ALTERNATIVES OF MV GRID DEVELOPMENT AND TRANSITION FROM TRANSFORMATION 30/10KV TO 110/10(20) KV IN ELEKTRA ŠIBENIK

HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNE ELEKTRODISTRIBUCIJSKE KONFERENCIJE - HO CIRED 4. (10.) savjetovanje Trogir/Seget Donji, 11. - 14. svibnja 2014. SO5-02 Izv.prof.dr.sc. Ranko Goić, dipl.ing.el. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split rgoic@fesb.hr Ivan Penović, dipl.ing.el. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split ivan.penovic@fesb.hr Jakov Krstulović Opara, dipl.ing.el. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split jakov.krstulovic-opara@fesb.hr Radislav Gulam, dipl.ing.el. HEP-ODS d.o.o. Elektra Šibenik radislav.gulam@hep.hr Tanja Marijanić, dipl.ing.el. HEP-ODS d.o.o. Sektor za inv. i izgradnju tanja.marijanic@hep.hr Josip Vasilj, dipl.ing.el. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split jvasilj@fesb.hr VARIJANTE RAZVOJA SN MREŽE I PRIJELAZ SA TRANSFORMACIJE 30/10 KV NA 110/10(20) KV U ELEKTRI ŠIBENIK SAŽETAK Distribucijska mreža 30 kv, koja električnom energijom opskrbljuje priobalni dio Šibensko-kninske županije, napaja se iz jedne pojne točke TS 220/110/30 kv Bilice, a karakteristična je po radijalnim dugim nadzemnim vodovima do geografski disperziranih 9. Uz izraženo ljetno vršno opterećenje, evidentni su problemi u opskrbi električnom energijom, očitovani visokom nepouzdanošću napajanja i velikim padovima naponima, koji ukazuju na neizbježna ulaganja u kapitalne elektroenergetske objekte, od ključne važnosti za sigurnu i kvalitetnu opskrbu električnom energijom postojećih korisnika mreže (prvenstveno kupaca) kao osnove za daljnji gospodarski razvoj ove regije, s neupitnim turističkogospodarskim kapacitetom. U radu koji se temelji na studiji [1], predstavljeni su rezultati detaljne analize varijanti etapnog razvoja mreže na razini 110-30 kv, s konačnim ciljem ukidanja naponskog nivoa 30 kv. S obzirom na brojne specifičnosti pojedinih dijelova mreže 30 kv, usuglašeno je ipak dugoročno zadržavanje mreže 30 kv na određenim područjima, izgradnjom kombiniranih TS 110/30/10(20) kv, s motivacijom efikasne sanacije postojećeg nepovoljnog stanja, uz prihvatljive troškove. Ključne riječi: distribucijska mreža, dugoročna prognoza potrošnje, razvoj mreže ALTERNATIVES OF MV GRID DEVELOPMENT AND TRANSITION FROM TRANSFORMATION 30/10KV TO 110/10(20) KV IN ELEKTRA ŠIBENIK SUMMARY The coastal area of the Šibenik-Knin County is supplied with electric power from a single substation 110/30 kv Bilice through the 30 kv distribution grid. The 30 kv grid is characterized by long radial overhead lines connecting 9 geographically dispersed 30/ substations. There are evident problems in energy supply of the area, low reliability and high voltage drops, especially during the summer peak load. Therefore, new investments in electric power grid are necessary in order to establish supply quality and reliability, which will serve as a basis for future economic growth of this region with substantial touristic and industrial interest. This paper is based on the study [1] and represents the results of an exhaustive analysis for multi-phase development of the 110-30 kv grid, with the final intention to eliminate the 30 kv voltage level. However, due to numerous specific issues of particular parts of the 30 1

kv grid, the most cost acceptable solution suggests maintaining the 30 kv grid in certain areas. This will be achieved by installing combined substations 110/30/10(20) kv. Key words: distribution grid, long-term load forecasting, grid development 1. UVOD Studijom Razvoj SN mreže za razdoblje narednih 20 godina za distribucijsko područje Elektra Šibenik [1], izrađene krajem 2010. godine na Fakultetu elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu, za potrebe naručitelja HEP - Operator distribucijskog sustava d.o.o., detaljno je razrađena problematika 20 godišnjeg razvoja elektroenergetske srednjenaponske mreže u nadležnosti Elektre Šibenik, uključivo i zajedničke objekte prijenosne i distribucijske mreže TS 110/x kv, dok je prijenosni dio mreže razmotren na razini potrebnoj za