnog materijala i opreme,
ispravnost voznih sredstava, postojanje
pokaziva~a kvarova i dr. Na nivou NN
mre`e, tehni~ki parametri od uticaja na
procenu njene pouzdanosti su:
optere}enje NN izvoda, broj kvarova na
izvodu i prose~no vreme trajanja kvara
godi{nje, du`ina mre`e bez napajanja u
slu~aju kvara, i tro{kovi manipulacija i
otklanjanja kvarova.
Jedan od glavnih pokazatelja
pouzdanosti je svakako intenzitet kvara,
λ. On predstavlja prose~an broj kvarova
na nekom elementu mre`e u toku
godine, dobijen na osnovu vi{egodi{njih
statisti~kih podataka. Kad je re~ o
mre`i, pa tako i NN nadzemnim
vodovima, intenzitet kvara se izra`ava i
po jedinici du`ine, km. Tipi~ne
vrednosti ovog i ostalih parametara date
su u tabeli I, na osnovu podataka iz
godi{njeg izve{taja Elektrodistribuje
Beograd za 2006. godinu [2]. Ovde je
bitno re}i da su u obra~un ovih veli~ina
u{li svi prekidi napajanja na NN
nadzemnim vodovima (kvarovi na
samim vodovima, lomovi stubova itd.),
Tabela I Podaci za nadzemnu niskonaponsku mre`u, iz Godi{njeg
izve{taja za 2006. o doga|ajima na mre`i EDB
uklju~uju}i i pregorevanje NV
osigura~a NN izvoda koji ih napajaju,
na NN tablama u TS 10/0,4 kV.
Tabela I prikazuje slede}e vrednosti:
λ – intenzitet kvara na nadzemnim
vodovima 1 kV u vi{egodi{njem
periodu
λg – gornja vrednost intenziteta kvara
na nadzemnim vodovima 1 kV
λ2006 – intenzitet kvarova na NN
nadzemnim vodovima, zabele`en u
2006.
Nkvar – broj kvarova registrovanih u
2006.
Lnadz.mr. – ukupna du`ina nadzemne NN
mre`e, bez ura~unatih ku}nih
priklju~aka
ttk – srednje vreme otklanjanja kvara
(od nastanka kvara do vra}anja dozvole
za rad)
D – ukupno o~ekivano godi{nje
trajanje prekida funkcije elemenata
izra`eno u minutima
Srednji intenzitet otkaza λ = 0,11
odnosi se na niskonaponske nadzemne
vodove prose~nog stanja. Me|utim, za
prora~une pouzdanosti treba usvojiti
ve}u vrednost λ, jer je navedena
vrednost dobijena na bazi podataka iz
ranijeg perioda, kao i zbog toga {to
tabelarna vrednost λ nije obuhvatila
kvarove na NN mre`i koji nisu
registrovani u dispe~erskim
dnevnicima, u periodu 1993-2005.
Vrednosti svih parametara koje su
kori{}ene pri prora~unima prikazane su
u tabeli II, poglavlje 5.
IV. Sekcionisanje NN mre`e kao
mera za smanjenje tro{kova
usled neisporu~ene elektri~ne
energije
U distributivnim sistemima krajnjim
potro{a~ima (kupcima) elektri~na
energija se isporu~uje uglavnom preko
distributivnih transformatora 10(20)/0,4
kV/kV, sa nekoliko izvoda na
niskonaponskoj (NN) strani. Ovi izvodi
se po pravilu {tite tzv. no`astim
osigura~ima na NN razvodnoj tabli u
TS 10(20)/0,4 kV/kV. U ve}ini
slu~ajeva, slede}i hijerarhijski nivo
za{tite nalazi se tek na kraju ku}nog
priklju~ka, odnosno u merno
[124]
razvodnom ormanu (MRO) sme{tenom
u/na objektu koji se napaja.
Ako u nekom ~voru NN nadzemne
mre`e postoje ogranci koji napajaju vi{e
pojedina~nih potro{a~a, ili je poseban
ogranak duga~ak, tada se na stubu sa
grananjem mogu postaviti dopunski
ure|aji za sekcionisanje mre`e,
odabrani prema kriterijumima
selektivnosti (slika 1). Ovi ure|aji se
nazivaju osigura~i-sklopka rastavlja~i. S
obzirom da je mesto njihove ugradnje
linija NN nadzemnog voda, mo`e se
koristiti i naziv linijski osigura~sklopka rastavlja~.
Ukoliko je nadzemni NN vod radijalan,
bez ogranaka, ili sa tako postavljenim
stalnim granicama napajanja da je
njegovo napajanje bez grananja (slika
2), sekcionisanje se mo`e izvr{iti po
du`ini izvoda. Podvarijanta
sekcionisanja je ona u kojoj se ure|aji
za sekcionisanje mre`e postavljaju i na
stalne granice napajanja.
U slu~aju kvara, npr. na sekciji 3 sa
slike 1, reagova}e osigura~-sklopka
rastavlja~ na po~etku te sekcije, i
isklju~i}e je i odvojiti od dela izvoda
koji nije pogo|en kvarom. Kupci
elektri~ne energije na ispravnom delu
voda ne}e ostati bez napajanja. Potreba
postavljanja ure|aja na stalne granice
napajanja postoji zbog slu~ajeva
kvarova na sekcijama 1 i 2 NN izvoda
sa slike 1. Tada je, naime, po
odre|ivanju mesta kvara, mogu}e
izvr{iti izolovanje mesta kvara,
otvaranjem ure|aja kojim je izvr{eno
sekcionisanje izvoda, i potom,
zatvaranjem ure|aja montiranih na
stalnim granicama napajanja,
uspostaviti rezervno napajanje sekcija i
ogranaka koji nisu zahva}eni kvarom.
Time se tako|e zna~ajno mo`e smanjiti
prose~no vreme u kome nema isporuke
elektri~ne energije, tj. smanjuje se broj
kupaca kod kojih je prisutno puno
vreme trajanja kvara.
V. Odre|ivanje optimalnog broja
ure|aja za sekcionisanje NN
mre`e
Osnovni zadatak sekcionisanja NN
mre`e je odre|ivanje optimalnog broja
osigura~a-sklopki-rastavlja~a u NN
nadzemnoj mre`i. Ovaj broj velikoj
energija
Slika 1 Prvi idealizovani slu~aj NN nadzemnog izvoda, sa sekcionisanjem i
izvo|enjem stalnih granica napajanja prema rezervnim
napajanjima izvoda i njegovih ogranaka pomo}u NN linijskih
osigura~a-sklopki-rastavlja~a
Slika 2 Drugi idealizovani slu~aj niskonaponskog nadzemnog izvoda, sa
sekcionisanjem i izvo|enjem stalne granice prema rezervnom
napajanju pomo}u NN linijskog osigura~a-sklopke-rastavlja~a
granice problema. S druge strane,
prevelik broj ure|aja vodi pove}anim
tro{kovima u pogledu investicija i
odr`avanja, tako da se na ovaj na~in
defini{e gornja granica problema. Samo
kvalitetno ura|ena analiza mo`e da
poka`e gde je optimum. Jedna ovakva
analiza ura|ena je na primeru tipi~nih
nadzemnih NN vodova na konzumnom
podru~ju „elektrodistribucije Beograd“
(EDB). Ulazni podaci za ovu analizu –
njihove referentne vrednosti i opseg
variranja za analizu osetljivosti – dati
su u tabeli II.
U tabeli II Pjdom predstavlja prose~nu
jednovremenu vr{nu snagu
doma}instva.
Na~in prora~una tro{kova nabavke,
ugradnje i eksploatacije ure|aja treba da
bude slede}i:
Za svaki od mogu}ih kvarova na mre`i
sa slika 1 i 2 ponaosob, u analizi se
vrednuju tro{kovi radova na ure|ajima,
kao i neisporu~ena elektri~na energija.
Tro{kove otklanjanja samoga kvara ne
treba uzimati u obzir, jer su invarijantni,
ali vreme trajanja kvara treba uve}ati za
vreme potrebno za manipulacije
ure|ajima, ako oni postoje. Svi ovi
tro{kovi se mno`e sa usvojenom
vredno{}u intenziteta kvarova i time
svode na godi{nji nivo. Skupa sa
tro{kovima redovnog periodi~nog
odr`avanja uredjaja, koji se tako|e
procenjuju i uprose~uju na godi{nji
nivo, ovi tro{kovi se svode na sada{nju
vrednost, za ceo eksploatacioni vek, na
uobi~ajeni na~in aktuelizacije [3].
Sa druge strane, potrebno je utvrditi i
zbirne investicione tro{kove nabavke i
ugradnje ovih ure|aja, tako da se
njihovim sabiranjem s eksploatacionim
tro{kovima svedenim na sada{nju
vrednost, dobijaju ukupni tro{kovi
ure|aja. Potom se tro{kovi dele brojem
ugra|enih ure|aja po izvodu, kako bi se
dobili jedini~ni tro{kovi po ure|aju.
Jedini~ni tro{kovi po jednom ure|aju
mno`e se potom ukupnim brojem
ure|aja koji bi se na mre`i imali,
ukoliko je ona 100 % sekcionisana.
Prora~un je, naravno, mogu} i u slu~aju
da nije cela mre`a sekcionisana.
U slu~aju EDB razmatrano je vi{e
varijanti, kombinovanjem dveju
osnovnih mogu}nosti sekcionisanja
mre`e, prikazanih na slikama 1 i 2 [4].
U svakom od tih slu~ajeva
pretpostavljalo se da je NN mre`a u
odre|enom procentu sekcionisana slabo
i podu`no, a u nekom drugom – jako i
po ograncima. Tada su ranije sra~unati
tro{kovi osnovnih varijanti mno`eni
odgovaraju}im ponderima i sabirani. Na
taj na~in su dobijeni ukupni tro{kovi
ovih, kombinovanih varijanti, kao i broj
potrebnih ure|aja za ugradnju. Na
Tabela II Referentne vrednosti i opsezi ulaznih parametara za prora~un i
analizu osetljivosti
meri zavisi od odobrene snage i zna~aja
potro{nje, kao i od konfiguracije mre`e.
