SNABDIJEVANJE INDUSTRIJSKIH POSTROJENJA

ELEKTRIČNOM ENERGIJOM

Opšte o snabdijevanju električnom energijom

• Električna energija predstavlja najplemenitiji oblik energije, jer je moguća njena efikasna konverzija u mehaničku, toplotnu, hemijsku i svjetlosnu energiju.

• Ni jedan drugi oblik energije ne može zadovoljiti tako raznorodne potrebe industrijskih postrojenja kao što tomože električna energija.

• Stoga, svako industrijsko postrojenje koristi električnu energiju.• Snabdijevanje električnom energijom moguće je iz sopstvenog

izvora ili iz elektroenergetskog sistema. Sopstveni izvori se koriste samo u rjeđim slučajevima.

• Električna energija je jedna od najvažnijih transformisanih oblika energije. Ona se relativno jednostavnim aparatima i uređajima može pretvoriti u sve korisne oblike energije, a većina nekonvencionalnih primarnih oblika energije može se iskoristiti tek nakon pretvaranja u električnu energiju.

• Električna energija se proizvodi u elektranama, a u njima su postrojenja za transformaciju u mehaničku energiju koja se transformiše u el.energiju pomoću sinhronih generatora. Prema obliku energije koja se transformiše u mehaničku energiju razlikuju se termoelektrane i hidroelektrane.

• EES BiH, kao i EES u ostalim državama Evrope i Svijeta, prije uvođenja slobodnog tržišta električnom energijom, sastojali su se iz:

• proizvodnog sistema, prenosnog sistema, distributivnog sistema i potrošnje i bili su uređeni i upravljani „vertikalno“.

• U takvom EES, tok energije u distributivnom sistemu tekao je samo u jednom smijeru, tj. od mjesta preuzimanja energije (transformatorske stanice između prenosnog i ditributivnog sistema) preko uglavnom radijalnih vodova i transformatorskih stanica do potrošača.

• Nakon uvođenja slobodnog tržišta električne energije, osnovne komponente EES su ostale iste, ali je sada uređenje i upravljanje EES iz „vertikalnog“ prešlo u „horizontalno“

Osnovne komponente EES

Osnovni pojmovi EES

• Elektroenergetski sistem (EES) je tehnički sistem čiji je osnovni zadatak da osigura kvalitetnu isporuku električne energije uz minimalne troškove u EES.

• Tehnološki proces u EES sastoji se iz četri faze:• obezbjeđivanje dovoljnih količina primarnih oblika

energije,• proizvodnja električne energije,• prenos i distribucija (raspodjela) električne energije

do konačnih potroašača,• potrošnja električne energije.

• Elektroenergetski sistemi obuhvataju područja jedne ili više država pa se i upravljanje EES vrši iz više centara.

• Osnovne tehnološke cjeline,centri upravljanja i tokovi energija, informacija i upravljačkih akcija u EES prikazani su na slici .

Slika Blok šema EES

• PROIZVODNJA obuhvata sve izvore električne energije (hidroelektrane- HE, termoelektrane - TE, nuklearne elektrane - NE i industrijske energane).

• PRENOS obuhvata prenosnu mrežu, koja se sastoji od nadzemnih vodova (dalekovodi), kablovskih vodova i interkonektivnih transformatora, koji povezuju mreže različitih naponskih nivoa.

• DISTRIBUCIJA obuhvata distributivne mreže i distributivne transformatore.

• Naponski nivoi koji se koriste u distribuciji su niži od naponskih nivoa koji se koriste u prenosu električne energije. Tako se u našem EES u prenosu koriste naponski nivoi 380(400)kV, 220kV i 110kV a u distribuciji 110kV,35kV, 20kV i 10kV, a u velikim industrijskim pogonima i naponski nivo od 6kV.

• Za svaki EES postoji glavni CENTAR UPRAVLJANJA odakle se upravlja proizvodnjom električne energije.

• U MREžNIM CENTRIMA UPRAVLJANJA upravlja se prenosnom mrežom a u DISTRIBUTIVNIM CENTRIMA UPRAVLJANJA upravlja se distributivnom mrežom i eventualno potrošnjom električne energije.

• Centri upravljanja nazivaju se I DISPEČERSKI CENTRI.

• Kao izvori električne energije koriste se elektrane. • Elektrane su postrojenja za proizvodnju većih količina

električne energije. • Električna energija se u elektranama koje koriste

konvencionalne izvore energije dobija transformacijom iz mehaničke energije, koja se dobija transformacijom iz drugih oblika energije.

• U zadovoljavanju energetskih potreba veliki značaj ima i imaće električna energija kao najplemenitiji vid energije.

• Električna energija se može proizvoditi korištenjem svih vidova energije.

• Pogodne osobine električne energije su još i mogućnost transporta na velike udaljenosti, mogućnost dovođenja do krajnjih potrošača i sigurnost snabdjevanja postignuta povezanošću EES.

• Osnovni nedostatak električne energije je to sto se ona ne može akumulisati u energetski većim količinama, pa se u svakom trenutku mora obezbediti jednakost ukupne proizvodnje i ukupne potrošnje u EES.

• Potrošnja električne energije učestvuje sa oko 1/3 u ukupnoj potrošnji primarnih oblika energije, a sličan udio ima i u potrošnji korisnih oblika energije.

• Velika primjenljivost električne energije ima za posljedicu i veliku promjenljivost potrošnje tokom dana, nedelje, mjeseca i godine.

• Spomenute varijacije u potrošnji su posljedica uključenja ili isključenja postojećih potrošača, uključenja novih potrošača, promjene temperature, vjetra i sl.

• Zbog klimatskih i životnih prilika u kojima žive potrošači električne energije javljaju se sezonske varijacije u potrošnji.

• Na primjer, potrošnja većine industrijskih potrošača nezavisna je od godišnjeg doba, dok je potrošnja za osvjetljenje, grijanje i klimatizaciju jako zavisna od godišnjeg doba.

• Potrošnja električne energije varira i u zavisnosti od nivoa radne aktivnosti, neradnim danima potrošnja je manja, ponedeljkom raste a u petak opada.

• Primjer dnevnog dijagrama opterećenja, koji predstavlja zavisnost snage opterećenja od vremena u toku dana, prikazan ja na slici.

Dnevni dijagram opterećenja

• Osnovni zadatak elektrana je da proizvedu potrebnu količinu energije u trenutku kada je potrošač traži.

• Kako ne postoji mogućnost akumuliranja većih količina električne energije, proizvodnja električne energije mora u svakom trenutku biti jednaka potrošnji.

• Jednakost proizvodnje i potrošnje električne energije ostvaruje se jednostavnije kada je više elektrana povezano u EES,što je redovno slučaj.

