TECHNE Broj1:

OSNOVNE KARAKTERISTIKE ELEKTRO ENERGETKOG SISTEMA
GRADA TORONTA, KANADA

Opcenito
Ovo je prvi u nizu clanaka u kojem je opisan elektro energetski sistem grada Toronta,Kanada.
U kratko, opisan je nastanak novog Toronta i gradske distributivne firme Toronto Hydro
U narednim clancima predvidjen je detaljniji opis elektro energetskog sistema sa vise tehnickih podataka i detalja. Biti ce vise rijeci o tehnickim rjesenjima koje se na ovom tlu svakodnevno koriste a koja se na tlu Hrvatske manje koriste ili uopce ne koriste. Nadam se da ce citaoci biti zaintrigirani tehnickim rjesenjima kao sto su zajednicko vodjenje visokonaponskih i niskonaponskih energetskih vodova i javne rasvjete, sa telefonskim, optickim i TV samonosivim cabelima (kabelskim snopovima). Posebno ce biti objasnjeno jednofazno kabelsko napajanje podrucja sa individualnom stambenom izgradnjom.
Kao posebno interesantnu temu, izdvojio bih automatizaciju u distribuciji, primjenu sectionilazera, primjeni automatizacije te primjeni SCADA sistema u svakodnevnom pogonu.


Novi grad Toronto
Grad Toronto, kako je danas poznat, sluzbeno je nastao Januara 1, 1998. Odlukom Gradskog Savjeta bivse zajednice gradova, odluceno je da se gradovi, koji su do tada cinili grad Toronto, ujedine (amalgamiraju) u jedinstveni grad, sa samo jednom gradskom upravom. Grad ima problizno 2 350 000 stanovnika.Ta odluka je uvjetovala amalgamaciju postojecih sest gradskih distributivnih firmi u jednu jedinstvenu firmu, koja je nazvana Toronto Hydro i koja ce se baviti u osnovi, distribucijom elektricne energije.Na osnovu podataka iz studije o amalgamaciji, ocekivati je da Toronto Hydro bude po velicini, cetvrta distributivna firma na tlu Kanade, svrstana poslije Ontario Hydro(OH), Qubec Hydro i British Columbia Hydro, sto su u biti provincijske firme za proizvodnju, prijenos i distribuciju elektricne energije.
U isto vrijeme, Toronto Hydro je svrstan na drugo mjesto po velicini u grupi distributivnih firmi u Sjevernoj Americi, odmah nakon Los Angeles Department of Water & Power. Toronto Hydro ce distribuirati oko 25% od ukupne prodane elektricne energije na tlu provincije Ontaria, napajati oko 650 000 potrosaca sa vrsnim opterecenjem od priblizno 4500MW. Firma ce zaposljavati oko 2000 radnika.

Izazov u 2000. Godini
Novi Toronto Hydro, je na samom pocetku nastanka, organiziran imajuci u vidu vec donijeti zakon o otvorenom trzistu elektricnom energijom, cime ce se otvoriti kompeticija na tom plju, koje je desetljecima bilo zakonom regulirano. Tako je tim zakonom (Bill 35, The Energy Competition Act, 1998), predvidjeno da se Ontario Hydro reorganizira tako da s omoguci kompeticija, osnuje Nezavisni Trzni Operator (slicno Dispecerskom Centru za upravljanje sistemom). U pocetku 1999, takva organizacija bi trebala zapoceti sa radom. Nakon toga bi se trebalo otvoriti trziste i uvesti kompeticija u nabavi i prodaji energije i usluga.
Jedna od velikih promjena predvidjena tim otvorenjem trzista, je, da ce se prvenstveno, omoguciti proizvodjna elektricne energije u privatnom vlasnistvu, te prijenos i kupoprodaja na trzistu, slicno, kako se to cini na berzi (Stock Excange)


Nabava Elektricne Energije
Danasnja osnovna shema nabave elektricne energije je slijedeca:
Energija se nabavlja na pragu distributivnih transformatorskih stanica (TS) koje su vlasnistvo Ontario Hydro. Naponski nivo nabave, je ovisan o sistemu u kojem je locirana doticna TS i na tlu Toronta je napon 230kV/27.6kV ili 115kV/27.6kV ili sa sekundarnim naponom od 13.8kV.

Obracun elektricne energije je, opce poznato, vrlo komplicirana stavka u poslovanju distribucije. U kratko, cijena energije i cijena vrsnog opterecenja je ovisna o vremenu upotrebe.
Postoji vrijeme kada se pojavljuje vrsno opterecenje (visa tarifa) i vrijeme kada nije za ocekivati vrsno opterecenje (niza tarifa).
Visa tarifa je od 7.00 do 23.00 radnim danom , ponedjeljak-petak.
Niza tarifa je od 23.00 do 7.00 radnim danom, ponedjeljak-petak te subotom, nedjeljom i drzavnim praznikom.

Visa i niza sezona je podijeljena na Zimski period Octobar 1 - Mart 31 (visa sezona) i Ljetni period April 1 - Septembar 30 (niza sezona)

U obracun elektricne energije ulaze opce poznati cinioci, kao sto su:
Vrsno operecenje MW
Potrosnja elektricne energije kWh
Faktor opterecenja [ukupna mjesecna potrosnja (kWh) / vrsno opterecenje(MW) X vrijeme u promatranom mjesecu (sati)]
Faktor snage cosw
Naponski nivo potrosaca


Distributivna Visokonaponska Mreza
Osim vec spomenitih naponskih nivoa na tlu Toronta, Ontario Hydro ima i druge naposnske nivoe za direktne potrosace. Gradska distribucija je po pravilu, na naponu 27.6 kV ili 13.8 kV.