Realna nadzemna NN mre`a, npr. na
podru~ju Beograda, ima oko 85 %
izvoda napojenih kao na slici 2, i oko
15 % izvoda s ograncima (slika 1),
uglavnom u ruralnom podru~ju.
Analiti~ki se mo`e pokazati da za
tipi~ne konfiguracije i optere}enja
mre`a, sada{nje nepostojanje ili
nedovoljan broj ovih ure|aja vodi ka
osetno lo{ijim pokazateljima kvaliteta
isporuke elektri~ne energije, koji kada
se kvantifikuju preko cene
neisporu~enog kWh, defini{u donje
[125]
energija
strane, sve je
ve}e oslanjanje
na nove
tehnologije, ~ije
pravilno
funkcionisanje u
velikoj meri
zavisi od
kvaliteta
isporu~ene
elektri~ne
energije.
Imaju}i u vidu da
je procenjeni
`ivotni vek
osigura~a-sklopki
rastavlja~a 20-25
godina, njihova
ugradnja se
isplati ukoliko je
rok otplate
investicije manji
ili jednak
Slika 4 Zavisnost roka otplate ugradnje osigura~asklopki rastavlja~a od cene neisporu~enog kWh; polovini tog
perioda, tj.
donja kriva – za odnos neisporu~enog i
isporu~enog kWh 10:1; gornja kriva – odnos 5:1 ekonomskom
veku ovih
ure|aja. To zna~i
da se, shodno
graficima sa slika
3i4
sekcionisanje NN
nadzemne mre`e
isplati ukoliko je
λ ≥ 0,16 i za
minimalnu
prose~nu cenu
isporu~enog kWh
od 0,1 € i odnos
cena
neisporu~enog i
isporu~enog kWh
od 10:1. Pri tome
se radijalno
napojeni NN
izvodi bez
grananja
treba
da
sekcioni{u
podu`no,
uobi~ajeni na~in [3] je za svaku
na
svojim
energetskim
sredinama,
a
varijantu odre|en i rok otplate (period
isplativosti) investicije. Pore|enjem svih, izvodi sa ogranicima i podu`no i po
ograncima. U slu~aju poveznih NN
realno izvodljivih, varijanti po roku
nadzemnih vodova izme|u TS 10/0,4
otplate investicije i po broju potrebnih
ure|aja, odre|ena je optimalna. Rezultati kV linijske osigura~e-sklopka
rastavlja~e treba montirati i na stalne
njene analize osetljivosti prikazani su na
granice napajanja na NN mre`i.
slede}a dva grafika.
Slika 3 Zavisnost roka otplate ugradnje osigura~asklopki rastavlja~a od intenziteta kvarova
Za prora~une izvr{ene u ovoj analizi
[4], usvojen je odnos cena
neisporu~enog i isporu~enog kWh 10:1,
tj. prose~na cena penala za
neisporu~enu elektri~nu energiju od
1 €/kWh. Kao uporedna, ura|ena je i
varijanta prora~una u kojoj je usvojena
referentna vrednost ovog odnosa 5:1
(odnosno za cenu neisporu~ene
elektri~ne energije uzeto je
50 c€/kWh).
VI. Zaklju~ak
Potrebe prose~nog doma}instva za
elektri~nom energijom rastu. Sa druge
VII. Literatura
[1] Chun-Lien Su, Jen-Ho Teng:
"Outage costs quantification for benefitcost analysis of distribution automation
systems", Science Direct, Electrical
Power and Energy Systems, 29 (2007),
pp. 767-774.
[2] Luka Radi}, Sava Beli}: "Godi{nji
izve{taj o doga|ajima na mre`i EDB za
2006. godinu", EDB, 2007.
[126]
[3] Ne{o Miju{kovi}: "Aktuelizacija
tro{kova u planiranju
elektrodistributivne mre`e", ~asopis
"Elektroprivreda", br. 7-9, 1992.
[4] N. Rajakovi}, V. [iljkut, D. Nikoli}:
"Optimizacija broja niskonaponskih
osigura~a - sklopki - rastavlja~a u
niskonaponskim nadzemnim mre`ama",
elaborat, Beograd, januar 2008.
energija
Goran \uki}
Elektrotehni~ki fakultet, Beograd
Goran Ivanovi}
Saturn Electric d.o.o., Beograd
UDC: 621.313.314 : 006
Idejno re{enje
rekonstrukcije sistema za
merenje, za{titu i
upravljanje velikog
industrijskog potro{a~a
1. Struktura sistema
Generalna {ema sistema potrebnih
merenja u okviru fabrike, kako bi se
stekli uslovi za koncentrisanje potrebnih
podataka na jednom centralnom mestu i
uslovi za upravljanje optere}enjem u
cilju smanjenja ukupnih tro{kova za
elektri~nu energiju, prikazana je na slici
1. U nastavku je dat kratak opis svih
elemenata sistema prikazanog na slici 1.
Slika 2 detaljnije prikazuje dva susedna
merna mesta, na kojima imamo SEL734 sa opti~kim interfejsom SEL-2812 i
njihovu vezu na
koncentrator–komunikacionu jedinicu
SEL-2032 koja prihvata merenja sa 13
mernih mesta i prosle|uje ih na
centralno mesto (bilo preko SEL-2890
ili preko SEL-2701 i Ethernet-a). Zna~i
sa 13 najbli`ih mernih mesta jedinice
SEL-734 bi bile vezane na jednu
jedinicu SEL-2032 i tako redom. Na
centralnom mestu se nalazi jedinica
SEL-3351 – ra~unarska platforma koja
}e preuzeti sve podatke sa svih SEL2032 komunikacionih jedinica i
proslediti ih SCADA sistemu u okviru
kojeg treba da funkcioni{e softver za
upravljanje optere}enjem.
1.1. Predlo`ena arhitektura sistema
SEL-2032 komunikacioni procesori
komuniciraju sa SEL-734 kvalimetrima
(ure|aji koji sa potrebnom ta~no{}u
registruju kvantitet i kvalitet elektri~ne
energije) koriste}i binarni protokol
(interleaved fast message) i standardni
ASCII protokol. Ovo omogu}ava jednoj
serijskoj vezi da pru`a podatke u
realnom vremenu, kao i in`enjerski
pristup i skupljanje izve{taja o
doga|ajima. SEL-2812MT opti~ki
primopredajnik je instaliran na SEL2032 da omogu}i serijsku komunikaciju
putem IRIG-B signala. SEL-2812MR je
instaliran na svakom SEL-734
Rezime
Savremeni koncept elektroenergetskog sistema ali i potro{a~a elektri~ne energije,
u prvom redu velikih industrijskih potro{a~a, podrazumeva, izme|u ostalog, i
kontinuiran nadzor ne samo kvantiteta (kako je to uglavnom bio slu~aj do sada)
ve} u jednakoj meri i kvaliteta elektri~ne energije u svim ta~kama primopredaje
(kupoprodaje) elektri~ne energije.
U radu je prezentovano jedno savremeno re{enje sistema za nadzor kvaliteta
elektri~ne energije u okviru jednog realnog industrijskog srednjenaponskog
razvodnog postrojenja, konkretno industrijskog kompleksa glinice Bira~. Osim
osnovne strukture jednog ovakvog sistema definisani su i uobi~ajeni setovi mernih
podataka, na~ini prezentacije/prikazivanja rezultata merenja, tehni~ki zahtevi koji
se postavljaju pred svako merno mesto, povezivanje pojedina~nih mernih mesta u
jedinstven integrisani merni sistem (sa zahtevanim performansama
komunikacionog podsistema), kao i interakcija ovog mernog sistema sa drugim
sekundarnim podsistemima u okviru jednog ovako velikog industrijskog potro{a~a.
Pri tome su razmotrene dve varijante re{enja: jedna koja predstavlja samo nadzor
nad kvantitetom i kvalitetom elektri~ne energije i druga koja osim kvaliteta
elektri~ne energije pretpostavlja istovremeno i re{avanje funkcija za{tite i
upravljanja na onim pozicijama gde je to zahtevano. Izlo`eno idejno re{enje je
bazirano na proizvodnom programu renomirane Ameri~ke kompanije iz oblasti
merenja, za{tite i upravljanja, kompanije SEL.
Klju~ne re~i: SCADA nadzor, potro{nja elektri~ne energije, kvalitet elektri~ne
energije, kvalimetri, komunikacioni podsistem, softver za prikaz i analizu
parametara potro{nje i kvaliteta elektri~ne energije.
kvalimetru da kompletira serijski link i
prima sinhronizacione IRIG signale.
Dve staze koje su predvi|ene da se
koriste van SEL-2032 komunikacionog
procesora su za prikupljanje podataka u
realnom vremenu i in`enjerski pristup.
Serijska veza izme|u SEL-2032 i PC
servera pru`a HMI-ju podatke u
realnom vremenu koriste}i SEL binarni
protokol ka Trafficwerks SELIO
drajveru na PC-ju. SEL-2701 Ethernet
procesor omogu}ava in`enjerski pristup
putem ASCII protokola i pristup za
automatsko prikupljanje izve{taja o
doga|ajima kori{}enjem SEL-5040
System Report Manager softvera.
SEL-3351 je ra~unarska platforma koja
}e komunicirati ka SEL-2032
komunikacionim procesorima
[127]
kori{}enjem DNP3.0 protokola putem
SEL-2701 Ethernet procesora. SEL3351 }e potom u~initi podatke
dostupnim postoje}oj SCADA-i putem
Modbus protokola.