sagledavanje sigurnosti napajanja distribucijske mreže/konzuma. U ovom radu predstavljen je jedan dio rezultata studije s posebnim osvrtom na moguće varijante i etapnost razvoja kritičnog dijela distribucijske mreže 30 kv (pogona Šibenik). Naime, priobalni dio Šibensko-kninske županije, s maksimalnim ljetnim vršnim opterećenjem od 75 MW (2008.g.), odnosno 83.6 MW (2013.g) trenutno se napaja iz jedne pojne točke TS 110/30 kv Bilice, te 30 kv mreže i 9. Duga i uglavnom radijalna mreža 30 kv, dalekovodi 30 kv kojima je uglavnom istekao životni vijek, manjak snage u transformaciji 30/, te visoka ljetna opterećenja, rezultiraju visokom nepouzdanošću napajanja, velikim padovima napona te visokim opterećenjima pojedinih DV 30 kv i. Također, na mrežu 30 kv i su priključene 3 vjetroelektrane i jedna hidroelektrana ukupne snage 38 MW, što u zimskom razdoblju ponekad rezultira većom proizvodnjom od ukupne potrošnje u mreži 30 kv. Prezentirani rezultati detaljne analize mogućih varijanti i etapnosti razvoja jednog dijela mreže 30 kv, vođeni su s konačnim ciljem ukidanja naponskog nivoa 30 kv i uvođenjem isključivo transformacije 110/10(20) kv. S obzirom na brojne specifičnosti pojedinih dijelova mreže 30 kv i, relativno velike prostorne disperzije, te visokih ukupnih troškova navedene tranzicije, predložene etape razvoja mreže optimirane su u vremenu na način da se tranzicija odvija postepeno, s obzirom na tehnički uvjetovane prioritete i ograničene financijske mogućnosti. Takvim pristupom planiranju razvoja mreže izbjegnuta je bezuvjetna zamjena svih novim TS 110/10(20) kv u određenim ciljanim godinama, što zahtjeva dugoročno zadržavanje mreže 30 kv na određenim područjima, izgradnju kombiniranih TS 110/30/10(20) kv, te određena specifična rješenja u cilju što uspješnije sanacije trenutnog nepovoljnog stanja uz prihvatljive troškove. Također, u radu su dani i komentari bitnih izmjena u planu razvoja mreže koji su nastali proteklih nekoliko godina nakon usvajanja studije. 1.1. Problematika postojeće elektroenergetske mreže Priobalni dio Šibensko-Kninske županije napaja se iz jedne pojne točke TS 220/110/30 kv Bilice uglavnom preko radijalnih vodova 30 kv prema zapadnom dijelu priobalja do Tisno, (cca. 22km) i Vodice (cca. 11 km) te južnom dijelu do Primošten i Rogoznica (cca. 27 km). Iz iste pojne točke, u središnjem dijelu, napaja se Grad Šibenik preko Šibenik 1 i Šibenik 3, te šire šibensko zaleđe preko TS 30/10/15 kv Lozovac. Naponska razina 15 kv definitivno je ukinuta početkom 2013.g., na način da su zamjenjeni svi transformatori 15/0.4 kv, kao i transformator 30/15 kv u TS lozovac. Na mrežu 30 kv i priključene su VE Trtar Krtolin (11,2 MW), VE Orlice (9,6 MW), VE Crno brdo (10 MW) i HE Jaruga (7,2 MW). U postojećoj distribucijskoj mreži (Slika 1) dugo vremena su evidentni problemi u opskrbi električnom energijom, poglavito za vrijeme vršnog ljetnog opterećenja. Problemi opskrbe manifestiraju se kroz nepouzdanost napajanja i kvalitetu električne energije, prvenstveno s obzirom na velike padove napona uzrokovani dugim 30 kv vodovima, s time da velike razlike između maksimalnog i minimalnog opterećenja onemogućavaju bilo kakvu regulaciju na transformatorima 30/ i 10/0,4 kv. Naime, vršno opterećenje u ljetnim mjesecima poraslo je gotovo za 140% u posljednjih 10 godina, ponajviše zbog razvoja turističkih kapaciteta u priobalju, prvenstveno u smislu podizanja kvalitete usluge (ugradnja klima uređaja), a manje kroz izgradnju novih turističkih kapaciteta. U međuvremenu, na ovom području nije izgrađena niti jedna nova TS 110/x kv, tako da je postojeća 30 kv mreža u potpunosti iskorištena. Daljnji rast vršnog opterećenja i potrošnje zasigurno se neće nastaviti istim intenzitetom kao u posljednjih 10 godina, ali je ipak za očekivati natprosječni rast opterećenja ukoliko se realizira bar dio planiranih turističkih sadržaja i gospodarskih objekata. Sukladno tome, postojeća mreža 30 kv pogona 2

