Electric System Protection in Cogeneration Power Plants

U prvom dijelu rada (poglavlja 1. i 2.) dat je općeniti prikaz kogeneracijskih postrojenja, njihovih tipova, te značajki vezanih uz konstrukciju, pogonski agregat, pogonsko gorivo i povezanost s toplinskim potrošačima. Pobrojane su značajnije kogeneracije u Hrvatskoj i Sloveniji s osnovnim tehničkim karakteristikama. Prijenos energije u kogeneracijskom postrojenju (poglavlje 3.) obuhvaća cijeli postupak pretvorbe energije, od primarne energije goriva, preko parnih i plinskih turbina s pratećim postrojenjima, do generatora, rasklopišta i na kraju potrošača. Dane su glavne karakteristike svih prethodno navedenih dijelova, kao i najčešći problemi vezani uz njihov rad. Električni dio kogeneracijskog postrojenja (poglavlje 4.) sastoji se od cijelog niza elemenata, o kojima treba voditi računa prilikom projektiranja kogeneracijskog postrojenja. Navedena su razmatranja i preporuke vezane uz zahtjeve za električnu pouzdanost, uzemljenje zvjezdišta generatora, odabir radne naponske razine, kao i zaštite. Posebna pažnja posvećena je povezivanju generatora s elektroenergetskom mrežom, te mogućim problemima u takvom radu. Opisani su isklop parne turbine i generatora, prelazak na otočni rad, automatski ponovni uklop i sinkronizacija s mrežom. Naveden je veliki broj mogućih problema i kvarova koji se mogu javiti u radu kogeneracijskih postrojenja, njihove moguće posljedice, metode otkrivanja, kao i zaštitno djelovanje. Na kraju je spomenuto nekoliko tipičnih primjera priključka kogeneracijskih postrojenja na mrežu sa svojim zaštita, kao i prednosti primjene digitalnih višefunkcijskih releja u zaštiti kogeneracijskih postrojenja. Pravno ekonomska razmatranja (poglavlje 5.) opisuju moguće uštede primjenom kogeneracijskih postrojenja, njihovu podjelu prema namjeni. U nedostatku egzaktnih podataka postrojenja u Hrvatskoj, kroz primjer iz literature opisan je proračun isplativosti primjene i odabir najpovoljnije konstrukcije kogeneracijskog postrojenja. Navedene su ključne odredbe američkog “Pravilnika o radu javnih elektroprivreda” s osvrtom na stanje u Hrvatskoj i njezin tarifni sustav. Analizirajući četiri kogeneracijska postrojenja (poglavlje 6.) opisan je njihov razvoj, karakteristike, električni i toplinski značaj, zaštite i drugo. Dani su prijedlozi mogućih poboljšanja, te procjene na taj način ostvarivih ušteda. U zaključnom dijelu rada navedene su najvažnije činjenice vezane uz kogeneracijska postrojenja, mogućnosti poboljšanja u njihovom radu, kao i predviđanja za njihov daljnji razvoj u uvjetima tržišnog poslovanja. Na kraju je naveden popis literature, popis dodataka i sažetak.In the introductory part of the paper (Chapters 1 and 2) a general description of cogenerations, their types and considerations regarding their construction, aggregate, fuel and connections with heat consumers are given. Important cogeneration facilities in Croatia and Slovenia with their characteristics are listed. Energy transformations in cogenerations (Chapter 3) comprise all energy transformations from energy of fuel, over gas and steam turbines with other installations, to the generator, switchgear, and end consumers. Main characteristics of all above stated elements, as well as usual problems in operation are stated. The electrical part of cogeneration (Chapter 4) consists of many elements that have to be considered in the phase of cogeneration power plant planning. Considerations and recommendations regarding the reliability, generator grounding, operational voltage level and protection are stated. Special attention has been paid to generator connection with the utility and possible problems during operation. Steam turbine tripping, islanding, automatic reclosure and synchronization with the utility are described, as well as possible problems and faults that can appear in operation, their consequences, detection methods, and protective actions. At the end of that chapter a couple of usual cogeneration connections with the utility and their protections are described, also the assets of usage of multifunctional protection relays for the protection of cogeneration power plants. Economic considerations (Chapter 5) describe the possibilities for savings by using the cogeneration power plants, and their partition according to function. In the absence of exact data about plants in Croatia, the calculation of investment into cogeneration power plant and the selection of the most favourable solution are described based on an example from the bibliography. Main rules from Public Utilities Regulatory Policies Act are stated and the situation in Croatia is described. Four cogeneration power plants have been analyzed (Chapter 6) with their history, development and importance to the electric and heat consumers, protection, etc. Proposals for possible improvements with savings estimation are given. In the closing chapter most important facts related to the cogeneration power plants, to possible improvements in their functionality, and the prognosis about their further development in the free market situation are stated. Finally, the bibliography, the supplements and a summary are given