1.2. Opcioni sinhrofazorski sistem
Dodaju}i SEL-734 kvalimetrima
sinhrofazorski softver mo`e se
omogu}iti korisniku da nadgleda mre`u
{irom fabrike i aktivno odgovara na
razvoj nestabilnosti sistema. Ovo
tako|e mo`e omogu}iti, na primer,
industrijskoj elektrani (energani)
ukoliko ista postoji u sistemu, da krene
od situacije totalnog isklju~enja,
sinhronizuje se na mre`u i uspe{no se
vrati u sistem.
energija
Slika 1 Principijelna {ema sistema za nadzor i upravljanje potro{njom (kvantitetom i kvalitetom) elektri~ne
energije velikog industrijskog potro{a~a
Slika 2
Detaljan prikaz pojedina~nog mernog mesta sa opti~kim
podsistemom i priklju~ak ovakvog mesta na komunikacioni
procesor
Ova funkcija se posti`e kori{}enjem
SEL-5077 Synchrowave servera i SEL5078 Synchrowave Client Console
aplikacije koja radi na ra~unaru u
razvodnom postrojenju. Sinhrofazorski
podaci se koncentri{u u SEL-3306
sinhrofazorski procesor koji je u tom
slu~aju povezan na ra~unar u
razvodnom postrojenju.
1.3. HMI (~ovek-ma{ina interfejs)
dizajn
1.3.1. Skupljanje podataka i formiranje
istorije podataka
Idejnim re{enjem je predvi|eno da se
slede}e veli~ine prosle|uju ka HMI-ju
od strane SEL kvalimetara i SEL-2032
komunikacionih procesora, gde je to
mogu}e:
z fazni naponi (min, max, ave);
z linijski naponi (min, max, ave);
z struje (min, max, ave);
z aktivna snaga (trofazno i po fazi);
z reaktivna snaga (trofazno i po fazi);
z prividna snaga (trofazno i po fazi);
z dnevna energija;
z apsolutna energija;
z frekvencija;
z faktor snage (trofazno i po fazi);
z maksimalna aktivna snaga (trofazno),
vremenski ozna~ena;
[128]
energija
Slika 3 Principijelna {ema sistema za za{titu i nadzor i upravljanje potro{njom (kvantitetom i kvalitetom)
elektri~ne energije velikog industrijskog potro{a~a-alternativna varijanta
minimalna aktivna snaga (trofazno),
vremenski ozna~ena;
z maksimalna reaktivna snaga
(trofazno), vremenski ozna~ena;
z minimalna reaktivna snaga (trofazno),
vremenski ozna~ena;
z energija po smeni;
z dnevna energija;
z strujni THD i sadr`aj vi{ih strujnih
harmonika;
z naponski THD i sadr`aj vi{ih
naponskih harmonika;
z alarm otkaza kvalimetra/releja za
svaki SEL ure|aj (ako je on povezan
sa SEL-2032);
z status prekida~a (52A) po prekida~u
(otvoren/zatvoren).
Dodatne statusne i analogne informacije
mogu se obezbediti na zahtev korisnika,
odnosno predlo`eni sistem je fleksibilan
sa aspekta budu}ih zahteva krajnjeg
korisnika.
z
Slika 4 Detaljan prikaz pojedina~nog mernog (za{titnog) mesta sa
opti~kim podsistemom i priklju~ak ovakvog mesta na
komunikacioni processor-alternativna varijanta
1.3.2. Prikazi
Slede}i prikazi bili bi obezbe|eni u
SCADA (Wonderware) HMI-ju:
z kompletna jednopolna {ema;
z jednopolna {ema po jednom sistemu
sabirnica;
z detalji za prekida~:
[129]
energija
prikazani podaci uklju~uju:
napone, struje, strujni THD, naponski
THD, P, Q, kWh, kvarh, faktor snage,
frekvencija;
z detalji za motor (kao najva`niji
potro{a~ predmetnog potro{a~a);
z pregled alarma;
z komunikacije;
z pregled logovanja i tendencija,
odnosno trendova;
z pregled smena:
- prikazani podaci uklju~uju:
maksimume, minimume i srednje
vrednosti za izabrane veli~ine po
smeni.
-
1.3.3. Bezbednost
Mogu se obezbediti ~etiri nivoa
sigurnosti u SCADA (Wonderware)
HMI konfiguraciji, i to:
z Bez – prikaz jednopolne {eme, svi
navigacioni tasteri onemogu}eni, svi
kontrolni tasteri onemogu}eni;
z Samoo~itavanje – navigacioni tasteri
omogu}eni, svi kontrolni tasteri
onemogu}eni;
z Kontrola – navigacioni tasteri
omogu}eni, kontrolni tasteri
omogu}eni;
z Administrator – isto kao i kontrola sa
dodatnim mogu}nostima za
dodavanje i uklanjanje korisnika,
menjanje lozinki i modifikovanje
bezbednosnih nivoa.
Na osnovu zahteva krajnjeg korisnika
mogu se konfigurisati individualna
korisni~ka imena i lozinke unutar
svakog od gornjih sigurnosnih nivoa.
SCADA (Wonderware) HMI softver
podr`ava kori{}enje mnogih
bezbednosnih nivoa. Drugi sigurnosni
nivoi mogu se dodati na zahtev krajnjeg
korisnika.
1.3.4. In`enjerski pristup
Idejno re{enje predvi|a dizajn koji }e
omogu}iti simultano «prozivanje»
povezanih SEL releja i SEL
komunikacionih procesora i
prikupljanje SCADA i HMI podataka.
2. Alternativna varijanta idejnog
re{enja
Alternativna varijanta idejnog re{enja je
predlog koji je u stvari modifikacija
re{enja definisanog u poglavlju 1.
Modifikacija se sastoji u slede}em:
po{to se predvi|a realizacija merenja na
svim zna~ajnijim potro{a~ima, to su
uglavnom mesta na kojima se ve}
nalaze releji za za{titu na ovim
potro{a~ima (npr. svi zna~ajniji
asinhroni motori ve}ih snaga koji su na
6kV naponskom nivou), na takvim
mestima bi onda bili primenjeni ure|aji
SEL-701 koji su u stvari
multifunkcionalni za{titno-merni
terminali koji bi obezbedili u ve}
postoje}im uslovima:
¾ kompletnu integrisanu
mikroprocesorsku za{titu asinhronih
motora uklju~uju}i i za{titu baziranu
na analognim RTD ulazima
(podvarijanta ovog re{enja je da
postoje}e mehani~ke za{tite ostanu u
pogonu, jer bi se time dobio dupliran
sistem za{tite najva`nijih asinhronih
motora {to je dobro sa aspekta
pouzdanosti);
¾ kompletna merenja elektri~nih
veli~ina sa pozicija gde su instalirani
visokonaponski asinhroni motori
(kako je to prethodno definisano)
koja su potrebna za realizaciju
predvi|enog sistema za upravljanje
optere}enjem.
Na ovaj na~in bi se jednim potezom i
mnogo ekonomi~nije (jeftinije), kao
prvo, realizovala merenja u smislu
upravljanja optere}enjem i istovremeno
uveo savremeni sistem
mikroprocesorske za{tite ({to bi se
sigurno moralo raditi u nekoj skorijoj
budu}nosti imaju}i u vidu pre svega
vreme koje su releji ve} u pogonu u
okviru postoje}eg elektromehani~kog
sistema za{tite). Zna~i, bolje je
odjednom sada re{iti i merenje i za{titu
nego u ovom trenutku odvojeno
realizovati samo merenje (u smislu
re{enja ilustrovanih slikama 1 i 2), a u
skorijoj budu}nosti odvojeno realizovati
za{titu (na istim pozicijama).
Istovremeno realizovanje i merenja i
za{tite (re{enja ilustrovana slikama 3 i
4) u ovom trenutku je mnogo jeftinije
od odvojene realizacije merenja i za{tite
(duplo manje hardvera) i zahteva duplo
jednostavniji i jeftiniji sitem
komunikacije.
Ukoliko su za merna mesta predvi|eni
celi izvodi 6kV i 10kV onda bi u
transfornatorskim ili izvodnim }elijama
bili sme{teni, umesto releja SEL-701,
releji SEL-351 (SEL-351A) koji bi
imali sve merne funkcije kao i SEL701, odnosno SEL-734, ali bi im
za{titne funkcije bile adekvatne za
navedene pozicije.
Sistem prikazan na slikama 1 i 2, koji
bi bio modifikovan ovim alternativnim
predlogom je prikazan na slikama 3 i 4.
Na onim mestima gde nema potrebe za
mikroprocesorskom za{titom (koja bi
bila i za{tita i merni sistem
istovremeno), a gde postoje uslovi za
priklju~ak mernog seta SEL-734, ostao
bi da postoji SEL-734 (kao {to se na
slikama 3 i 4 i vidi, zna~i jedan deo
mernih mesta bi bio opremljen sa
ure|ajima SEL-701 ili SEL-351, a drugi
deo bi bio sa SEL-734).
Zaklju~ak
U radu su prikazane dve mogu}e
konfiguracije sistema za upravljanje
[130]
potro{njom elektri~ne energije velikih
industrijskih potro{a~a. Prva struktura
je primarno bazirana na ure|ajima za
registrovanje kvantiteta i kvaliteta
elektri~ne energije i koji su u
jedinstveni SCADA sistem integrisani
preko adekvatnih komunikacionih
jedinica. Alternativna struktura
analiziranog sistema pored kvalimetara
koji bi pokrivali nadzor nad potro{njom
elektri~ne energije na jednom broju
izvoda podrazumeva i upotrebu
multifunkcionalnih ure|aja za merenje,
za{titu i upravljanje (pre svega na onim
izvodima na kojima kao potro{a~e
imamo srednjenaponske asinhrone
motore velikih snaga-koji su ~esto i
glavni potro{a~i elektri~ne energije u
okviru velikih industrijskih kompleksa).
Tako|e, za obe prikazane strukture dat
je i detaljan prikaz pojedina~nih mernih
mesta sa posebnim naglaskom na
vremensku sinhronizaciju kao bitan
preduslov za upravljanje potro{njom
elektri~ne energije kod velikih
industrijskih potro{a~a.