Vršno opterećenje [MW] Šibenik ne može pratiti daljnje povećanje zahtjeva za električnom energijom, stoga je neizbježna i neodgodiva izgradnja novih dodirnih točaka s prijenosnom mrežom u TS 110/x kv. 1 1 Benkovac LEGENDA: TS 220/110/30 kv TS 110/35/10(20) kv Drniš Knin TS 110/30(35) kv TS 30(35)/ Tisno Vodice TS 220/110/30 kv Bilice Šibenik1 Šibenik 3 TS 110/30 kv Ražine TS 30/15/10/6,3 kv Lozovac VE Trtar-Krtolin TS 30/10(20) kv Podi HE Jaruga VE Crno brdo EVP DV 2 DV 1 DV 30(35) kv (primarno napajanje) DV 30(35) kv (rezervno napajanje) Granice Županije Hidroelektrana Vjetroelektrana VE Orlice 2x2 Konjsko 1 Trogir 2 Zakučac Primošten Rogoznica Slika 1 Postojeće stanje mreže 220,110 i 30 kv na području Elektre Šibenik, pogon Šibenik 2. ANALIZA POSTOJEĆEG STANJA Analize obuhvaćene studijom provedene su na temelju detaljnih podataka o parametrima mreže na svim naponskim nivoima, dostupnih mjerenja za karakteristična razdoblja vršnih zimskih i ljetnih opterećenja u posljednjih 10 godina. Prikazana ljetna i zimska vršna opterećenja šibenskog područja te cjelokupne Elektre Šibenik za razdoblje 2000.-2009. godine (Slika 2) ukazuju na značajan trend rasta i to u prosjeku 6,8% zimskog opterećenja te čak 13,4 % ljetnog vršnog opterećenja. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Pogon Šibenik - zima 44.0 39.7 38.8 56.0 56.3 63.1 66.1 65.0 69.2 Pogon Šibenik - ljeto 33.2 56.6 60.0 62.6 65.1 68.5 74.5 71.0 DP Šibenik - zima 59.2 58.9 58.8 66.3 79.1 83.5 86.7 85.5 89.4 86.3 DP Šibenik - ljeto 50.0 49.3 45.9 67.2 70.8 71.8 78.6 82.7 88.4 85.4 Slika 2 Vršno ljetno 2002.-2009. i zimsko opterećenje 2000.-2008. Elektra Šibenik i pogona Šibenik 3

52% 52% 17% 68% 6% 0.9 8% 6% 57% 72% 60% 13% 2.8 10% 12% 12% 73% 53% 91% 50% 74% 63% 44% 48% 46% 56% 47% 53% 62% 55% 47% 48% 48% 3% 23% 43% 56% 24% Sukladno tome ljetno vršno opterećenje posljednjih godine čak nadilazi zimsko, što je uzrokovano izraženim rastom standarda i proširenja turističke ponude, koja podrazumijeva ugradnju klimatizacijskih uređaja, kao bitnog čimbenika. Bitno je naglasiti da se ukupno opterećenje cjelokupnog distribucijskog područja Šibenik uglavnom i kronološki podudara s vršnim opterećenjem pogona Šibenik, naročito u ljetnom razdoblju, kada ono čini više od 80% ukupnog opterećenja, dok manji dio otpada na napajanje pogona Knin i Drniš. Smjernice provedenih analiza te zaključci s obzirom na postojeća i planirana stanja u mreži zasnovani su na modelima mreže kreiranim programskim paketom PowerCAD, na osnovu poznatih tehničkih parametara elektroenergetske mreže i uklopnog stanja u redovnom pogonu. Opterećenje u mreži, ekvivalentirano u čvorištima x/, rekonstruirano je temeljem obrađenih mjerenja istovremenih s vršnim opterećenjem zabilježenim 04.08.2008. godine u 21:00 sati. Elektrane priključene na mrežu 30 kv pogona Šibenik (VE Trtar-Krtolin, VE Orlice i hidroelektrana Jaruga), u razmatranom su proračunu zanemarene, s obzirom da pri maksimalnom opterećenju u mreži imaju pozitivan utjecaj na pogonske prilike. Za potrebe studije [1] mreža je zasebno modelirana i na naponskoj razini x/, čime su modeli mreže 110-30(35) kv dodatno verificirani i usklađeni. HE Jaruga 6.27kV 26% 26% TS 30/15/10/6,3 kv Lozovac 26% 1.6 MW 0.6 MVAr 15.55kV 2.0 MW 0.4 MVAr 10.43kV 60% 53% Benkovac Drniš 0.9 MW 0.4 MVAr 6% 6% MW 0.4 MVAr RS Lozovac 30.10kV 10% 12% VE Trtar-Krtolin 2.8 MW 13% 12% MW 0.7 MVAr 1.2 MVAr 2% 2% 0.0 MW 0.5 MVAr Tr. 2 74% 42.2 MW 16.1 MVAr TS 220/110/35 kv Bilice Tr. 3 Tr. 4 56% 32.7 MW 10.7 MVAr Trogir (Podi) TS 110/35 kv Ražine 30.83kV 30.33kV 28.14kV 47% 3.1 MW 1.2 MVAr 52% 9.67kV 3.1 MW 1.4 MVAr 17% 3.1 MW 1.4 MVAr 27.70kV Tisno 68% 72% 9.50kV 8% 57% 10.6 MW 2.4 MVAr 11.0 MW 3.6 MVAr 14.3 MW 5.4 MVAr 73% 28.53kV 91% 63% Vodice 9.75kV 16.5 MW 3.8 MVAr 14.8 MW 6.4 MVAr 50% 97%97% 16.6 MW 5.1 MVAr 10.46kV 17.6 MW 6.5MVAr 85% 86% 46% Šibenik1 30.15kV 10.5 MW 3.0 MVAr 43% 43% 27.5 MW 8.9 MVAr 44% 48% 9.8 MW 3.1 MVAr 16.6 MW 5.7 MVAr 9.7 MW 2.9 MVAr 47% 47% 3% 53% 9.4 MW 3.0 MVAr 28.33kV 9.81kV 48% 4.8 MW 1.2 MVAr 0.0 MW 0.5 MVAr 48% 43% VE Orlice 4.4 MW 1.3 MVAr Primošten 4.4 MW 1.3 MVAr 23% 24% Rogoznica 56% 9.67kV 28.06kV 4.3 MW 1.0 MVAr 29.99kV 62% 55% Šibenik3 9.86kV 10.29kV 8.2 MW 8.3 MW 2.4 MVAr 2.4 MVAr Slika 3 Tokovi snaga i naponske prilike u postojećoj mreži 30 