• Elektrane koje pokrivaju vrhove (varijabilni dio) potrošnje nazivaju se vršne elektrane, a one koje pokrivaju ustaljenu potrošnju osnovne elektrane.

• Uloga i režim rada pojedinih elektrana u EES zavisni su s jedne strane od mogućnosti prilagođavanja brzim promjenama opterećenja, koja je različita za različite tipove elektrana, i sa druge strane, od troškova proizvodnje po kWh.

• U kišnom periodu godine velika većina elektrana (osim onih sa velikom akumulacijom) rade kao osnovne elektrane, a termoelektrane se što je moguće više koriste kao vršne elektrane.

• U sušnom periodu godine uloge se zamjenjuju. • Kao vršne elektrane posebno su pogodne pumpno-

akumulacione hidroelektrane (postrojenja) jer je kod njih praktično omogućeno akumuliranje električne energije, proizvodnja je jeftina i moguće je brzo prihvatanje opterećenja.

• Izvori električne energije u EES mogu se podijeliti na hidroelektrane i termoelektrane.

• Pumpno- akumulacione hidroelektrane mogu se zbog specifične uloge u EES posmatrati i kao posebna kategorija izvora.

• Nuklearne elektrane se mogu podvesti pod termoelektrane, s obzirom da se od njih razlikuju samo po gorivu koje se upotrebljava.

Osnovne karakteristike elektrana

• Instalisana snaga je osnovna karakteristika svake elektrane.

• Instalisana snaga se definiše kao aritmetički zbir nominalnih snaga generatora (MVA), odnosno kao aritmetički zbir snaga turbina mjerenih na priključcima generatora (MW).

• Instalisana snaga je istovremeno i nominalna snaga elektrane.

• Maksimalna snaga je najveća snaga koju elektrana kao cjelina može proizvesti, uz pretpostavku da su svi djelovi elektrane sposobni za pogon.

• Za HE se pri tome pretpostavlja da su protok i pad optimalni, a za TE da na raspolaganju stoji dovoljna količina goriva zadovoljavajućeg kvaliteta i dovoljna količina vode zadovoljavajuće temperature i čistoće za hlađenje kondenzatora.

• Razlikuje sa maksimalna snaga na priključcima generatora i maksimalna snaga na pragu elektrane (izlazu iz elektrane prema EES).

• Raspoloživa snaga elektrane je najveća snaga koju elektrana može da proizvede u nekom trenutku, uvažavajući stvarno stanje u elektrani (kvarovi, remonti i sl.) i uz pretpostavku da nema ograničenja zbog proizvodnje reaktivne energije.

• Pri određivanju raspoložive snage kod HE treba uzeti u obzir raspoloživi dotok vode i pad, a kod TE kvalitet goriva, količinu i temperaturu vode.

METODE PREDVIĐANJA I POTROŠNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE

• Praktični zadatak energetike kao naučne disciplinine je planiranje (predviđanje) budućih potreba energije pojedinih užih ili širih područja.

• Za rješavanje tog zadataka primjenjuju se razni postupci a značajno mjesto imaju matematički modeli.

• Modeliranje energetskih ciklusa obuhvata modeliranje globalnog razvoja energetskih potreba kontinenta ili svijeta u cijelini, te modeliranje tokova energiije I razvoja energetike u proizvodno potrošačkim sistemima (npr. u industrijskim pogonima, gradovima i regijama).

Uslovno se metode predviđanja i potrošnje energije mogu podijeliti na:

• komparativne,• ekstrapolacione,• korelacione i• modelske.

• Komparativne metode se ustvari svode na intuitivno-empirijske postupke

• Ekstrapolacione i korelacione metode se zasnivaju na utvrđivanju međuzavisnosti između manje broja (dva do tri) opštih parametara kojima se uobičajeno definiše energetski sistem.

• Modelske metode se zasnivaju na tzv. strukturnim modelima proizvodno potrošačkog sistema.U ovoj grupi posebno mjesto zauzimaju ekonomsko- energetski modeli razvoja.

• Strukturnim bilansima se na eksplicitan način opisuje veza između učesnika proizvodno potrošačkog energetsog sistema.

• Primjer jedne od metoda je data u daljem tekstu.

• trodimenzionalno: • u vremenu, • prostoru • i po strukturi potrošnje, • istovremeno uzimajuci u obzir faktore

potražnje kao što su kretanje populacije, privredna aktivnost, klimatski faktor i cijena elektricne energije.

• Faktori potražnje su uzeti u obzir kroz korekciju eksponenta funkcije potencije. Kaoglavni faktor potražnje, kretanje stanovništva je uzeto u obzir za svaku opcinu posebno.

• Društveni proizvod je razmatran kao bitan korelacioni faktor za potrošnju elektricne energije.

• Klimatski faktor se može razmatrati kao represivni faktor obzirom na tendenciju globalnog otopljavanja i povecavanja srednje godišnje temperature, dok cijena elektricne energije na potrošnju takode može djelovati kao ogranicavajuci faktor obzirom na njen sadašnji nivo i izražene potrebe za promjenom u pravcu povecanja.

Općenito o energetskim bilansama

• Energetske bilanse obuhvataju tokove svih oblika energije u nekom području ili državi sa svrhom da se na prikladan način prikaže iskorištenje primarnih oblika energije,energetske transformacije,upotreba transformisanih oblika, uvoz i izvoz primarnih i transformisanih energetskih oblika ,zatim upotreba pojedinih oblika energije za opskrbu potrošačkih grupa(industrija,transport,mali potrošači) kao i korisni oblici energije u koje se transformiraju svi iskorišteni oblici.

• Energetska bilanca je u biti energetska statistika posebnog oblika koja prati tokove energije od njezine pojave u energetskoj privredi područja ili države do njezina prelaza u anergiju.

• Energetska bilanca mora poslužiti kao osnova za ocjenu budućnosti, bilo kao baza za prognoziranje razvoja bilo kao podloga za eliminaciju negativnih i stimuliranje pozitivnih pojava.

• Stoga se energetske bilance ne smiju izrađivati sumarno,ne razlikujući pojedine oblike energije i pojedine energetske transformacije jer se tad gube karakteristike pojedinih energetskih oblika,njihova međusobna zamjenivost i upotreljivost za zadovoljenje energetskih potreba.

• Energetska bilanca osim podataka o količinama energije treba da obuhvate i strukturu njezinih primarnih oblika.

Racionalno korištenje energije

• Potrošnja električne energije u procesnoj industriji obično je znatno manja od toplinske.

• Proporcionalno su manje i mogućnosti racionalna korištenja i štednje električne energije prema toplinskoj.