Literatura
1. G. \uki}, Idejno re{enje
integrisanog sistema merenja, za{tite i
upravljanja industrijskog kompleksa
"Glinica" Bira~, jun, 2005.
2. www.selinc.com
energija
Goran \uki}
Elektrotehni~ki fakultet, Beograd
Marko Gostovi}
Saturn Electric d.o.o., Beograd
UDC: 621.311.1 : 621.316.79.004
Primena i implementacija
komunikacionog standarda
IEC 61850 za upravljanje
transformatorskim stanicama
Rezime
Upotreba numeri~ke tehnologije u polju za{tite i automatizacije dala je multifunkcionalnim (za{tita, upravljanje, merenje)
ure|ajima mogu}nost serijske komunikacije. Uvo|enje serijske komunikacije pre vi{e godina rezultovalo je upotrebom
patentiranih protokola za komunikaciju izme|u upravlja~kih i za{titnih inteligentnih elektronskh ure|aja (IED-Intelligent
Electronic Devices) instaliranih u transformatorskim stanicama.
Naravno, neki IEC standardi su publikovani: jedan od va`nijih je standardizovao komunikaciju izme|u transformatorske
stanice i udaljenog upravlja~kog centra (IEC 60870-5-101/104, [1], [2]), dok je drugi definisao protokol za komunikaciju sa
za{titnom opremom (IEC 60870-5-103, [3]). Prva dva standarda su dobro prihva}eni, ali IEC 60870-5-103 je posebno pokazao
ograni~ene domete svog dizajna: dizajniran je kao master-slejv protokol ograni~en na neke za{titne funkcije i relativno mali
broj standardizovano ozna~enih podataka. Korisnici zahtevaju otvoren protokol za sve funkcije kao {to su za{tita, merenje,
upravljanje i nadgledanje, bar unutar transformatorske stanice, [11]. Otvoren zna~i mogu}nost pro{irenja bez obzira na
proizvo|a~a koji je isporu~io prethodni deo opreme u transformatorskoj stanici. Ovo tako|e zna~i da bi oprema jednog
proizvo|a~a trebala jednostavno da se integri{e u sistem drugog. Stoga zahtevani standard treba da:
z re{i sve komunikacione probleme unutar transformatorske stanice;
z omogu}i interoperabilnost izme|u postoje}ih funkcija u transformatorskoj stanici (kao preliminarni uslov za mogu}nost
zamene postoje}e opreme opremom drugih proizvo|a~a);
z podr`i sve tipove kori{}enih arhitektura, npr. centralizovane sli~ne RTU i decentralizovane koje se koriste u potpuno
razvijenim sistemima automatizacije transformatorske stanice;
z bude spreman za budu}nost, tj. da ima mogu}nost da se uspe{no izbori sa brzim razvojem u komunikacionoj tehnologiji u
sporo evoluiraju}em domenu primene u elektroenergetskim sistemima.
Ovo su veoma ambiciozni ciljevi jer sva potrebna funkcionalnost u transformatorskoj stanici mora biti ispitana sa naglaskom
na njeno komunikaciono pona{anje i zahteve koje postavlja. Rezultuju}i standard IEC 61850 [4] je sada finalizovan (u
najve}oj meri) i grupa korisnika, korektora standarda i radna grupa IEC ~lanova prikuplja iskustvo kori{}enja standarda,
identifikuju}i ta~ke gde su potrebna poja{njenja i podru~ja gde su zahtevana pro{irenja. Rezultat }e biti kratkoro~ne izmene
amandmanskog tipa i dugoro~ne revizije. Izazov je u obimnom opsegu funkcionalnih aspekata koje standard pokriva kao i
komunikacionih aspekata, in`enjerskih aspekata i testova prilago|enosti. Za sisteme automatizacije unutar transformatorske
stanice, prvi projekti se trenutno realizuju i prva iskustva }e uskoro biti dostupna.
Uzimaju}i u obzir sve razli~ite aktivnosti vezane za za{titu i upravljanje unutar transformatorske stanice, veoma je va`no
ustanoviti jasno razumevanje kako su problemi re{avani dosad i kako bi trebali biti re{avani kori{}enjem punog kapaciteta
standarda. Cilj ovog rada je da olak{a razumevanje i da objasni kako standard mo`e biti jednostavno iskori{}en uz sve
dostupne prednosti. Stoga je izabran etapni funkcionalno orijentisan pristup koji pokriva:
z Primenu za SCADA aplikacije u transformatorskim stanicama;
z Primenu za razmenu vremenski kriti~nih informacija;
z Primenu za povezivanje primarnog procesa;
z Primenu za dizajn automatizacije transformatorske stanice;
z Primenu za projektovanje, ispitivanje i pu{tanje u rad;
z Primenu za odr`avanje i pro{irenje.
Kona~no, u ~lanku je dat pregled budu}eg rada baziranog na standardu IEC 61850 koji bi trebao da dovede do potpuno
otvorene komunikacione arhitekture unutar postrojenja.
Klju~ne re~i: standard IEC 61850, za{tita, upravljanje, transformatorska stanica, projektovanje, ispitivanje, pu{tanje opreme u
pogon, odr`avanje opreme.
[131]
energija
1. Kori{}enje standarda IEC
61850 za primene u SCADA
aplikacijama u
transformatorskim stanicama
1.1. Zadaci
Upravljanje nadgledanjem i
prikupljanje podataka (SCADA) je
jedan od osnovnih zadataka sistema
automatizacije transformatorske stanice.
Ovo podrazumeva:
z lokalno i daljinsko funkcionisanje
rasklopne i druge visokonaponske
opreme;
z prikupljanje podataka o rasklopnoj
opremi i izmerenim veli~inama
elektroenergetskog sistema;
z rukovanje doga|ajima i alarmima.
Primena SCADA podsistema je
povezana sa ljudskim upravljanjem
mre`om i vr{i je lokalni ili udaljeni
operater. Komunikacija podacima za
ovu primenu je upravljana vertikalno, tj.
sa vi{eg hijerarhijskog nivoa ka ni`em
(komande bilo koje vrste sa mesta
operatera) ili povratno (binarne
indikacije poput pozicija prekida~a ili
rastavlja~a, izmerene veli~ine sa mernih
transformatora i drugih senzora,
doga|aji, alarmi) kao {to se mo`e videti
na slici 1. Ona omogu}ava da se
elektroenergetskim sistemom nadgleda i
njime upravlja.
1.2. Model
Za ovaj vertikalan odnos, IEC 61850
koristi koncept klijent–server, [5].
Server je proces ili IED na nivou polja,
i daje sve podatke klijentu u stanici ili
bilo kom udaljenom nivou. Podaci se
daju na zahtev od strane servera ili
automatski putem izve{taja servera u
slu~aju da su ispunjeni odre|eni uslovi.
Klijent je uglavnom ra~unar koji
predstavlja radno mesto operatera.
Klijent mo`e da {alje komande serveru
za izmenu podataka u serveru u svrhu:
z izdavanja komandi za rad rasklopne
opreme;
z modifikovanja pona{anja servera kroz
izmenu unutra{njih podataka (npr.
promena setova parametara,
analognih ta~aka pode{avanja,
omogu}avanje ili isklju~ivanje
funkcija).
U komunikaciji klijent–server, klijent
kontroli{e protok podataka. Stoga,
klijent–server komunikacija je vrlo
fleksibilna u smislu podataka koji treba
da se prenesu. U pore|enju sa
master–slejv sistemom, klijent–server
koncept dozvoljava implementaciju
vi{estrukih klijenata u istom sistemu,
slika 1, npr. i gejtvej i HMI su klijenti).
Klijent–server komunikacija po~iva na
potpunom sedmoslojnom steku
kori{}enjem potvr|enih prenosnih
slojeva i kao takva je veoma pouzdana,
ali vremenski relativno zahtevna. Zato,
klijent–server komunikacija nije
pogodna za vremenski kriti~an prenos
podataka, ali je vrlo pogodna za
komunikaciju sa operaterom imaju}u u
vidu vreme odziva reda veli~ine 1s.
IEC 61850 ne samo da specifikuje
metod prenosa podataka ve} tako|e
defini{e i serverske podatke koji se
procesuiraju. U tu svrhu, IEC 61850
koristi objektno orijentisani pristup sa
logi~kim nodovima (LN) kao osnovnim
objektima, [5], [7]. Logi~ki nod je
funkcionalno grupisanje podataka i
predstavlja najmanju funkciju koja
mo`e biti nezavisno primenjena u
ure|ajima. Primeri su svi podaci o
prekida~u sadr`ani u logi~kom nodu
XCBR ili svi podaci o vremenski
definisanoj prekostrujnoj za{titi
sadr`ani u logi~kom nodu PTOC. Na taj
na~in in`enjer pogona ili relejne za{tite
lako mo`e da identifikuje objekte koje
poznaje iz svog svakodnevnog rada.
Slika 1 Vertikalna komunikacija u sistemu automatizacije
transformatorske stanice sa o`i~enim procesnim interfejsom
[132]
Kao {to je nagla{eno na slici 2, svi
logi~ki nodovi imaju podatke, a podaci
sadr`e atribute. Npr. LN klase XCBR
(Q0_XCBR) ima podatak nazvan pos,
sa jednim od atributa stVal, koji
indicira poziciju (vrednosti u skladu sa
standardnom dvostrukom indikacijom:
isklju~eno, uklju~eno, me|ustanje, lo{e
stanje) i drugim atributom ctlVal za
komande uklju~enja i isklju~enja
(vrednosti: uklju~eno, isklju~eno).
Logi~ki nodovi, podaci i atributi
uklju~uju}i imena i semanti~ke
interpretacije su definisani standardom.