kv (Pogon Šibenik) pri maksimalnom vršnom opterećenju (04.08.2008., 21:00) Rezultati proračuna tokova snaga pri maksimalnom vršnom opterećenju (Slika 3) ukazuju na kritične točke u mreži 30 kv, posebice DV 30 kv na dionici Bilice Vodice koji biva opterećen do krajnjih granica, te značajne padove napona na TS Tisno, Vodice i Rogoznica, koje se zatim reflektiraju i na naponske prilike u mreži. Također prisutna su i visoka opterećenja transformacija 30/ Vodice i Tisno. Pritom je bitno naglasiti da se mreža 30 kv pogona Šibenik napaja razdvojeno preko dva transformatora snage 63 MVA. Jednim transformatorom se preko znatno kraće i uglavnom kabelske mreže, napaja grad Šibenik ( Šibenik 1 i 3) i TS 30/15/10/6,3 kv Lozovac, dok se drugim transformatorom (transformator br. 3), preko dugih dalekovoda napajaju uglavnom priobalna turistička naselja, tj. Vodice, Tisno, Primošten i Rogoznica te TS. Interesantan detalj predstavlja podešavanje automatske regulacije napona na 30 kv-noj strani u TS Bilice, koja se ljeti zbog visokog opterećenja i padova napona na dugim nadzemnim vodovima, postavlja na nešto viši regulirani napon od cca. 30.9 kv, dok se napon u zimskom dijelu godine regulira na nižem iznosu od cca. 30.3 kv. Na slici 4 shematski je prikazan rezultat zadovoljavanja kriterija N-1, prilikom ispada pojedinih vodova ili transformatora, uz maksimalno opterećenje u mreži. Crvenom bojom označeni su elementi mreže čijim ispadom nije zadovoljen kriterij N-1. Ispadom elemenata označenih zelenom bojom moguće je, uz eventualno uključenje rezerve, u potpunosti osigurati napajanje čitave potrošnje. Evidentna su kritična područja radijalno napajanih TS Tisno i, te Primošten i Rogoznica. Za TS Vodice postoji rezervni smjer napajanja u slučaju ispada, međutim nije održiv pri vršnom opterećenju (preopterećenje od 116%). Nadalje transformatori u TS Vodice i Primošten, nisu u mogućnosti preuzeti 4

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Potrošnja [GWh] Opterećenje [MW] cjelokupno vršno opterećenje u slučaju ispada drugog transformatora (u međuvremenu, novi transformator 16 MVA za TS Vodice je kupljen i planirana je ugradnja istog do ljeta 2014.g.). HE Jaruga TS 30/15/10/6,3 kv Lozovac Benkovac Drniš RS Lozovac VE Trtar-Krtolin TS 220/110/35 kv Bilice Trogir (Podi) TS 110/35 kv Ražine VE Orlice LEGENDA: Ispad DV/KB ne zadovoljava N-1 (nakon uključenja rezerve) Ispad DV/KB zadovoljava N-1 (nakon uključenja rezerve) Tisno Vodice Šibenik1 Primošten Rogoznica Ispad transformatora ne zadovoljava N-1 (nakon uključenja rezerve) Ispad transformatora zadovoljava N-1 (nakon uključenja rezerve) Šibenik3 Slika 4 Shematski prikaz rezultate analize pogonske sigurnosti (N 1) 3. ANALIZA I PROGNOZA RASTA VRŠNOG OPTEREĆENJA Prognoza porasta vršnog opterećenja Elektre Šibenik provedena je za razdoblje narednih 20 godina uz posebni naglasak na karakteristične godine 2015., 2020. i 2030. godinu. Provedena projekcija rasta vršnog opterećenja (slika 5) utemeljena je na povijesnom trendu rasta opterećenja i potrošnje, a uzimajući u obzir izražen utjecaj intenzivnog razvoja i rasta standarda turističke djelatnosti. Pri tome je dodatno u obzir uzeta planirana izgradnja pojedinačnih gospodarskih i turističkih zona koje mogu značajno utjecati na porast vršnog opterećenja u pojedinim područjima, a time i direktno utjecati na razvoj distribucijske mreže. Interesantno je napomenuti da se u 2013.g. ostvareno vršno opterećenje pogona Šibenik poklapa s iznosom koji je predviđen u studiji (ostvarenje - 83,6 MW dana 8.8.2013. u 21:00). 900 800 700 600 Potrošnja Opterećenja Prognoza opterećenja - Pogon Prognoza - Šibenik 1/3 Prognoza - Tisno, Vodice, Primošten, Rogoznica Prognoza -, Lozovac Trend rasta potrošnje 180 160 140 120 500 100 400 80 300 60 200 40 100 20 0 0 Slika 5 Procjena porasta vršnog opterećenja pogona Šibenik S obzirom da pogon Šibenik pokriva područje vrlo raznoliko po karakteru potrošnje i strukturi mreže, prognoza rasta opterećenja analizirana je kroz tri karakteristične cjeline: o grad Šibenik rast potrošnje primarno je uvjetovan povećanjem standarda. o Tisno, Vodice, Primošten, Rogoznica najintenzivniji, iznadprosječni rast opterećenja, uzrokovan razvojem turističke djelatnosti i izgradnjom novih sadržaja, 5