• Medutim, bez obzira na to, smišljenim i dosljedno provodenim programom racionalnoga korištenja električne energije mogu se postići veliki učinci koji postaju još vrijednijima kada se postignu bez ograničenja potrošnje.

• Brojilo električne energije ili električno brojilo je uređaj kojim se mjeri i registrira električna energija isporučena potrošaču u EES.

• Za kućanstva se mjeri i obračunava samo djelatna energija, a mjerna jedinica je kilovatsat (kWh).

• Ovisno o vrsti električnog priključka brojila mogu biti jednofazna ili trofazna. Dvotarifna i višetarifna brojila mogu odvojeno registrirati potrošnju u razdobljima utvrđenih tarifnim sustavom.

• Rad klasičnog brojila zasniva se na registriranju okretaja indukcijskog motora na mehaničkom brojaču. Motor ima odvojene namote za napon i struju kojima se postiže da je kutna brzina rotora razmjerna trenutačnoj električnoj snazi, što se može i kontrolirati jer je oznaka na rotoru vidljiva kroz otvor na prednjoj ploči. Kako je ukupni zakret rotora jednak integralu kutne brzine u proteklom vremenu, a energija je jednaka integralu snage u vremenu, znači i da je ukupni zakret razmjeran energiji.

• Moderna elektronička brojila množenje napona i struje te integraciju obavljaju elektroničkim sklopovima.

Brojač na kojem se očitava • potrošena električna energija

Dijelovi suvremenog digitalnog brojila

• Troškovi koji u industriji nastaju zbog potrošnje električne energije proizlaze iz:

• potrošnje radne energije,• potrošnje jalove energije,• postignutoga vršnog opterećenja u određenom

vremenskom razdoblju

• Radna energija je efektivno potrošena energija na električnim trošilima, koja je izmjerena brojilima radne energije, a izražena je u kWh.

• Jalova energija proizlazi zbog induktivnih otpora električnih trošila, mjeri se brojilima jalove energije.

• Vršno opterećenje je najveće električno opterećenje u kW koje je postignuto u 15-minutnom vremenskom intervalu, u vrijeme više tarife, unutar obračunskoga razdoblja od mjesec dana.

• Ukupni mjesečni troškovi za električnu energiju proizlaze iz zbroja triju navedenih troškova, koji se obračunavaju u skladu s važećim tarifnim sistemom.

• Stoga se pod racionalizacijom može smatrati svaki zahvat ili mjere koje pridonose smanjenju nekoga od navedenih troškova.

Dnevni dijagram potrošnje

Često se, umjesto da se direktno koriste dijagrami opterećenja,

koristi kriva trajanja opterećenja (b - na slici ).

• Trajanje opterećenja može se podijeliti na dva perioda: period velikih opterećenja (τv) i period malih opterećenja (τm) – slika (a); granica između njih nije tačno definisana, a trajanje tih perioda zavisi od oblika krive trajanja opterećenja, odnosno od karakteristika potrošača.

• Period malih opterećenja traje obično nekoliko sati (4 ÷ 6). Ako se količina energije potrebna za taj period podijeli sa trajanjem tog perioda (τm), dolazi se do srednjeg opterećenja (Nk) u njemu – slika (b).

• To je ujedno i konstantni dio opterećenja i u razdoblju velikih opterećenja (τv).

• Potrebna konstantna energija proporcionalna je opterećenju Nk (Ek = 24 Nk),

• potrebna varijabilna energija Ev je razlika između ukupno potrebne energije E i konstantne energije Ek'.

• Analogno se i maksimalno opterećenje dijeli na konstantno (Nk) i varijabilno (Nv).

U dijagramima opterećenja i trajanja opterećenja, energija je prikazana površinom u tom dijagramu. Pogodnije je i često se koristi kriva energija snaga, definisana izrazom:

N

dNNFE )(

a njegovo rješavanje se vrši grafički ili integrisanjem (slika ).

• Analiza prilika u EES ipak se najčešće sprovodi na osnovu mjesečnih (ili dekadnih) krivulja trajanja opterećenja.

• Da bi potrebe potrošača bile zadovoljene, elektrane moraju biti sposobne "proizvesti" u posmatranom periodu potrebnu energiju uz potrebnu snagu.

U EES gdje postoje samo TE, potražnja potrošača biće zadovoljena ako je suma raspoloživih snaga termoelektrana (Nt) veća od maksimalnog opterećenja (Nmax) u promatranom periodu, ili upravo jednaka njemu, tj.:

tNN max

Ove veličine Nt i Nmax treba posmatrati na istom mjestu u mreži (najčešće na pragu temoelektrane). Suma raspoloživih snaga (Nt) uvijek je manja od sume maksimalnih snaga (Nmax) zbog redovnih pregleda, popravaka i iznenadnih defekata. To se uzima u obzir faktorom rezerve (>1):

maxNN t

• Svrha analiza prilika u EES je da se odredi mogućnost zadovoljenja potražnje i najekonomičniji način da se to uradi sa postojećim elektranama, a u slučaju potrebe za novom termoelektranom, određuje se kakve bi nove trebalo graditi.

• To se čini tako da se (na dijagramu N-E) pojedinim elektranama daje zadatak njihovog snabdijevanja energijom i one se «smještaju» u dijagrame, tako da se potražnja zadovolji uz minimalne troškove.

Proizvodno - potrošački energetski sistemi

• Strukturna šema tog sistema sastojala bi se iz sistema proizvodnje energije (SPRE) i sistema potrošnje energije (SPOE).

• Prvi se sastoji od tri podsistema: sistem proizvodnje primarne energije (SPE), sistem proizvodnje sekundarne energije (SSE) i sistem transporta energije (STE).

• Drugi sistem se sastoji od podsistema: sistem proizvodnje sirovina (SSI), sistem proizvodnje materijala i robe (SPR) i sistem tranzita energije (STR).

Primjer strukturne šeme energetskog sistema

• Podsistem za transport nosilaca energije (STE) obuhvata sve mehanizme za transportovanje (prenos i distribuciju) nosilaca energije.

• Pod prenosom nosilaca energije podrazumijeva se transport čvrstog, tečnog i gasovitog goriva, zatim električne energije i toplote od mjesta proizvodnje do sabirnog centra, smještenog u blizini zone potrošnje.

• Pod distribucijom se podrazumijeva transport nosilaca energije od sabirnog centra do neposrednih potrošača.

• Posebno interesantan problem u energetici je skladištenje energije (stvaranje zaliha energije). To se vrši u objektima za akumulaciju, koji su, naravno, ograničenog kapaciteta.

• Proizvodno-potrošni sistem je dinamičan i mora se regulisati u opsegu kapaciteta akumulacije.