Logi~ki nodovi su grupisani u logi~ke
ure|aje. Primer: logi~ki ure|aj
Tampa_Protection za naprednu
distantnu za{titu sa dve zone koristi
jedan logi~ki nod PDIS po zoni (PDIS1
i PDIS2 na slici 2). Uklju~ivanjem ili
isklju~ivanjem logi~kog ure|aja,
mogu}e je uklju~iti ili isklju~iti
sadr`anu grupu logi~kih nodova.
Logi~ki ure|aji su implementirani u
konkretnim ure|ajima (IED). Postoji
potreba ne samo za informacijama o
logi~kim nodovima i logi~kim
ure|ajima ve} tako|e i o IED, poput
statusa napajanja na primer. Ova
informacija je modelovana u logi~kom
nodu LPHD koji mora biti dat u
svakom logi~kom ure|aju, slika 2.
Va`an aspekt modelovanja podataka je
nedvosmislena identifikacija istih.
Prema IEC 61850, ime se kreira
spajanjem individualnih elemenata
hijerarhijskog modela podataka: logi~ki
ure|aj, instanca logi~kog noda, podatak
i atribut podatka. Primer za status
prekida~a Q0 u polju Tampa:
Tampa_Control/Q0_XCBR.pos.stVal,
slika 2.
Da bi se pristupilo podacima, nekoliko
servisa je standardizovano kao deo
klijent-server koncepta. Pored osnovnih
servisa u svrhu pristupa modelu
podataka (individualno ~itanje ili
upisivanje podataka), definisani su i
kompleksniji servisi. Na primer, za
SCADA primenu, prenos podataka
aktiviran odre|enim doga|ajem je od
velike va`nosti. U IEC 61850, servis
izve{tavanja je definisan u tu svrhu.
Ovaj servis ne pristupa pojedina~nim
podacima ve} grupi podataka nazvanoj
dataset. Detalji o prenosu koji se
aktivira doga|ajima su definisani u
konfiguracionom bloku izve{taja.
Doga|aj koji aktivira prenos mo`e biti
promena binarne vrednosti, probijanje
predefinisane granice alarma ili istek
vremena ciklusa. Na osnovu
konfiguracionog bloka izve{taja i grupe
podataka na koju se odnosi, izve{taji se
{alju klijentu. Mogu se kreirati liste
doga|aja, uklju~uju}i vremensko
ozna~avanje doga|aja kao dela grupe
podataka. U tu svrhu IED se obi~no
sinhronizuje sa ta~no{}u reda 1ms.
energija
Slika 2 ijerarhijsko modelovanje i imenovanje podataka
1.3. Primene
Tipi~na primena SCADA-e je kreiranje
listi alarma i doga|aja. Danas, sadr`aj
listi alarma i doga|aja je specifikovan
putem liste signala. Sa IEC 61850,
grupe podataka kori{}ene zajedno sa
servisom izve{tavanja mogu se koristiti
u tu svrhu. Na primer,
elektrodistributivna kompanija mo`e
dati specifikaciju grupe podataka po
pojedina~nom IED-u koja }e sadr`ati
sve podatke za listu alarma.
NCC (National Control Center) gejtvej
omogu}ava interfejs od NCC ka
transformatorskoj stanici. On ima dva
osnovna zadatka:
z konverziju protokola i podataka;
z prikupljanje podataka.
Za prikupljanje podataka, NCC gejtvej
je klijent u sistemu automatizacije
transformatorske stanice baziranom na
IEC 61850. Podaci se obi~no
prikupljaju kori{}enjem modela
izve{tavanja. Grupa podataka kori{}ena
u tom slu~aju odgovara tradicionalnoj
listi signala koja opisuje informacije
koje treba preneti iz transformatorske
stanice u NCC.
2. Kori{}enje standarda IEC
61850 za vremenski kriti~nu
razmenu podataka
transformatorske stanice, koje zahtevaju
vremenski kriti~nu razmenu binarnih
podataka izme|u funkcija lociranih
unutar istih ili razli~itih polja. Primeri
za ovo su:
z razmena podataka izme|u za{tite
voda i reklozera;
z razmena podataka izme|u polja zbog
otkaza prekida~a i za{tite sabirnica;
z razmena podataka izme|u polja zbog
blokiranja.
Ove funkcije obi~no ne koriste ljudsku
interakciju i vremenski su kriti~ne iz
razloga bezbednosti. Maksimalno
prihvatljivo ka{njenje komunikacije je
reda nekoliko milisekundi, [7].
Ukoliko su funkcije koje razmenjuju
informacije locirane u razli~itim IED,
razmena informacija se mo`e vr{iti
putem bakarne veze, kontakata i
pomo}nih releja ili putem serijske
komunikacije. Ova razmena informacija
je horizontalna komunikacija izme|u
ure|aja na istom hijerarhijskom nivou,
slika 3.
Teorijski, razmena informacija mogla bi
se odvijati kori{}enjem komunikacije
klijent-server. Ipak, komunikacija
klijent-server koristi sedmostepeni stek
i zato je vremenski relativno zahtevna.
Odgovaraju}i kori{}eni komunikacioni
koncept je komunikacija
„izdava~“–„pretplatnik“. Izdava~
distribuira informacije preko
komunikacione mre`e; pretplatnik mo`e
primati informacije u skladu sa svojim
potrebama. U IEC 61850 standardu,
komunikacija izdava~-pretplatnik ne
koristi servise za potvr|ivanje i stoga se
vr{i preko redukovanog
komunikacionog steka {to rezultuje vrlo
kratkim vremenom prenosa.
2.1. Zadatak
2.2. Model
Postoji nekoliko automatizovanih
funkcija u sistemu automatizacije
Koncept logi~kih nodova je
predstavljen u delu 1.2. Na primer, u
razmenu podataka izme|u za{titne
funkcije i funkcije otkaza prekida~a su
uklju~eni slede}i logi~ki nodovi:
PTRC (Protection Trip Conditioning)
koji predstavlja logiku u za{titnom
ure|aju koja kreira binarne izlaze (izlaz
starta i reagovanja, npr. za{titnog
ure|aja voda);
RBRF koji predstavlja funkciju koja se
odnosi na za{titu od otkaza prekida~a.
Razmena informacija izme|u logi~kih
nodova je tako|e modelovana kao
podaci. Podaci su deo logi~kog noda
koji je izvor razmene informacija. Npr.
logi~ki nod PTRC ima podatak Tr sa
atributom general koji predstavlja izlaz
reagovanja za{titnog ure|aja za op{te
reagovanje. Taj signal se ne koristi
samo za rad prekida~a, ve} i za
aktiviranje npr. funkcije za{tite od
otkaza prekida~a, slika 4 i slika 5.
Slika 3 Horizontalna komunikacija u sistemu automatizacije
transformatorske stanice sa o`i~enim procesnim interfejsom
[133]
energija
Slika 4 Veza izme|u distantne za{tite i funkcija reklozera
Za razmenu ovog tipa (binarnih)
informacija preko serijske
komunikacije, IEC 61850 uvodi
poseban servis za razmenu informacija
nazvan GOOSE (Generic Object
Oriented Substation Event) baziran na
konceptu izdava~-pretplatnik. Sadr`aj
GOOSE poruke je definisan grupom
podataka (sli~no kao za model
izve{tavanja opisan prethodno).
GOOSE poruka se {alje kao vi{estruka
poruka preko komunikacione mre`e.
Ovo zna~i da razli~iti ure|aji mogu
primati potrebne informacije iz poruke.
Komunikacioni servis se ne potv|uje;
umesto toga, informacija se ponavlja
nekoliko puta.
U primeru funkcije za{tite od otkaza
prekida~a, GOOSE poruka se
konfiguri{e u za{titnom ure|aju koji
sadr`i bar atribut podatka
PTRC.Tr.general. ^im
PTRC.Tr.general promeni svoju
vrednost u TRUE, GOOSE poruka se
{alje. Ure|aj koji vr{i funkciju za{tite
od otkaza prekida~a prima ovu poruku i
detektuje da je PTRC.Tr.general
promenio vrednost u TRUE. Druga
GOOSE poruka se {alje kada se
vrednost vrati na FALSE.
2.3. Primene
U principu postoje dve vrste primena, u
zavisnosti od toga da li je razmena
informacija izme|u ure|aja unutar polja
ili izme|u ure|aja u razli~itim poljima.
Razmena informacija unutar polja:
tipi~an primer je razmena informacija
Slika 5 Za{tita od otkaza prekida~a u primeni sa dvostrukim sabirnicama
izme|u logi~kog ure|aja „distantna
za{tita“ koji sadr`i instance LN PDIS
po zoni i LN PTRC i logi~kog ure|aja
„reklozer“ koji sadr`i LN RREC, u
slu~aju kada su obe funkcije instalirane
u odvojenim ure|ajima, slika 5.
LD „distantna za{tita“ {alje informaciju
ka LD „reklozer“: po~etni elementi u
LN PTRC (PTRC.Str) i isklju~enje u
LN PTRC (PTRC.Op). Na osnovu ovih
informacija i u zavisnosti od pode{enja
(jednopolni ili tropolni reklozer;
RREC.TrMod) funkcija reklozera
predstavljena sa RREC }e poslati
informaciju (RREC.TrBeh) ka LD
„distantna za{tita“ da bi omogu}ila
o~ekivano reagovanje (jednofazni ili
trofazni PTRC.Tr) prekida~a.
Komanda isklju~enja se prekida~u daje
putem funkcije reklozera (RREC.Op).
Razmena informacija izme|u polja:
razmena informacija izme|u za{titnog
ure|aja i za{tite od otkaza prekida~a
kori{}ena za pokretanje te za{titne
funkcije je ve} kori{}ena kao primer za
obja{njenje modela u delu 2.2. U
slu~aju da prekida~ o kome je re~ ne
odradi, funkcija za za{titu od otkaza
prekida~a mo`e da ponovo reaguje
(RBRF:OpIn) i ukoliko uspeh
izostane, po{alje komandu isklju~enja
svim okolnim prekida~ima. Ovo je
modelovano podatkom RBRF1.OpEx.