o, Lozovac ne očekuje se značajan porast opterećenja. 4. RAZVOJ MREŽE 110-30 KV Analiza razvoja mreže 110-30 kv razrađena je za vremensko razdoblje od narednih 20 godina sa strategijom konačnog ukidanja naponskog nivoa 30 kv i uvođenja isključivo transformacije 110/10(20) kv. Razvoj je koncipiran kroz tri etape izgradnje, koje su načelno vremenski definirane na slijedeći način: o I. faza 2015. godina, o II. faza 2020. godina, o III. faza 2030. godina. Ovakav vremenski tijek razvoja postavljen je u svrhu provođenja kvalitativne usporedbe mogućih varijanti razvoja, međutim potrebno ga je uzeti s dozom rezerve, obzirom na teško predvidivu dinamiku razvoja i rasta potrošnje. Analiza razvoja je ponovno razdjeljena prema karakterističnim cjelinama s obzirom na strukturu mreže, geografski položaj i karakteristike potrošnje: o Vodice, Tisno i o Primošten i Rogoznica o Šibenik 1 i Šibenik 3 Analizom mogućih smjerova razvoja mreže uglavnom su istaknuta 2 varijantna rješenja, uzimajući u obzir dinamiku razvoja te ciljano napuštanje naponske razine 30 kv, tj. prijelaz s transformacije 30/ na 110/10(20) kv. Sva razmatrana varijantna rješenja, kroz tri etape izgradnje, te konačni prijedlozi realizacije u studiji [1] su detaljno potkrijepljeni proračunom tokova snaga, analizom pogonske sigurnosti (N-1) te procjenom troškova. S obzirom na brojne specifičnosti pojedinih dijelova mreže 30 kv i, relativno velike prostorne disperzije, te visokih ukupnih troškova navedene tranzicije, predložene etape razvoja mreže optimirane su u vremenu na način da se tranzicija odvija postepeno s obzirom na tehnički uvjetovane prioritete i ograničene financijske mogućnosti. Takvim pristupom planiranju razvoja mreže izbjegnuta je bezuvjetna zamjena svih novim TS 110/10(20) kv u određenim ciljanim godinama, što rezultira dugoročnim zadržavanjem mreže 30 kv na određenim područjima, izgradnjom kombiniranih TS 110/30/10(20) kv, te određena specifična rješenja u cilju što uspješnije sanacije trenutnog nepovoljnog stanja uz prihvatljive troškove 4.1. Plan razvoja mreže 110-30 kv kojom se napajaju Vodice, Tisno i U postojećoj mreži 30 kv kojim se napajaju TS Vodice, Tisno i, evidentna su ograničenja u kapacitetima i problemi u opskrbi. Pri vršnom opterećenju, koje nastupa isključivo u ljetnom razdoblju, dolazi do opterećenja kabelske dionice voda 30 kv Bilice-Vodice preko 90%, a isto tako i transformatora od 8MVA u TS Vodice. Pritom pad napona na DV 30 kv Bilice-Tisno iznosi i do 8% u odnosu na nazivni napon. Nadalje, kriterij pogonske sigurnosti (N-1) nije zadovoljen, s obzirom da ispadom bilo koje dionice vodova 30 kv, nema mogućnosti rezervnog napajanja, osim djelomično za TS Vodice (ovisno o opterećenju). Obzirom na postojeće stanje i relativno zahtjevnu prostornu topologiju mreže na ovom području te značajan predviđeni porast opterećenja već u prvih 10 godina, neizbježna je kapitalna dogradnja mreže već u prvoj fazi razvoja. Analizom svih ulaznih podataka, a uzevši u obzir objekte iz postojećeg plana županije, proizašle su dvije osnovne varijante razvoja, definirane primarno redoslijedom izgradnje dvaju kapitalnih objekata TS 110/30/10(20) kv Kapela i TS 110/10(20) kv Vodice. Unatoč gotovo zanemarivoj troškovnoj razlici predstavljenih varijanti, istaknuta je varijanta a) kao tehnički povoljnija, obzirom da izgradnja TS Kapela u I. fazi ipak predstavlja prihvatljivije rješenje, bitnim skraćenjem radijalnih vodova 30 kv prema TS Tisno i, uz rasterećenje TS Tisno preuzimanjem opterećenja na razini. Napajanje TS Vodice pritom je osigurano preko DV 2x30 kv iz TS Bilice. Također, ranija izgradnja TS 30/10(20) kv Murter u odnosu na rekonstrukciju Tisno (povećanje snage na 2x16MVA) je prihvatljivije rješenje budući da je upitna mogućnost takve rekonstrukcije TS Tisno u postojećim gabaritima. Problemi u realizaciji ovakvog plana u proteklih nekoliko godina nastaju zbog neusklađenosti planova razvoja prijenosne mreže sa planovima razvoja distribucijske mreže. Naime, planovima razvoja prijenosne mreže nisu uvaženi zahtjevi za osiguranjem DV 2x1 do TS Kapela, kao ni zatvaranje petlje 1 prema TS Vodice čime bi se osigurao kriterij N-1 za TS Vodice. U takvoj situaciji, u slučaju izgradnje TS 110/10(20) kv Vodice i neizgradnje TS 110/30/10(20) kv Kapela, sigurnost napajanja i naponske prilike za TS Tisno i TS bi se pogoršale, budući da bi se umjesto postojećeg DV 110 6