• Regulacija sistema, počev od maksimalne snage proizvodnje, započinje postupnim snižavanjem efektivne snage proizvodnih objekata do tehničkog minimuma; poslije toga se pristupa isključivanju pojedinih proizvodnih objekata.

• Skladištenje energije je tehnički problem prvostepenog značaja u energetici, a koji, nažalost, još nije riješen na zadovoljavajući način, pogotovu kada je u pitanju električna energija.

• Hidro i pumpne akumulacije su jedini ekonomski opravdani i tehnički pouzdani načini za skladištenje energije u velikim EES.

• (Pumpne akumulacije u sistemu reverzibilne hidroelektrane rade sa relativno niskim stepenom korisnosti, ali imaju i opravdanja svoje postojanosti).

• Kada je riječ o sistemu potrošnje energije (SPOE) treba konstatovati da se energija dijelom javlja u nominalnim nosiocima energije, dijelom je "ugrađena" u reprodukcioni materijal i robu, a ostatak energije ne prelazi u novi "materijalizovani" oblik (anergija).

• Praćenje tokova energije u sferi potrošnje je složen zadatak, a tako prihvaćeni model beznadežno složen, pa se često uvode posebne konvencije i uprošćenja.

• Posmatrajući sistem potrošnje energije (SPOE) na prethodnoj šemi (slika 9), uočavaju se tri podsistema: SSI, SPR i STR.

• Sistem proizvodnje sirovina (SSI) se sastoji od rudnika i drugih nalazišta prirodnog sirovog materijala, postrojenja za oplemenjivanje, prečišćavanje i pri marnu preradu ovog materijala

• Pod pojmom korisna potrošnja energije podrazumijeva se upotreba energije u korisne ciljeve.

• Ostvarenje takvih ciljeva se postiže najčešće posredstvom odgovarajućih uređaja u koje se energija dovodi u vidu nosilaca finalne energije.

• Određena količina utrošenog nosioca finalne energije, po jedinici obavljenog rada, naziva se specifična potrošnja.

ELEKTRIČNE MAŠINE

• Elektroenergetskim sistemom nazivamo skup uređaja, od postojenja za proizvodnju električne energije do uključivo potrošača električne energije.

• Elektroenergetski sistem se sastoji iz sljedećih glavnih djelova:

• -elektrana za proizvodnju elektične energije,• -stanica za razvod i transformaciju električne energije, ili

samo za razvod,• -vodova za prenos i distribuciju električne energije.

• Jedan dio elektroenergetskog sistema

• Svi ovi djelovi treba da budu tako građeni i dimenzionisani da omogućuju pouzdano snabdijevanje potrošača električnom energijom, određenog napona i učestanosti, na najekonomičniji način.

• Način gradnje, dimenzioniranja i pogona pojedinih elemenata elektroenergetskog sistema, ne može se posmatrati nezavisno jedan od drugoga, jer oni zajedno čine jednu cjelinu

• Zadatak elektrana je da proizvedu potrebnu električnu energiju i to u trenutku kada to potrošač zahtijeva. Pošto ne postoji mogućnost akumuliranja većih količina električne energije, to u svakom trenutku mora biti zadovoljena jednakost: proizvodnja = potrošnja.

• Postoji više vrsta elektrana; njihova klasifikacija vrši se po različitim kriterijumima.

• -Prema ulozi u elektroenergetskom sistemu, elektrane se mogu podijeliti na temeljne i vršne.

• Potrebe određenog konzumnog (potrošačkog) područja za električnom energijom različite su u pojedinim periodima dana, a takođe i u različitim periodima godine.

Jedan tipičan dnevni dijagram opterećenja dat je na slici.

• Tipičan dnevni dijagram opterećenja

• Na osnovu tehno-ekonomskih kriterijuma određuje se koje elektrane u sistemu će raditi kao temeljne (to će sigurno biti protočne hidroelektrane), a koje kao vršne (to će biti akumulacione hidroelektrane, jer mogu brzo da startuju, a nemaju dovoljno vode u akumulaciji da bi radile neprekidno tokom cijele godine).

• Svaka elektrana, bez obzira na vrstu i ulogu u sistemu, mora da sadrži: pogonsku mašinu PM, generator G i budilicu (eksitator) Ex.

• Osnovni elementi elektrane

• Pogonska mašina (parna turbina, vodna turbina i sl.) predaje generatoru mehaničku energiju.

• Generator (izvor električne struje) vrši konverziju mehaničke energije u električnu.

• Budilica (eksitator) služi za magnetno "pobuđivanje" generatora.

• Električna snaga generatora determinisana je visinom napona i jačinom struje. Visina napona generatora limitirana je tehničkim uslovima izvedbe generatora, a jačina struje, koju diktiraju potrošači i u principu ona je promjenljiva sa vremenom, ograničena je dozvoljenim zagrijavanjem generatora

• Otporni moment generatora, kojim se on suprotstavlja pogonskoj mašini, zavisi od jačine struje koju generator daje potrošačima.

• Elektrane se obično grade na izvoru energije. Od izvora energije (npr. rudnik uglja) do potrošača (npr. veći gradovi) ekonomičniji je prenos električne energije od prenosa energije u ma kom drugom obliku.

• Ekonomičnost prenosa električne energije od elektrane do potrošača, zahtijeva da se prenos vrši sa višim naponima i slabijim strujama.

• Prenešena snaga, tj. prenešena energija u jedinici vremena, jednaka je proizvodu napona i jačine struje.

• Gubici energije u prenosnim vodovima nastaju uslijed Džulovih gubitaka, dakle, srazmjerni su sa kvadratom struje u vodu.

• Očigledno, ista snaga će biti prenešena uz manje gubitke ako se prenosi sa višim naponom.

• Generatori, po pravilu, ne mogu da daju napon pogodan za prenos energije.

• Zbog toga se u neposrednoj blizini elektrane grade stanice za transformaciju i razvod (trafo-stanice -TS).

• Isto tako, visoki napon, koji vlada na prenosnim vodovima -dalekovodima, nije pogodan za direktno priključenje na potrošače.

• Zbog toga se u blizini potrošača takođe grade TS. Uređaji koji vrše ove transformacije napona nazivaju se transformatori.

• Oni koji se nalaze u postrojenju blizu elektrane nazivaju se uzlazni transformatori (zadatak im je da povećavaju napon), a oni koji se nalaze blizu potrošača nazivaju se silazni transformatori (zadatak im je da snize napon dalekovoda na niži napon, pogodan za distribuciju i potrošače).