Na slici 5 je prikazano modelovanje
funkcije za{tite od otkaza prekida~a u
primeni sa dvostrukim sabirnicama.
Za{tita od otkaza prekida~a se aktivira
indikacijom od strane LD „za{tita
polja“ (PTRC.Op). Kriterijum za
za{titu od otkaza prekida~a je obi~no
struja (RBRF1.FailMod = struja) sa
pode{avanjem RBRF1.DetValA. Kao
prvi korak funkcija za{tite od otkaza
prekida~a }e izdati naredbu ponovnog
isklju~enja prekida~u (RBRF.OpIn)
nakon odre|ene zadr{ke
(RBRF1.SPITrTmms za jednopolno
isklju~enje; RBRF1.TPITrTmms za
tropolno isklju~enje). Ukoliko prekida~
ne otvori kontakte pre isteka
jednosekundne zadr{ke
(RBRF1.FailTmms), funkcija za{tite
od otkaza prekida~a }e aktivirati
spolja{nje isklju~enje (RBRF1.OpEx).
Ovo spolja{nje isklju~enje se prosle|uje
shodno prikazu sabirnica okolnim
prekida~ima. U dosada{njoj praksi ovo
je primenjivano putem dva pomo}na
releja dok se u IEC 61850 u tu svrhu
koriste dve instance LN PTRC.
GOOSE poruka koja sadr`i podatke
PTRC1.Op i PTRC2.Op se distribuira
svim drugim poljima.
3. Kori{}enje standardaIEC
61850 za povezivanje procesa
3.1. Zadatak
Povezivanje procesa omogu}ava
razmenu podataka izme|u sistema
[134]
energija
automatizacije transformatorske stanice
i visokonaponske opreme:
z naponski i strujni talasni oblici;
z pozicije opreme i drugi statusi;
z isklju~enje, uklju~enje i druge
kontrole.
Razmena informacija mo`e se vr{iti
kori{}enjem bakarnog o`i~enja (npr.
sekundarne nominalne vrednosti za
100V/5A za naponske i strujne talasne
oblike) ili kori{}enjem serijske
komunikacije, slika 6.
Za razmenu naponskih i strujnih
talasnih oblika kori{}enjem
standardizovane serijske komunikacije,
IEC 61850 defini{e servise za prenos
semplovanih vrednosti. Razmena svih
drugih informacija je ili putem koncepta
klijent-server kao {to je opisano u delu
za SCADA primenu ili putem GOOSE
poruka kao {to je opisano u delu za
vremenski kriti~ne komunikacije, kao
npr. prenos signala isklju~enja od
za{titnog releja do prekida~a.
3.2. Model
Koncept logi~kih nodova kao
funkcionalnog grupisanja informacija je
predstavljen u delu 1.2. Postoji grupa
logi~kih nodova koja predstavlja model
podataka visokonaponske opreme
poput:
z XCBR koji predstavlja prekida~;
z XSWI koji predstavlja bilo koju
drugu rasklopnu opremu;
z TCTR koji predstavlja jednofazni
strujni transformator;
z TVTR koji predstavlja jednofazni
naponski transformator.
Logi~ki nodovi XCBR i XSWI
uklju~uju podatak Pos sa atributom
stVal koji se koristi za dobijanje
informacije o poziciji i drugog ctVal za
izvr{avanje komandi isklju~enja i
uklju~enja, slika 2. Dodatni podaci se
koriste za modelovanje drugih statusnih
informacija, kao npr. operativne
sposobnosti prekida~a (energije pogona;
npr. o-c-o (open-close-open)). Za
SCADA primene, ovim logi~kim
nodovima i njihovim podacima se
pristupa kori{}enjem klijent-server
bazirane komunikacije.
Logi~ki nodovi TVTR i TCTR
uklju~uju podatke Vol i Amp. Ovi
podaci reprezentuju semplovane
vrednosti naponskih i strujnih talasnih
oblika. Za razmenu naponskih i strujnih
talasnih oblika preko serijske
komunikacije, potrebno je preneti niz
ovih semplovanih vrednosti.
Va`an aspekt prilikom kori{}enja
semplovanih vrednosti je fazni odnos
izme|u razli~itih izmerenih signala,
posebno izme|u struje i napona. IEC
61850 koristi koncept sinhronizovanog
semplovanja. Sve jedinice koje vr{e
semplovanje su globalno
sinhronizovane sa zahtevanom
ta~no{}u. Svi odbirci se uzimaju u
istom trenutku. Svaki odbirak se
identifikuje brojem koji daje vremenski
pe~at. Ovaj pristup re{ava problem
razli~itih komunikacionih ka{njenja
koja su neizbe`na kod kori{}enja
mre`ne topologije za komunikaciju.
Poruka sa semplovanim vrednostima se
obi~no prenosi kao vi{estruka
poruka–ovo zna~i da istu poruku mogu
primiti razli~iti ure|aji. [to se GOOSE
poruka ti~e, sadr`aj poruke je definisan
grupom podataka.
3.3. Primene
Tipi~na primena za povezivanje procesa
je transfer informacija izme|u mernih
transformatora, za{titnih ure|aja i
prekida~a. Ovaj prenos je vremenski
kriti~an. On ima direktan uticaj na
vreme reagovanja za{titnih funkcija.
Prihvatljivo ka{njenje prenosa je u
opsegu 3μs, [7].
Strujni i naponski analogni talasni oblik
se prenose kao niz odbiraka kao {to je
Slika 6 Povezivanje procesa serijskom komunikacijom
opisano u delu 3.2. U cilju ispunjavanja
zahteva za{titnih funkcija, ta~nost
sinhronizacije za semplovanje mora biti
u opsegu od 1μs do 4μs (npr. fazni
odnos struja za diferencijalnu za{titu,
fazni odnos izme|u struje i napona za
lokator kvara, usmerenu za{titu i
distantnu za{titu). Da bi se postigla
ovakva ta~nost sinhronizacije, u ovom
trenutku razvoja potrebna je posebna
sinhronizaciona mre`a.
Da bi se pojednostavila sinhronizacija
odbiraka sa svih faza, svi relevantni
TCTR i TVTR mogu se implementirati
u zajedni~ki logi~ki ure|aj nazvan
spajaju}i ure|aj (MU). Jedan ili vi{e
ovih logi~kih ure|aja se implementiraju
u zajedni~ki konkretan ure|aj koji se
ponekad tako|e naziva MU {to unosi
malu konfuziju. Ovi odbirci se koriste
kao strujni i naponski ulazi npr. za
za{titu. Nalog za isklju~enje od
za{titnog ure|aja ka prekida~kom IED
(XCBR.pos.ctlVal) mo`e se preneti
preko iste komunikacione mre`e
kori{}enjem GOOSE koncepta
predstavljenog u delu 2.2.
Drugi zanimljiv primer je funkcija
provere sinhronizma. U slu~aju APU
(automatskog APU ili ru~nog
uklju~enja), funkcija provere
sinhronizma je korisna za proveru da li
su oba napona (onaj na strani voda i
onaj na strani sabirnica) pribli`no
identi~na (uslovi jednakosti amplituda,
faza, frekvencija) tako da dozvoljavaju
uklju~enje bez velikog stresa
(prenapona naj~e{}e). Napon sabirnica
obi~no nije dostupan pojedina~no po
poljima ve} samo jedan po zoni
sabirnica na koju se vod povezuje. Ovaj
sabirni~ki napon mo`e se dobiti od
odgovaraju}eg naponskog
transformatora na sabrnicama i dovesti
ure|aju u kome se nalazi funkcija
provere sinhronizma. Kori{}enjem IEC
61850 standarda, odbirci koji
predstavljaju napon sabirnica mogu se
poslati preko serijske veze funkciji za
proveru sinhronizma instaliranoj u polju
gde se de{ava APU.
4. Kori{}enje standardaIEC
61850 za dizajn automatizacije
transformatorske stanice
4.1. Uvod u SCL
Dizajn automatizacije transformatorske
stanice je niz koraka od specifikacije do
pu{tanja u pogon sistema. Da bi
pokazali kako se IEC 61850 standard
koristi u ovom procesu moramo prvo da
napravimo kratak uvod u konfiguracioni
jezik opisa transformatorske stanice
(SCL-Substation Configuration
description Language) koji je
standardom predvi|en za ovu namenu.
SCL je uveden za napredan opis
kompletnog sistema automatizacije i
[135]
energija
podr`ava ciljanu interoperabilnost
standarda. SCL dozvoljava opis:
z jednopolne {eme transformatorske
stanice;
z alokacije funkcija jednopolne {eme;
z alokacije funkcija ure|aja;
z podataka, kao obaveznih ili opcionih
u skladu sa IEC 61850 standardom
(opcionih ako su potrebni ili
isporu~eni);
z podataka, kao dodatnih u skladu sa
pravilima o pro{irenju (trebali bi biti
izuzeti, ali mogu biti potrebni);
z servisi koji su dostupni i kori{}eni;
z povezivanje u komunikacionom
sistemu;
z pode{avanje svih konfiguracionih
parametara kao {to je definisano u
IEC 61850 standardu;
z podrazumevane veli~ine za sve
operativne parametre kao {to je
definisano u IEC 61850 standardu.
SCL je baziran na XML (eXtended
Markup Language) jeziku, koji je op{te
poznat po opisu Web stranica, sa XML
{emom koja defini{e semanti~ko
kori{}enje XML-a u opisu konfiguracije
transformatorske stanice i sistema
automatizacije. Cilj SCL-a je postojanje
formalnog opisa sistema automatizacije
na in`enjerskom nivou, tj. datoteka koje
mogu biti razmenjivane izme|u
softverskih alatki razli~itih proizvo|a~a.