kv Bilice-Vodice presjeka 240mm2 koji radi na naponskom nivou 30 kv, trebao koristiti stari DV 30 kv presjeka 120 mm2. Zaključno s 2030. godinom ipak je realnije zadržavanje naponskog nivoa 30 kv, kojem se osigurava dugoročno održivo rješenje uzimajući u obzir sanaciju postojećeg stanja uz minimalne kapitalne troškove. Konačno napuštanje naponske razine 30 kv u potpunosti podrazumijevalo bi izgradnju TS 110/10(20) kv Tisno () i priključak izgradnjom DV(KB) 2x1 Tisno-Kapela. Tablica 1 Varijante razvoja mreže 110-30 kv kojom se napajaju Vodice, Tisno i Varijanta a) Varijanta b) Faza I Faza II TS 110/30/10(20) kv Kapela i priključak na 1 mrežu: Zamjena TR u Zamjena TR u Vodice TS 110/10(20) kv Vodice i priključak na 1 mrežu: DV 1 stup 41-TS Kapela TS 110/10(20) kv : TS 30/10(20) kv Murter (2x8 MVA) TS 110/30/10(20) kv Vodice i priključak na 1 mrežu: Zamjena TR u Zamjena TR u Tisno TS 110/30/10(20) kv Kapela i priključak na 1 mrežu: DV 1 stup 41-TS Kapela TS 110/10(20) kv : KB 2x30 kv Tisno-Kapela KB 2x30 kv Tisno-Kapela Transformacija 20/ u TS Vodice Transformacija 20/ u TS Vodice Faza III - TS 30/10(20) kv Murter (2x8 MVA) 4.2. Plan razvoja mreže 110-30 kv kojom se napajaju Primošten, Rogoznica Primošten i Rogoznica napajaju se radijalnim DV 30 kv ukupne duljine cca. 26.8 km. Problemi u opskrbi postojeće mreže prije svega su u nepouzdanom napajanju, s obzirom da ispad bilo kojeg dijela DV 30 kv (osim početne dionice od 4.95 km koja ima mogućnost rezerve preko TS Šibenik 3) rezultira prekidom u opskrbi električnom energijom velikog broja, relativno važnih, potrošača (turističkih objekata). Isto tako u pitanje dolazi i kvaliteta električne energije, obzirom na značajne padove napona na relativno dugim vodovima 30 kv. Pri vršnom opterećenju pad napona na DV 30 kv iznosi i do 7%, a zbog značajne razlike minimalnog i maksimalnog dnevnog opterećenja poboljšanju naponskih prilika nije moguće doprinijeti ni regulacijom na transformatorima u TS Bilice. Obzirom na relativno visok trend rasta potrošnje ovog područja u ljetnom razdoblju, uzrokovan intenzivnim razvojem turističke djelatnosti, u I. fazi ključna je izgradnja TS 110/30/10(20) kv Primošten, čime bi se ostvarila nova dodirna točka s prijenosnom mrežom uz znatno skraćivanje duljine izvoda 30 kv za napajanje TS Rogoznica. Moguće varijante razvoja ovog dijela mreže definirane su obzirom na verziju izgradnju transformacije 110/30 kv u TS Primošten te zadržavanje transformacije 30/ u TS Rogoznica u drugoj fazi. Tehno-ekonomskom analizom, u prvoj je fazi, kao povoljnijom predložena izgradnja transformacije 110/30 kv u TS Primošten čime bi se znatno skratio radijalni izvod 30 kv prema TS Rogoznica i time znatno poboljšale naponske prilike. Naknadno je, na osnovu idejnog i glavnog projekta usvojeno rješenje sa osnovnom transformacijom 110/10(20) kv, dok se preko transformacije 10(20)/30 kv ostvaruje veza prema TS Rogoznica i VE Orlice. U drugoj fazi, kao dugoročno rješenje, uz minimalna ulaganja, predložen je prijelaz na naponsku razinu, čime TS 110/ Primošten preuzima ukupni konzum, a Rogoznica se uklanja. Međutim, s obzirom na naknadno doneseni plan izgradnje turističke zone Kalebova luka procijenjene priključne snage 4.5 MW na lokaciji cca. 6 km od TS Rogoznica, pokazuje se neprihvatljivo ukidanje postojeće Rogoznica, sve do izgradnje TS 110/10(20) kv Rogoznica. Konačno, dugoročno rješenje izgrađenosti promatrane mreže, koje nije za očekivati u razdoblju narednih 20 godina, podrazumijeva izgradnju TS 110/ Rogoznica (), i planiranog DV 1 Primošten-Rogoznica-Marina-Trogir. 7