• Osim transformatora, u stanicama za transformaciju i razvod važnu ulogu igraju i prekidači snage P (slika), koji omogućavaju odvajanje pojedinih dijelova sistema, iliodvajanje određenog potrošačkog područja od sistema, npr. ako, zbog kvara, potrošači povuku jaču struju od dozvoljene. Na taj način, prekidači štite transformator i generator od preopterećenja.

Jednopolna šema dijela elektroenergetskog sistema

• Prekidači djeluju automatski kada opterećenje (struja) pređe dozvoljenu granicu, oni dakle, služe za prekidanje strujnog kola pod opterećenjem, dok rastavljač R ima zadatak da vidno odvoji dva dijela EES. Manipulacija rastavljačem dozvoljena je samo u neopterećenom stanju (kada kroz njega ne teče struja). U protivnom, zbog pojave električnog luka među kontaktima, može doći i do unesrećenja rukovaoca. Odvodnik prenapona OP služi da štiti postrojenje (prekidač, transformator, generator i ostalu opremu) od nedozvoljeno visokih napona -prenapona, koji mogu da se pojave u dalekovodu DV (npr. uslijed atmosferskog pražnjenja u dalekovod).

• Prenosni vodovi i ekonomičan prenos električne energije omogućavaju izgradnju snažnih agregata i to na samim izvorima energije.

• Osim toga, prenosni vodovi (DV) imaju zadatak da međusobno povezuju elektrane, čime je omogućeno međusobno nadopunjavanje.

• Prenosni vodovi dalje omogućavaju stvaranje velikih EES. Time je omogućen ekonomičniji pogon, a povećava se i sigurnost snabdijevanja potrošača.

• Konačno, prenosnim vodovima se povezuju veliki sistemi međusobno.

• Za prenos električne snage u principu dolaze u obzir tri sistema:

• jednosmjerni, • jednofazni naizmjenični i • višefazni naizmjenični sistem.

(http://www.nrc.gov/site-help/disclaimer.html):

Frekvencija

• U svim današnjim elektroenergetskim sistemima proizvodi se izmjenična trofazna struja uz održavanje praktički konstantne frekvencije (u Evropi i u većini vanevropskih zemalja nazivna frekvencija iznosi 50 Hz, a u SAD i u nekoliko drugih zemalja 60 Hz) i uz održavanje napona kod potrošača unutar relativno uskih granica (nekoliko postotaka više ili niže od nazivnog napona).

• Frekvencija se održava unutar vrlo uskih granica oko nazivne frekvencije.

• Danas se nastoji održavati frekvencija između 49,9 i 50,1 Hz, a ako se odbace kratkotrajni poremećaji u granicama između 49,95 i 50,05 Hz, što znači da odstupanja od nominalne frekvencije iznose ±0,2%, odnosno ±0,1%. Održavanje frekvencije u spomenutim granicama jedan je od pokazatelja kvalitete pogona elektroenergetskog sistema.

• Frekvencija se može održavti konstantnom samo kad postoji jednakost proizvodnje i potrošnje, odnosno kad generatori proizvode upravo toliko koliko preuzimaju trošila, uzmajući, dakako, u obzir sve gubitke između stezaljki generatora i mjesta priključka trošila. Ta se jednakost proizvodnje i potrošnje mora održavati u svakom trenutku.

• Čim ta jednakost nije postignuta, frekvencija će se razlikovati od nominalne.

• Ona će biti veća ako je proizvodnja veća od potrošnje, a manja ako se manje proizvodi nego što potrošači traže.

• To je jedna od karakteristika proizvodnje električne energije, jer se ona proizvodi praktički u trenutku kad je potrošači uključivanjem trošila zatraže, budući da se električna energija ne može akumulirati.

• Snaga koju bi preuzela trošila, kad bi sva bila istodobno uključena, bila bi mnogo veća (i nekoliko desetaka puta veća) od ukupne snage svih elektrana u sistemu.

• Uključivanje svih trošila elektroenergetski sistem nebi, dakako, mogao izdržati, pa bi se frekvencija toliko smanjila da bi se morali zaustaviti svi agregati u elektranama.

Karakteristike regulatora

• Svaki agregat u elektrani ima regulator brzine vrtnje, kojim se reguliše dovođenje pogonskog sredstva (voda, para, gorivo) u pogonski stroj.

• Ovisnost brzine vrtnje, o kojoj ovisi frekvencija, i snage koju proizvodi generator, a koja ovisi o količini dovedenoga pogonskog sredstva, prikazana je karakteristikom regulatora .

Prema karakteristici regulatora, povećanjem opterećenja generatora smanjuje se njegova brzina vrtnje, a s njom i frekvencija proizvedene struje.

Omjer promjene opterećenja ( N) i promjene frekvencije ( F) naziva se regulacijska energija (K), koja je određna relacijom:

F

NK

Karakteristike regulatora pogonskog stroja u elektrani

Često se, međutim, nagib karakteristike regulatara definiše statičnošću regulatara S, koja je određena izrazom:

% 100221

21

FF

FFS

gdje su: F1 i F2 - frekvencije koje odgavaraju opterećenju N = 0 i

maksimalnom opterećenju N = Nn,

(Fl + F2) /2 – srednja frekvencija koja je jednaka nazivnoj

frekvenciji Fn = 50 Hz.

Ako se opterećenje poveća od N = 0 do N = Nn, frekvencija će se smanjiti od Fl do F2, regulacijska energija dobija se iz izraza:

12 FF

NK n

pa se uvrštavanjem vrijednasti za F2 – Fl u (2.2) dobiva:

% 1002 K

PNS

Nagib regulatara maže se mijenjati, a obično se nagib odabire tako da statičnost iznosi oko 4 %. Takav regulator naziva se statičkim regulatorom.

Ručna regulacija frekvencije

• Polažaj karakteristike regulatara, međutim nije nepromjenljiv, jer bi to značilo da bi se promjenom opterećenja mijenjala frekvencija.

• Karakteristika regulatara može se, naime, jednostavnim zahvatom pomicati paralelno sama sebi.

• Kad ima više agregata u elektroenergetskom sistemu, moguće je odrediti zajedničku karakteristiku regulacije.

• Ona se određuje sabiranjem snaga koje odgavaraju istoj frekvenciji.

Automatska regulacija frekvencije

• Ručnom regulacijom frekvencije ne može se održavati konstantna frekvencija u EES, jer će se uvijek pojavljivati veće ili manje oscilacije frekvencije ovisno o iznosu promjene opterećenja i o brzini intervencije pogonskog osoblja.

• Zbog toga je potrebna automatska regulacija frekvencije, koja se ostvaruje pomoću astatičkog regulatora koji ima horizontalnu karakteristiku.