4.2. Korisni~ka specifikacija
Na prvi pogled, u specifikaciji sistema
automatizacije saglasnog sa IEC 61850
standardom nema promena u pore|enju
sa prethodnim specifikacijama. Slede}i
elementi su deo specifikacije:
z jednopolna {ema transformatorske
stanice;
z lista signala i zahtevi protoka
podataka;
z specifikacija funkcija koje trebaju biti
izvr{ene (uklju~uju}i podatke o
performansama i zahteve o
dostupnosti ako su potrebni) i njihova
alokacija na jednopolnoj {emi;
z interfejsi kako rasklopne opreme
(procesni interfejs) tako i NCC
(protokol);
z geografski izgled (pro{irenja, objekti,
kablovski kanali itd.);
z ambijentalni uslovi.
Proizvo|a~ prevodi specifikaciju u
optimizovano re{enje bazirano na
sopstvenom iskustvu i okvirima koje
propisuje standard IEC 61850.
S obzirom da je model podataka u IEC
61850 standardu orijentisan ka
definisanim funkcijama, tj. u skladu sa
funkcionalnim potrebama, ali ne na
konretnoj primeni u ure|ajima,
specifikacija koja je funkcionalno
orijentisana specifikacija omogu}ava
prevod u sistem automatizacije baziran
na standardu IEC 61850. Svi podaci
definisani kao obavezni se isporu~uju u
skladu sa modelom podataka u
standardu IEC 61850. Ukoliko
korisniku trebaju podaci deklarisani kao
opcioni to mora biti posebno
specificirano. Ukoliko su potrebni
podaci koji nisu specificirani
standardom, oni moraju biti na listi za
mogu}a pro{irenja.
Specifikacija funkcionalnosti u osnovi
rezultuje selekcijom potrebnih logi~kih
nodova. Neki aspekti funkcionalnih
zahteva mogu da imaju uticaja na
servise, npr. dostupni su razli~iti
komandni servisi kao „direktna
kontrola“ ili „izbor pre odrade (SBOSelect-Before-Operate) sa unapre|enom
bezbedno{}u“.
Podaci ili scenariji o dostupnosti mogu
biti takvi da daju odgovore na pitanja o
prihvatljivim ili neprihvatljivim
uticajima kvarova. Ukoliko nisu dati,
sistem integrator mora da napravi
odre|ene pretpostavke da bi izabrao
ispravnu komunikacionu arhitekturu iz
{irokog opsega dostupnih Ethernet
arhitektura kori{tenih u standardu IEC
61850.
Korisnik tako|e mo`e specifikovati
ure|aje koji su ve} pro{li IEC 61850
kvalifikaciju, npr. dva ure|aja razli~itih
proizvo|a~a za istu za{titu. Ovo }e
ograni~iti optimizacioni proces
dobavlja~a, ali mo`e biti od zna~aja
prilikom izrade sistema automatizacije
sli~nog prethodnom koji dokazano
funkcioni{e ispravno.
Prva razmatranja i preporuke za
specifikaciju sistema automatizacije
baziranih na standardu IEC 61850 su
objavljeni u [12]. Tako|e, WG 11 kao
deo CIGRE SC B5 razra|uje detalje
koji }e se koristiti kao smernica za
elektrodistributivne kompanije ili druge
primene.
4.3. Forma specifikacije
Kori{}enjem SCL-a, mnogi od napred
opisanih zahteva mogu biti formalno
specifikovani u datoteci za opis
sistemske specifikacije (SSD-System
Specification Description). Ukoliko
korisnik ovo ne uradi, to ostaje kao
zadatak za dobavlja~a.
SSD datoteka se koristi da opi{e
jednopolnu {emu i alocirane funkcije
(dijagram izvoda). Opcioni podaci koji
postoje kao podr{ka mogu tako|e biti
opisani u SSD datoteci. Ovo zamenjuje
tradicionalnu listu signala tako {to
podaci logi~kih nodova zamenjuju
elemente liste signala. Do sada je lista
signala kori{}ena ne samo da opi{e
kompletan sadr`aj informacija ve}
tako|e i protok podataka. U standardu
IEC 61850, protok podataka se
[136]
primenjuje kroz komunikacione servise
kao {to su izve{taji ili GOOSE gde je
sadr`aj definisan grupama podataka.
Mogu}nosti IEC 61850 kompatibilnog
ure|aja (IED) su opisani u datoteci sa
opisom IED mogu}nosti (ICD-IED
Capability Description). Proizvo|a~
ure|aja koji tvrdi da je IEC 61850
kompatibilan mora da dostavi ne samo
papirnu dokumentaciju ve} i ICD
datoteku.
4.4. Od specifikacije do dizajna
sistema - zadatak za sistem
integratora
Specifikacija se mora prevesti od strane
dobavlja~a u dizajn sistema, [14].
Odgovornost za dizajn sistema,
uklju~uju}i rezultuju}e performanse, je
zadatak za sistem integratora. Njegova
odgovornost je ve}a u okru`enju sa vi{e
proizvo|a~a koji su IEC 61850
kompatibilni. Sistem integrator mora ne
samo da uva`i direktan IEC 61850
uticaj ve} tako|e i sve ograni~avaju}e
uslove u vezi sa okru`enjem,
performansama itd., kao {to je ve}
prikazano. Sistem integrator mo`e raditi
kao zaposleni kod glavnog dobavlja~a
ili elektrodistributivne kompanije, ali u
svakom slu~aju on mora imati potrebna
znanja i iskustvo za ovaj posao i, {to je
vrlo va`no, mo}ne sofverske alatke
kompatibilne sa standardom IEC 61850.
Treba primetiti da standard ne defini{e
ove alatke ve} samo SCL
standardizovane informacije koje se
kasnije mogu koristiti razli~itim
alatkama pojedina~nih proizvo|a~a.
Svaka softverska alatka za integraciju
sistema mora imati SSD i ICD datoteke
svih ure|aja sistema. Izlaz je datoteka
sa opisom konfiguracije
transformatorske stanice (SCDSubstation Configuration Description).
Za potrebe odr`avanja i budu}ih
modifikacija sistema, SCD datoteke
treba da se arhiviraju kao deo projektne
dokumentacije.
4.5. Sistem in`enjering i produkt
in`enjering sa kompatibilnim
alatkama
S obzirom da funkcije nisu
standardizovane, posebne softverske
alatke za ure|aje razli~itih proizvo|a~a
}e postojati jo{ neko vreme. One su
uglavnom zavisne od funkcijskih
algoritama i njihove primene u IED
ure|ajima. Ukoliko su redno vezani sa
softverskom alatkom za sistemsku
konfiguraciju, moraju biti IEC 61850
kompatibilni, tj. imati mogu}nost za
uvoz i izvoz SCL datoteka. Kompletan
proces in`enjeringa je {ematski
prikazan na slici 7.
Proces in`enjeringa kori{}enjem SCL
datoteka sastoji se u slede}em:
energija
Slika 7 Proces in`enjeringa kori{}enjem SCL datoteka
prilago|enost) nezavisno od projekta,
IED ure|aji moraju biti testirani u
ispitnom sistemu sa odgovaraju}om
koli~inom pozadinskog saobra}aja
podacima.
5.3. Fabri~ko ispitivanje
po~etna ta~ka procesa in`enjeringa,
slika 7, je formalni opis jednopolne
{eme transformatorske stanice i dela
modela podataka putem SSD
datoteke;
z bilo koji izabrani IED, ukoliko je IEC
61850 kompatibilan, mora imati
datoteku sa opisom mogu}nosti IED
ure|aja (ICD) uklju~uju}i model
podataka;
z softverska alatka za sistemsku
konfiguraciju uzima sve ove datoteke
napisane u skladu sa SCL i spaja ih
procesom sistemskog in`enjeringa u
datoteku sa opisom konfiguracije
transformatorske stanice (SCD);
z ukoliko su ICD datoteke pravilno
odabrane, podaci o svim IED
ure|ajima predstavljenim ICD
datotekama moraju se uklopiti sa
podacima u SSD datoteci; s obzirom
da podaci u modelima predstavljaju
samo izvorni ili klijentski deo, moraju
biti konfigurisani u grupe podataka za
prenos putem odgovaraju}eg servisa
(npr. izve{taj, GOOSE) i u tzv.
ulaznim odeljcima SCL datoteke, jer
prijemna strana mora biti informisana
odakle dolaze podaci potrebni za
funkcije;
z sve promene podataka izazvane
unapre|enjem IED ure|aja od ne~ega
{to samo radi u ormanu do sistemski
integrisane komponente, tj.
minimalno bar adresne informacije,
moraju se uneti u ove ure|aje.
Formalni SCL opis }e rezultovati
konzistentnom promenom podataka,
dozvoliti razmenu izme|u
kompatibilnih alatki nezavisno od
proizvo|a~a i, kona~no, dati
dokumentaciju o podacima i
z
komunikacionoj strukturi sistema
automatizacije u ra~unarski ~itljivom
formatu. Bilo koje pro{irenje ili
dogradnja u budu}nosti ne}e morati da
po~ne od nule ve} od arhivirane SCD
datoteke.
5. Kori{}enje standarda IEC
61850 za testiranje i pu{Tanje u
pogon opreme za za{titu i
upravljanje
5.1. Testiranje prilago|enosti
IED ure|aji su gradivni blokovi
sistema. Da bi se minimizirali problemi
sa interoperabilno{}u u projektu, svaki
IED koji treba da se integri{e u sistem
automatizacije baziran na IEC 61850
standardu mora zasebno biti
kompatibilan sa ovim standardom.
Izve{taj CIGRE TF 34.01 [8] daje neke
op{te smernice za ispitivanje
komunikacije u sistemu automatizacije.
Deo 10 standarda IEC 61850 [9] daje
okvirnu specifikaciju u vezi sa
testiranjem prilago|enosti ure|aja
uklju~uju}i obaveznu ICD datoteku.