Tablica 2 Varijante razvoja mreže 110-30 kv kojom se napajaju Primošten i Rogoznica Varijanta a) Varijanta b) Faza I Faza II TS 110/30/10(20) kv Primošten i priključak na 1 mrežu: Zamjena transformatora u 30/ Rogoznica (4-->8 MVA) VP 30 kv u TS Primošten i TS Rogoznica Drugi transformator 110/10(20) kv i 1xTP110 u TS Primošten DV 1 Rogoznica Primošten TS 110/10(20) kv Primošten i priključak na 1 mrežu: Zamjena transformatora u 30/ Rogoznica (4-->8 MVA) Drugi transformator 110/10(20) kv i 1xTP110 u TS Primošten Rekonstrukcija DV Primošten- Rogoznica na, 95mm2 Faza III - - 4.3. Plan razvoja mreže 110-30 kv kojom se napajaju Šibenik 1 i Šibenik 3 Iako je postojećim kapacitetom mreže uglavnom zadovoljena relativno pouzdana i kvalitetna opskrba električnom energijom grada Šibenika, uz zabilježena vršna opterećenja i planove izgradnje, dogradnja okolne mreže 110-30 kv bit će nužna već u ranijim fazama razvoja. To se posebice odnosi na probleme u opskrbi jugoistočnog dijela grada Šibenika, napajanog iz Šibenik 3, u kojoj vršno opterećenje zimi dostiže i do 20 MW, a zauzeta su sva vodna polja i nema mogućnosti širenja. Razvoj ovog dijela mreže 110-30 kv jednoznačno je usuglašen, ne ostavljajući prostora za razradu varijantnih rješenja. U prvoj fazi razvoja, kao najprikladnije tehno-ekonomsko rješenje po pitanju postojećih problema u opskrbi predstavlja izgradnja nove transformacije 110/10(20) kv na području bivšeg TLM-a, koja bi preuzela dio opterećenja i bitno rasteretila TS Šibenik 3. Također, manji dio opterećenja istočnog dijela preuzima nedavno izgrađena TS Podi (prve faze, ). Time se otvara mogućnost za rasterećenjem Šibenik 1 (zimsko vršno opterećenje dostiže i do 20 MW), na način da dio opterećenja preuzme TS Šibenik 3, nakon što se izgradi TS 110/10(20) kv Ražine. Međutim, do danas nisu ostvareni značajniji pomaci u realizaciji ove TS, primarno zbog nemogućnosti dogovora sa TLM-om odnosno tvrtkom Adrial. U daljnjoj fazi razvoja, razmatrana je izgradnja TS 110/10(20)kV Šibenik 4 iz razloga vrlo izvjesnog širenja grada Šibenika prema neizgrađenom zapadnom dijelu, te mogućnosti izgradnje većih potrošača na području bivšeg TEF-a. Pritom je napajanje tog dijela grada praktički nemoguće ostvariti iz postojeće Šibenik 1, s obzirom na topologiju i prilike u postojećoj mreži. Naime, već priključenjem trgovačkog centra na zapadnoj granici urbaniziranog dijela grada, čija je izgradnja u tijeku, za očekivati je dodatne poteškoće u mreži napajanoj iz TS Šibenik 1. Napuštanje naponskog nivoa 30 kv nije prognozirano u narednih 20 godina ni u ovom dijelu mreže, a realizacijom takvog scenarija napajanje grada dugoročno bi u potpunosti preuzele TS 110/ Šibenik 4 i TS 110/ Ražine. Tablica 3 Varijante razvoja mreže 110-30 kv kojom se napajaju Šibenik 1 i Šibenik 3 Faza I Faza II Faza III Jedinstveno rješenje razvoja Transformacija 110/10(20) kv () u TS Ražine (TLM) Zamjena transformatora 14MVA sa 16MVA u TS Šibenik 3 TS 30/10(20) kv Šibenik 4 VP 30 kv u TS Bilice i TS Šibenik 1 Priključak na mrežu TS Šibenik 4 (2xKB 35 kv) TS 110/10(20) kv Šibenik 4, 2x20(40) MVA, GIS i priključak na mrežu 4.4. Pregled optimalne varijante razvoja SN u Elektri Šibenik Nepovoljno postojeće stanje u mreži te karakteristični geografski položaj rezultiraju relativno visokim ukupnim troškovima nužnih zahvata u mreži već u prve dvije faze razvoja. Sukladno tome, u razdoblju narednih 20 godina, usuglašeno je ipak dugoročno zadržavanje jednog dijela mreže naponske razine 30 kv te ostvarivanje novih dodirnih točaka s prijenosnom mrežom izgradnjom TS 110x kv. Na 8

slici 6 prikazan je rezime konačnog prijedloga etapnog razvoja mreže 110-30 kv, proizašao kao rezultat detaljnih analiza iz [1]. Bitno je naglasiti da je pri provedenoj analizi razvoja mreže u obzir uzeta i hijerarhijska ljestvica prijelaza na naponski nivo, zasebno razrađena u studiji, prema modelu iz [4]. Drniš-Knin TS 2x8 MVA 1 DV 2x1 cca. 7,6 km TS 110/30/10(20) kv Kapela 2x20 + 2x4(8)MVA Benkovac 1 TS Bilice 2x63 MVA TS Podi 2x8+20 MVA Trogir (Pirovac) 30 kv 30 kv TS Vodice 16+16 MVA I. Faza TS Tisno 2x8 MVA TS Šibenik1 3x8 MVA TS Šibenik3 16+16 MVA TS 110/10(20) kv Ražine + 110/30 kv 2x150 MVA VE ORLICE DV 1 16 km TS 110/30/10(20) kv Primošten 20+20+16 MVA TS Rogoznica 8+8 MVA