• Ako jedan od agregata ima astatički regulator, sve će promjene opterećenja preuzeti taj agregat a da se pri tom frekvencija neće promijeniti .

a) karakteristike regulatorab) zajednička regulacijska karakteristika

Slika 4 Regulacija frekvencije kada u sistemu postoji agregat s astatičkim regulatorom

• S obzirom na ulogu elektrana u elektroenergetskom sistemu razlikuju se elektrane koje rade prema "voznom redu" i elektrane kojima se reguliše frekvencija.

• Vozni red je program opterećenja elektrane zadan od sata do sata, pa i za kraće vremenske intervale, koji se izrađuju za svaku elektranu za sljedeći dan.

• Velika većina elektrana radi prema voznom redu, a samo jedna ili nekoliko služi za regulaciju frekvencije.

• U današnjim EES održavanje frekvencije na nazivnoj vrijednosti nije toliko važno s obzirom na trošila (najosjetljiviji među njima ne bi praktički ni osjetili promjenu frekvencije za ±0,2 Hz) koliko je to važno s obzirom na sam EES.

• Odstupanjem od nazivne frekvencije, naime, mijenja se opterećenje agregata u elektranama pa se zbog toga kvari vozni red elektrana, što znači odstupanje od optimalne raspodjele opterećenja pa i povećanje troškova proizvodnje.

• Osim toga, zbog promjene opterećenja agregata u elektranama mijenja se opterećenje vodova i transformatora, pa u nepovoljnim situacijama oni mogu postati preopterećeni.

• Oni će tada djelovanjem zaštite biti isključeni, što može poremetiti i opskrbu potrošača i dalji pogon EES.

Potrošnja i proizvodnja električne energije

• Razvoj korištenja električne energije pokazuje trend stalnog rasta.

• Intenzitet potrošnje električne energije u nekom sistemu karakteriše se specifičnom potrošnjom po stanovniku.

• Dosadašnji razvoj potrošnje električne energije pokazuje da se potrošnja u svijetu približno udvostručuje svakih deset godina, tj. da porast potrošnje ima prosječnu godišnju stopu rasta od 7,2%.

• Potražnja energije je za svaki sistem karakterisana dnevnim dijagramima potrošnje, odnosno opterećenja (a - na slici ), koji se jedni od drugih razlikuju u pojedinim danima u sedmici i u sezonama tokom godine (npr. posmatranja ponedjeljkom u nekoliko uzastopnih sedmica često nemaju sličnosti jedna sa drugom).

SINHRONE MAŠINE

• Rotor sinhrone mašine se u ustaljenom pogonu obrće jednakom (sinhronom) brzinom kao i obrtno magnetsko polje u međugvožđu, pa odatle potiče naziv ove vrste mašina.

• Prema svojim karakteristikama, sinhrone mašine se mogu svrstati na više načina.

• Prema smjeru (načinu) elektromehaničkog pretvaranja energije, dijelimo ih na generatore i motore pri čemu se mnogo češće upotrebljavaju kao generatori.

Sinhroni generatori

• Sinhroni generator je tipični predstavnik električne mašine velike snage i maloserijske proizvodnje.

• Činjenica da je stepen iskorištenja većih jedinica bolji (veća je ekonomičnost), ima za posljedicu izgradnju elektrana i agregata većih snaga.

• Jedinične snage generatora prelaze i 1000MVA.• Prema pogonskoj mašini, generatore delimo na

turbogeneratore, gde je pogonske mašina parna ili gasna turbina, hidrogeneratore, gde je pogonska mašina vodna (hidro) turbina i dizelgeneratore gde je pogonska mašina dizel motor

• Prema obliku rotora, dijelimo ih na mašine sa cilindričnim rotorom i rotorom sa istaknutim polovima, dok je statorcilindričnog oblika, trofazni.

• Prema brzini obrtanja (pri učestanosti od 50Hz ), dijelimo ih na brzohodne (750 do 3000ob/min , sa brojem pari polova p = 4 do 1), srednjih brzina (300 do 600ob/min , p =10 do 5) i sporohodne (manje od 300ob/min , više od 10 pari polova).

Generatori: a) turbo, b) hidro

• Turbogeneratori se grade sa cilindričnim rotorom, za velike brzine obrtanja (obično p = 1, rjeđe p = 2 (samo za manje snage), odnosno 3000 ili 1500 ob/min pri 50Hz ).

• Kod ove vrste generatora izraženi su mehanički problemi u pogledu konstrukcije rotora zbog velike periferne brzine, velike obrtne mase i zbog dužine između ležišta. To zahtijeva da se ide na relativno male prečnike rotora i da se namotaj rotora raspodjeljuje što ravnomjernije po obimu.

• Oni se uvijek postavljaju horizontalno.

• Hidrogeneratori se grade sa istaknutim polovima na rotoru, od sasvim sporohodnih do brzohodnih sa p = 2 . Što je manja brzina obrtanja dozvoljava se veći prečnik rotora, opet ograničen mehaničkim naprezanjima usled centrifugalanih sila.

• Ali ova mehanička naprezanja su tolika da se ne zahtijeva ravnomjerna raspodjela namotaja po obimu rotora, pa se zato onda prelazi na rotor sa istaknutim polovima.

• Kod ove vrste generatora izraženi su mehanički problemi u pogledu konstrukcije rotora zbog velike periferne brzine pri zalijetanju, i nosećih ležišta grupe sa vertikalnim vratilom na kojima leži težina cijelog obrtnog dijela i dr.

• Generatori većih snaga, čije su brzine obrtanja relativno manje, postavljaju se vertikalno, a hlađenje je kombinovano voda-vazduh.

• U konstrukcionom, odnosno u pogledu mehaničkih dimenzija, turbo i hidro generatori se značajno razlikuju, tako da za snage od oko 100MVA odnos osne dužine, l , i prečnika, D, za turbogeneratore iznosi oko 5, dok za hidrogeneratore iznosi oko 0,15.

• Dizel generatori se pokreću dizel motorima, a grade se za široki raspon brzina obrtanja, od p = 2 naviše. Snaga dizel generatora ograničena je mogućnošću izrade motora, pa dostiže najviše desetak MVA .

• Da bi se povećao naznačeni napon generatora i, s tim u vezi, generator direktno priključio na mrežu, bez upotrebe blok-transformatora, neki proizvođači umjesto klasično izolovanih namotaja upotrebljavaju odgovarajuće kablove.