Cilj je da se testiranje u bilo kojoj
ispitnoj laboratoriji vr{i na uporediv i
univerzalno prihvatljiv na~in.
Ispitivanje prilago|enosti zavisi od
ure|aja koji se testira, ali ne zavisi od
stvarnog projekta. Treba primetiti da
UCA International Group poku{ava da
detaljno opi{e ispitnu proceduru. Ure|aj
i njegov sadr`aj mora biti isti kao {to je
opisano u obaveznoj ICD datoteci.
5.2. Ispitivanje performansi sistema
Da bi se ispitale klase performansi koje
su definisane u obaveznom delu IEC
61850-5 za ure|aj sistema (sistemska
[137]
Fabri~ki test (FAT-Factory Acceptance
Test) mora da doka`e da sistem
automatizacije, onakav kakav je
sastavljen u fabrici, ispunjava datu
specifikaciju korisnika. Preduslov je da
su sve komponente u skladu sa IEC
61850 standardom i da su dostupne sve
SCL datoteke kori{}ene u in`enjeringu,
posebno rezultuju}a SCD datoteka. Sa
manjim odstupanjima za sisteme na
srednjenaponskom (SN) nivou,
rasklopna oprema nije dostupna za
fabri~ko testiranje. Ta oprema kao i
drugi nedostaju}i delovi moraju biti
simulirani. Za sisteme bazirane na IEC
61850 standardu postoje odgovaraju}i
simulatori sa serijskim interfejsom koji
su u skladu sa standardom i mogu lako
da re{e ovaj problem. Ukoliko sistem
tako|e ima IEC 61850 procesnu
sabirnicu, simulatori mogu biti
priklju~eni na sibirnicu i tako simulirati
rasklopnu opremu. Polustandardizovana
ili rasklopna oprema specifi~na za
projekat se zamenjuje standardizovanim
interfejsom procesne sabirnice. Treba
primetiti da ure|aji koji nadgledaju
ispitivanja tako|e moraju da budu
opremljeni IEC 61850 interfejsom.
Ispitivanje funkcionalnosti se mora
raditi isto kao pre.
5.4. Pu{tanje u pogon i prijemno
ispitivanje
Prijemno ispitivanje (SAT-Site
Acceptance Test) mora da poka`e isto
{to i FAT, ali ovaj put na licu mesta sa
rasklopnom opremom i u okru`enju
stvarne transformatorske stanice.
Standardno o`i~enje uglavnom zahteva
konvencionalno ispitivanje od ta~ke do
ta~ke. U slu~aju procesne sabirnice,
konzistentnost podataka u sistemu
automatizacije od NCC gejtveja pa ni`e
do rasklopne opreme je ve} dokazana u
procesu in`enjeringa rezultuju}om SCD
datotekom. Jedina gre{ka mo`e biti u
alokacionom neslaganju izme|u ure|aja
polja i priklju~enih konektora procesne
sabirnice. Potrebno je izvr{iti samo ovu
proveru kao i proveru spolja{njih
funkcija. Ovime se SAT ozbiljno
ubrzava.
6. Kori{}enje standarda IEC
61850 tokom `ivotnog veka
opreme
Primarnoj opremi u celini treba
promena jednom u 30-60 godina, ali
ovaj vek mo`e biti produ`en na `ivotni
vek transformatorske stanice. Jedan od
najva`nijih aspekata tokom `ivotnog
energija
veka je mogu}nost pro{irenja ili
revitalizacije postoje}ih delova sistema
automatizacije. U vezi sa ovim treba
imati u vidu da zamena IED ure|aja
mo`e do}i kao posledica razloga
odr`avanja (kvar opreme) ili potrebe za
unapre|enjem performansi. U ve}ini
slu~ajeva novi IED nije identi~an
prethodnom i potrebni su dodatni
in`enjering i ispitivanje.
Sa IEC 61850 standardom, ceo opis
sistema i podaci ostaju dostupni onako
kako su dati unutar SCD datoteke. Ona
je deo dokumentacije koju je korisnik
primio zajedno sa isporukom sistema i
mora se obnoviti u slu~aju bilo kakve
promene u sistemu npr. promene liste
doga|aja. Kori{}enjem dokumentacije i
preuzimanjem podataka koji dolaze sa
novih ure|aja ili od strane novih
funkcija koji se uvode u sistem, sistem
integrator mo`e izvr{iti zahtevano
pro{irenje mnogo lak{e nego pre.
Prakti~an problem bi bio pro{irenje
postoje}eg sistema automatizacije
novim poljem koje jo{ uvek nije IEC
61850 kompatibilno. U ovom slu~aju
preporu~uje se izgradnja novog polja u
skladu sa IEC 61850 standardom da bi
se dobile prednosti predvi|ene
standardom za `ivotni vek sistema
automatizacije transformatorske stanice.
Zbog ovog razloga, scenariji pro{irenja
su veoma bitni, ali se generalno
razlikuju od stanice do stanice.
Treba primetiti da sve aktuelne verzije
softvera, hardvera (IED) i rasklopne
opreme su dostupne i „~itljive“ daljinski
ukoliko se koristi opciona mogu}nost
plo~ice sa imenom. Ova plo~ica je
dostupna u logi~kim nodovima,
logi~kim ure|ajima, fizi~kim ure|ajima
i tako|e kao spolja{nja plo~ica za
rasklopnu opremu.
Zaklju~ak
IEC 61850 standard pokriva sve aspekte
vezane za komunikaciju unutar
transformatorske stanice. On podr`ava
bitne elemente kao {to su nazivi i
mogu}nosti opreme, ali tako|e i
ispitivanje, prilago|enost itd. To je
napredan pristup za koncept za{tite i
automatizacije transformatorske stanice
sa serijskom komunikacijom. Ovo ne
zna~i da }e svi isporu~eni sistemi imati
isti kvalitet nezavisno od proizvo|a~a
jer arhitektura ostaje slobodna
(arhitektura komunikacionog sistema
kao i lokacija razli~ite funkcionalnosti)
kao i kvalitet svake uklju~ene funkcije
(npr. za{titnih funkcija). Prva iskustva
proizvo|a~a i distributivnih kompanija
mora}e da potvrde da li su o~ekivanja
ispunjena i da li postoji potreba za
pro{irenjima unutar standarda.
Pored pomenutog odr`avanja standarda
za komunikaciju unutar
transformatorskih stanica, zapo~ete su i
aktivnosti za kori{}enje IEC 61850 i
izvan razvodnog postrojenja. Unutar
IEC ve} postoje radne grupe koje
koriste standard za energiju vetra, vode
i distribuiranih izvora energije (DERDistributed Energy Resources).
Izvodljivost kori{}enja IEC 61850
standarda kao veze ka NCC je
dokazana, a harmonizacija izme|u
modela podataka IEC 61850 i CIM
modela mre`nih nivoa je u toku. U
pripremi je i kori{}enje IEC 61850
standarda za komunikaciju izme|u oba
kraja za{tite voda (primena sa
za{titom). IEC TC57 WG10 se bavi
modelom uop{tenih podataka dok UCA
International Group promovi{e standard
i poku{ava da daje podr{ku svim
korisnicima. Ciljani rezultat je
usavr{ena komunikaciona arhitektura za
distributivne kompanije.
S obzirom da IEC 61850 standard ima
jak uticaj na rad i investicije vezane za
elektroenergetski sistem, distributivne
kompanije, kao uostalom i isporu~ioci
opreme, }e standard razmatrati i
analizirati vrlo pa`ljivo.
Literatura
[1] IEC 60870-5-101 “Telecontrol
Equipment and Systems-Part 5-101:
Transmission Protocols-Companion
Standard for Basic Telecontrol Tasks”
[2] IEC 60870-5-104 “Telecontrol
Equipment and Systems-Part 5-104:
Transmission Protocols-Network
Access for IEC 60870-5-101 Using
Standard Transport Profiles”
[3] IEC 60870-5-103 “Telecontrol
Equipment and Systems-Part 5-103:
Transmission Protocols-Companion
Standard for the Informative Interface
of Protection Equipment”
[4] IEC 61850 “Communication
Networks and Systems in Substations”
(www.iec.ch)
[5] IEC 61850-7-2 “Communication
Networks and Systems in SubstationsPart 7-2: Basic Communication
Structure for Substation and Feeder
Equipment-Abstract Communication
Service Interface (ASCI)”
[6] IEC 61850-7-4 “Communication
Networks and Systems in SubstationsPart 7-4: Basic Communication
Structure for Substation and Feeder
Equipment-Compatible Logical Node
Classes and Data Classes”
[7] IEC 61850-7-3 “Communication
Networks and Systems in SubstationsPart 7-3: Basic Communication
Structure for Substation and Feeder
Equipment-Common Data Classes”
[138]
[8] IEC 61850-5 “Communication
Networks and Systems in SubstationsPart 5: Basic Communication
Requirements for Functions and Device
Models”
[9] K.P.Brand, “Conformance Testing
Guidelines for Communication in
Substations”, CIGRE Report 34-01-Ref.
No. 180, August 2002.
[10] IEC 61850-10 “Communication
Networks and Systems in SubstationsPart 10: Conformance Testing”
[11] K.P.Brand, V.Lohmann,
W.Wimmer, “Substation Automation
Handbook”, UAC 2003., ISBN 385759-951-5, 2003. (www.uac.ch)
[12] K.P.Brand, M.Janssen, “The
Specifications of IEC 61850 Based
Substation Automation Systems”,
DistribuTECH 2005., January 25-27,
San Diego
[13] CIGRE SC B5, WG11, “The
Introduction of IEC 61850 and Its
Impact on Protection and Automation
Within Substations”
[14] K.P.Brand, C.Brunner,
W.Wimmer, “Design of IEC 61850
Based Substation Automation Systems
According to Customer Requirements”,
Paper B5-103 od the B5 Session at
CIGRE Plenary Meeting, Paris, 2004.
Download

prelom 2008 II.qxp