TS Kapela 2x20 + 2x8 MVA (Pirovac) TS 30/ 10(20) kv Murter 2x8 MVA TS 110/10(20) kv DV 110 kv cca. 5 km TS Tisno 2x16 MVA II. Faza TS 110/10(20) kv KB 2x1 cca. 0.6 km TS 110/10(20) kv Vodice 2x40 MVA Benkovac TS 30/10(20) kv Šibenik4 2x8 MVA KB 30 kv cca. 3 km KB 30 kv cca. 3 km TS Šibenik1 3x8 MVA Drniš-Knin TS Bilice 2x63 MVA TS Šibenik3 2x16 MVA TS Ražine + 2x150 MVA TS Primošten 20+20+16 MVA * VE ORLICE TS Podi 2x8+20 MVA DV 5 km RS Rogoznica Trogir Kaštela Trogir TS Kapela 2x20(40) MVA TS Podi TS 110/10(20) kv Tisno III. Faza TS Vodice 2x20(40) MVA (Nakon 2030. godine) TS 110/10(20) kv Šibenik4 TS Šibenik1 3x8 MVA TS Šibenik3 2x16 MVA VE ORLICE TS Primošten TS Ražine + 2x150 MVA TS 110/10(20) kv Rogoznica DV 1 5 km Marina/Trogir Rješenje sa ukidanjem Rogoznica prema studiji [1] u fazi II - naknadno napušteno zbog * pojave izgledne turističke zone Kalebova luka s procijenjenim vršnim opterećenjem 4.5 MW Slika 6 Predložena varijanta etapnog razvoja mreže 110-30 kv kojom se napaja Elektra Šibenik 9

Milijuna kn Na području grada Šibenika, na kojem prijelaz s transformacije 30/ na 110/10(20) kv u TS Šibenik 1 i Šibenik 3 podrazumijeva visoke troškove polaganja 1-nih i -nih kabela na gradskom području je posebno dvojben. Kao financijski prihvatljivija i tehnički jednostavnija alternativa, predložena je ugradnja transformacije 110/10(20) kv u TS Ražine, te izgradnja nove Šibenik 4, čime bi se do daljnjega osiguralo pouzdano i kvalitetno napajanje električnom energijom. Izgradnja novih dodirnih točaka s prijenosnom mrežom 1 u TS Kapela i TS Vodice, te dogradnjom mreže 30 kv prema otoku Murteru, predstavlja tehnički i ekonomski prihvatljivije rješenje do prijelaza na -nu razinu u odnosu na izgradnju TS 110/10(20) kv Tisno. Nakon bitnog poboljšanja napajanja Primoštena i Rogoznice izgradnjom nove TS 110/10(20)+10(20)/30 kv Primošten, u daljnjim fazama je moguće ukidanje transformacije 30/ u TS Rogoznica, što ipak neće biti izvedivo u slučaju (izgledne) izgradnje turističke zone Kalebova luka. Procjena troškova razvoja mreže Elektre Šibenik za razmatrano razdoblje dana je na slici 7. 250 200 Šibenik Primošten - Rogoznica Vodice - Tisno - 150 100 50 0 I. faza II. faza III. faza Ukupno Slika 7 Pregled troškova po karakterističnim područjima kroz 3 faze izgradnje 5. ZAKLJUČAK Prema detaljnim analizama iz [1], prezentiran je sažeti pregled plana razvoja mreže 110-30 kv nužnog za postizanje pouzdanog i kvalitetnog napajanja distribucijske mreže priobalnog područja Šibensko kninske županije. U postojećoj mreži neupitna je potreba za značajnom dogradnjom, obzirom na nisku pouzdanost i slabu kvalitetu opskrbe uglavnom dugim, radijalnim nadzemnim vodovima 30 kv. Nadalje, unatoč izrazitom nadprosječnom rastu vršnog opterećenja (rast vršnog ljetnog opterećenja od 140% u posljednjih 10 godina) u međuvremenu nije izgrađena niti jedna nova transformacija 110/x kv. Temeljem trendova rasta opterećenja, uz sagledavanje realizacije planiranih turističkih i gospodarskih objekata izvršena je projekcija rasta vršnog opterećenja za razdoblje narednih 20 godina. Kao smjernice razvoja mreže 110-30 kv razmatrane kroz tri karakteristične cjeline, postavljena su načelno tri presječna vremenska razdoblja, s preliminarnim konačnim ciljem napuštanja naponske razine 30 kv. Kao konačni zaključak provedene analize razvoja, prvim dvjema fazama razvoja izgradile bi se nove dodirne točke s prijenosnom mrežom 1 u TS 110/30/10(20) kv i time ostvarile znatno povoljnije prilike u mreži 30 kv, dugoročno održive uz planirane razine vršnog opterećenja. Time se daljnja ulaganja u mrežu 1 i potpuno napuštanje naponske razine 30 kv ocjenjuju kao tehnoekonomski neprihvatljiva, tj. usvojen je i dalje kombinirani sustav napajanja s postojećim rješenjem iz 30 kv mreže, sa etapnim uvođenjem transformacija 110/10(20) kv. LITERATURA [1] Razvoj SN mreže za razdoblje narednih 20 godina za distribucijsko područje Elektra Šibenik, FESB Split, listopad 2010.g. [2] Godišnji izvještaji HEP OPS. d.o.o., 2005-2008. g. [3] Pogonski podaci Elektra Šibenik [4] Programski paket PowerCAD upute za rad, Fractal d.o.o., 2010. 10