Oznake veličina

• Ovde će biti upotrijebljene sljedeće oznake:• Eo - ems praznog hoda• E - ems u opterećenom stanju• U - napon na priključcima• Jp - pobudna struja (odgovara ems 0 E )• I - struja indukta• Ja - pobudna struja koja odgovara struji indukta I , koja

izražava reakciju indukta, ili drugim rečima struja statora svedena na rotor

• J - pobudna struja koja odgovara ems E

Osnovni dijelovi

• Magnetsko kolo sinhronog generatora sastoji se, kao i kod svih obrtnih mašina, iz dva osnovna dijela: nepokretnog dijela ili statora i obrtnog dela ili rotora, koji su međusobno razdvojeni međugvožđem.

• Rotor čini cjelinu sa vratilom mašine: on nosi na svojoj periferiji 2 p polova koji mogu biti ili od masivnog gvožđa ili od limova.

• Stator ili indukat je šuplji valjak sastavljen od tankih magnetskih limova ravnomerno ožlebljenih na svojoj unutarnjoj periferiji i složenih u oklopu statora.

• Pobudni namotaj (induktor) kod sinhronih mašina je smješten na rotoru i napajan jednosmjernom strujom.

• Postoje dve izvedbe u pogledu oblika (vrste) rotora:• Rotor je cilindričan: cilindar je od ožlebljenog gvožđa, obično

masivnog, namotaj induktora je sastavljen iz sekcija smeštenih u žlebovima. Ova konstrukcija se skoro isključivo primenjuje kod velikih dvopolnih ili četvoropolnih turbogeneratora, iz mehaničkih razloga (slika 1-2, a).

• Rotor je sa istaknutim polovima i sa međupolnim prostorom kod kojih je namotaj koncentrisan oko jezgra pola. Ova konstrukcija se upotrebljava kod mašina sa većim brojem polova-hidrogeneratora.

Princip rada

• Kroz provodnike pobudnog namotaja prolazi jednosmerna struja usljed koje nastaje stalno magnetsko polje. Magnetnopobudna sila (mps) pobude miruje u odnosu na rotor, pa se naziva stojećom.

• Smjer jednosmjerne struje kroz provodnike rotora je takav da je jedan pol sjeverni, sljedeći južni itd. Obrtanjem rotora stvara se obrtno magnetsko polje. Ovo polje presjeca provodnike statora i u njima indukuje ems čija je trenutna vrednost po provodniku

• e (t) =l v b(t)

• Pri stalnoj brzini obrtanja, ems ima isti oblik kao i magnetsko polje. Kod trofaznih namotaja statora, indukovane ems svake faze su jednake po vrednosti a vremenski su pomjerene za jednu trećinu periode ili, ako su predstavljene vektorima, ovi su pomjereni za ugao 2π 3 .

• Ako rotor ima jedan par polova, onda će se, pri jednom obrtaju, imati jedna potpuna promena ems, odnosno za p pari polova imaćemo p promena ems.

• Pošto je p =const. , a u elektroenergetskim sistemima se zahtjeva odgovarajuća stabilnost učestanosti (standard za Evropu je 50Hz , dok je za Ameriku 60Hz ), onda i brzina obrtanja sinhronih mašina mora biti konstantna, i određena je izrazom:

• N=60 f/p =const.• Dakle, u Evropi, imaćemo sljedeće brzine obrtanja:

p 1 2 3 4 5

n [ob/min] 3000 1500 1000 750 600

• Ako se indukt (stator) optereti nekim trofaznim simetričnim opterećenjem, onda će se kroz namotaje statora uspostaviti struje efektivnih vrednosti I1, I2, I 3, koje su, u zavisnosti odopterećenja, vremenski pomjerene u odnosu na svoje napone za neki ugao, a međusobno vremenski pomjerene za jednu trećinu periode.

Karakteristike sinhronih mašina

• Najznačajnije karakteristike sinhronih mašina su karakteristika praznog hoda (karakteristika magnećenja) i karakteristika kratkog spoja.

• Iz ove dve karakteristike mogu se dobiti značajne informacije o ponašanju sinhrone mašine

Rad sinhronih generatora na sopstvenu i opštu mrežu

• Sinhroni generator može da radi u različitim pogonskim prilikama, pri čemu su krajnja stanja rad na sopstvenu i opštu mrežu.

• Pri radu na sopstvenu mrežu obično je riječ o relativno malom sinhronom generatoru koji napaja malu mrežu koja nema mogućnost priključka na veću mrežu. Budući da sinhroni generator predstavlja jedini izvor, napon mreže zavisi od pobude tog generatora, a učestanost od brzine obrtanja njegove pogonske mašine.

• U mašini deluje samo jedna nezavisna magnetopobudna sila koja pripada pobudnom namotaju.

• Pobuda, magnetski fluks u međugvožđu i napon na priključcima mašine su međusobno zavisne veličine.

• Mnogo češći slučaj pogonskog stanja je rad sinhronog generatora na opštu (čvrstu) mrežu.

• Paralelnim radom generatora u pojedinim elektranama i paralelnim povezivanjem pojedinih elektrana i EES, dobijaju se mreže većih snaga, na koje manje mogu da utiču pojedini generatori ili elektrane.

• Što je snaga mreže veća, njen napon možemo smatrati stalnijim (čvršćim) u pogledu veličine, faznog pomeraja i učestanosti.

• Kod priključivanja generatora na opštu mrežu, mora se provesti poseban postupak, kojeg nazivamo sinhronizacijom.

Elektromehaničke oscilacije sinhrone mašine

• Sinhrona mašina priključena na mrežu ima osobine oscilujućeg sistema.

• Kod parnih i vodnih turbina, koje su danas najčešće u upotrebi, obrtni moment je stalan te se kod njih javljaju samo slobodna ili sopstvena njihanja, dok se kod primene dizel generatora i motora koji pogone klipne kompresore, koji rade u impulsima, javljaju i prisilne oscilacije.

Prigušni namotaj

• U svrhu prigušenja oscilacija rotora ugrađuju se u polne nastavke (iz lameliranih limova) bakreni štapovi, koji se sa strane spajaju sa dva kratkospojena prstena, slično kavezu kod asinhronih kaveznih mašina.

• Pri oscilovanju rotora, obrtno polje statora presijeca štapove kaveza, te indukuje u njima napone, koji protjeraju takve struje koje svojim obrtnim poljem stvaraju moment koji se protivi relativnom kretanju, pa ga prema tome prigušuju.

Veliki hidro i turbo sinhroni generatori

• Hidro i turbo sinhroni generatori velikih snaga predstavljaju, uz transformatore velikih snaga, najveće električne uređaje.

• Jedno od bitnih ograničenja vezano za granične snage ovih uređaja jeste i mogućnost transporta (npr. "železnički profil").

• Prema potrebi stator generatora se transportuje u segmentima.

• Hidrogeneratori velikih snaga se obično postavljaju vertikalno, a hlađenje je kombinovano voda-vazduh

• Zbog velike brzine obrtanja i velikih mehaničkih naprezanja, ograničen je prečnik rotora turbogeneratora.

• Maksimalna dužina mašine određena je elastičnim svojstvima rotora- kritičnim brzinama obrtanja i problemima u vezi sa mirnim hodom rotora.

• Kod jedinica najvećih snaga, provodnici se direktno hlade bilo gasom (vodonikom) ili tečnošću (vodom).

• U svrhu provjere izdržljivosti rotora na povišene brzine, koje se mogu pojaviti u radu, sprovodi se ogled s povišenom brzinom obrtanja, tzv. Ogled "vitlanja. Prije ogleda vitlanja potrebno je statički i dinamički izbalansirati rotor.

• Da bi se povećavo naznačeni napon generatora i, s tim u vezi, generator direktno priključio na mrežu, bez upotrebe blok-transformatora, umjesto klasično izolovanih namotaja neki proizvođači upotrebljavaju odgovarajuće kablove.

• U svijetu već duže vrijeme postoji tendencija gradnje električnih mašina sa relativno niskim električnim i mehaničkim gubicima, što u osnovi ima za posljedicu povećanje gabarita i cijene.

Sinhroni generator iz 1920. Hidrogenerator

Sinhroni motor

• Kod motora za naizmeničnu struju najviše je zastupljen, po značaju i masovnosti primjene, asinhroni motor, a posijle njega sledi sinhroni motor .

• U odnosu na asinhrone mašine velikih snaga, bitne prednosti sinhronih motora su bolji stepen iskorišćenja, i to što ne troše reaktivnu energiju (postoji mogućnost i proizvodnje reaktivne energije), dok su nedostaci vezani za postojanje pobude i relativno teško puštanje u rad.

• U savremenoj praksi, najviše su zastupljeni standardni sinhroni motori sa pobudom, zatim sinhroni motori sa permanentnim magnetima i reluktantni sihroni motori (bez pobude).

• Sinhroni motor ima konstantnu brzinu obrtanja koja ne zavisi od mehaničkog momenta, već isključivo od učestanosti napajanja i broja pari polova. Zbog ove osobine, područje primjene sinhronog motora je ograničeno samo na one pogone u kojima nije potrebna promjena brzine obrtanja.

• Sinhroni motori se koriste za pogone sa konstantnom brzinom obrtanja, od najmanjih snaga reda jednog vata (časovnici, releji, hronografi), preko snaga od stotinjak vata (fonograf- pogon filmske trake), do desetak MW(pogon kompresora i ventilatora).

• Posebno je interesantan slučaj kada motor radi u praznom hodu, bez elektromehaničke konverzije, kada se proizvodi reaktivna energija (kompenzator). U takvim pogonima rado se upotrebljava zbog njegove značajne prednosti u odnosu na ostale motore, sadržane u činjenici da može da proizvodi reaktivnu energiju i time da popravlja faktor snage ( cosϕ ) cijelog postrojenja.

• U novije vrijeme, u elektromotornim pogonima napajanim iz pretvarača energetske elektronike, primjenjuju se sinhrone mašine sa permanentim magnetima, umjesto pobudnog namotaja (robotika, alatne mašine, servopogoni).

• Pobuda ovih mašina je konstantna i određena je konstrukcionom izvedbom. Za rad sa promjenljivom brzinom potreban je izvor naizmenične struje promenljive frekvencije (pretvarač energetske elektronike).

• Sa povećanjem mehaničkog momenta povećava se električni (pogonski) momenat sinhronog motora sve dok se oba momenta u ustaljenom stanju ne izjednače. Pri tome ne

• dolazi do promjene brzine, već se jedino mijenjaju uglovni odnosi između pojedinih obrtnih magnetopobudnih sila i obrtnih flukseva.

• Međutim, kod suviše velikog opterećenja, ovi uglovi postaju toliki da se više ne može održati održati ravnoteža dvaju momenata i mašina ispada iz stabilnog rada ("ispada iz koraka").

Asinhrone mašine

• Asinhrone mašine su električni energetski, reverzibilni uređaji naizmjenične struje, koji vrše konverziju električne energije u mehaničku -asinhroni motori, ili konverziju mehaničke energije u električnu -asinhroni generatori.

• Asinhroni motori, posebno trofazni asinhroni motor, zbog svoje jednostavnosti i pouzdanosti, danas je najčešće korišćeni motor u industriji. Konverzija električne energije u mehaničku ostvaruje se zahvaljujući tzv. transformatorskom dejstvu;

• električna energija sa nepokretnog dijela -statora, prenosi se na pokretni dio -rotor, bez konduktivne veze između njih, zahvaljujući međusobnoj indukciji.

• Elektromotor je uređaj koji vrši konverziju električne energije u mehaničku energiju. Prema vrsti napajanja elektromotori se dijele na:

• 1. elektromotore jednosmijerne struje • 2. elektromotore naizmjenične struje.

• Elektromotori naizmjenične struje imaju niz prednosti u odnosu na elektromotore jednosmjerne struje. Jedna od prednosti elektromotora naizmjenične struje je odsustvo kolektora i četkica, koji inače predstavljaju najveće ograničenje i nedostatak elektromotora jednosmjerne struje, i svih problema koji usljed njih nastaju.

• Elektromotore naizmjenične struje karakterišu manje dimenzije i mase, pa sa tim i niža cijena. Grijanje rotora trofaznog asinhronog motora je, praktično, jedina njegova loša osobina.

Konstrukcija trofaznog asinhronog (Teslinog) motora

• Trofazni asinhroni Teslin motor na svom statoru ima trofazne namotaje koji su uzrok indukovanja elektromotornih sila u rotoru, tj, imaju ulogu induktora.

• Svaki fazni namotaj se sastoji iz redno vezanih namotaja sinusno raspoređenih po obimu motora. Kod trofaznog asinhronog motora prostorno i vremensko pomjeranje namotaja i struja kroz namotaje je 32π.

• Rotor izrađen od feromagnetskog materijala (gvožđa), u kome se indukuje elektromotorna sila, tj, indukt, je cilindričnog oblika sa rupama aksijalno probušenim po obimu cilindra.

• U rupe se smještaju provodnici koji se sa bočnih strana kratko spajaju. Takva jednostavna i jeftina izrada rotora trofaznog asinhronog motora jeste jedna od njegovih prednosti. Na slici prikazan je izgled trofaznog asinhronog motora.

Izgled trofaznog asinhronog motora

Rastavljeni kavezni kratkospojeni motor snage 250 W mašine za pranje veša. Statorski namotaj od 12 sekcija je u kućištu levo. Do njega je kavezni rotor.

Rotor asinhrone mašine sa poluzatvorenim žljebovima