Starija gradska mreza, narocito ona u gradskoj jezgri Toronto, ima napon reda 13.8 kV. Pojedini djelovi grada imaju gradske transformatorske stanice (municipal station MS) koje se napajaju is distributivnog sistema grada, transformacijom 27.6 kV/13.8 kV ili u cescem naponskom nivou, koji je stariji po dobi, 27.6 kV/4.16 kV.
MS trafostanice imaju, ovisno o geografskom polozaju i naponskom nivou, razne transformatorske jedinice. Tako u gradskoj jezgri, 13.8 kV stanice imaju transformatore i do 40 MVA (4-6 jedinica od po 5MVA do 10MVA). Ovdje treba napomenuti, da je gradska jezgra (downtown) mreza koja je na sekundaru spojena u cvorove i napajana se visestrano(u prstenu) na niskonaponskoj strani. U slijedecim nastavcima, biti ce vise rijeci o tom aspektu distribucije.
U ostalim djelovima grada transformatorske jedinice su uglavnom standardizirane; na nivou 13.8 kV jedinice su reda velicine 10 MVA a one na naponu 4.16 kV, reda velicine 5 MVA. Osim spomenutih jedinica, moguce je susresti transformatorske jedinice i drukcijih nominalnih snaga.

Cjelokupna mreza je u pogonu sa transformatorskim zvjezdistem uzemljenim preko maloomskog reaktora (mali Z). Iz tog razloga, na svim zracnim vodovima i uz kabelske trase, vodi se neutralni vodic, koji je na odredjenim razmacima uzemljen.


Distributivna Niskonaponska Mreza
Distributivna niskonaponska mreza je raznolikog naponskog nivoa, kako je i za ocekivati i ovisi o vrsti potrosaca.
Industrijski potrosaci uglavnom su u pogonu sa nazivnim naponom od 600V/347V.
Trgovacki potrosaci uglavnom su u pogonu sa nazivnim naponom od 600V/347V, 120/208V
Kucanstvo je u pogonu sa nazivnim naponom 120V/240V jednofazno/dvofazno
Kao zastitna mjera od previsokog napona dodira i koraka u niskonaponkoj mrezi primjenjuje se sistem zastite sa petim vodicem. Ovdje treba napomenuti, da prosjecno kucanstvo je jednofazni potrosac koji ima dvofazni prikljucak. Najveci potrosac u kucanstvu je elektricna pec, koja je spojena kao dvofazni potrosac, prikljucak 120V/240V.


Zracna i Kabelska Mreza
Prema nacinu kako je izgradjena, mreza je zracna ili kabelska-podzemna. Ovdje bih skrenuo paznju na nacin kako je izgradjena zracna mreza, narocito ona visokog napona. U ovom podneblju, uobicajeno je imati zracni vod sa vise nego jednim trofaznim izlazom VN, sa vise naponskih nivoa (27.6kV i 13.8kV ili 4.16kV, te NN, TV i Telefon) na istim stupovima uz glavne prometnice u gradu. To se ne odnosi na strogi gradski centar, koji je u pravilu izveden kabelski.
Posebno u novijim indivudualno-stambenim naseljima (subdivision), primijenjuje se sistem napananja jednofaznim kabelskim petljama preko jednofaznih transformatora naponskog nivoa 26.6/16 kV, smjestenih uz pjesacki prolaz uz prometnicu u samom naselju. Transformator je na betonskom podnozju ili ukopan pod zemljom i normalno napaja od osam do petnaest potrosaca. Zanimljivo je tehnicko rjesenje napajanja stambenih kuca NN kabelima, koje je razlicito za razne dijelove grada. Tako imamo rjesenje klasicnim kabelskim napajanjem i ono sa "kabelskim sabirnicama". O spomenutim rjesenjima biti ce vise rijeci u narednim nastavcima.
U starijim naseljima, za napajanje se koristi zracni trofazni ili jednofazni vod sa transformatorom montiranim na stupu i zracnom NN mrezom koristeci samonosivi kabelski sknop.

Kabeli koji su u upotrebi, su raznolike konstrukcije, poprecnog presjeka i izolacije. U sistemu je moguce sustresti zaista saroliki broj razno raznih presjeka i tipova kabela. U novije vrijeme se ipak nastoji, primjenom tipizacije i standardizacije, smanjiti raznolikost opreme i time smanjiti obrtna sredstva i omoguciti jednostavniju i brzu zamnjenu ili popravke u slucaju potrebe.
Tipicni kabel VN, je jednozilni, izoliran umrezenim polietilenom (XLPE) s aluminijskim vodicem, i plastom i mehanickim PVC zastitnim plastom. U rijetkim prilikama, koriste se kabel sa bakarnim vodicem. Poprecni presjek kabela je uglavnom 1/0 (~53mm2), 2/0(~67mm2), 3/0 (~85mm2), 350kcmil, 750kcmil i 1000kcmil.

Vodici za zracne vodove su aluminijski. Aluminijski vodici sa celicnom jezgrom AlCe, se vrlo rijetko koriste, posto su oni prvi, jeftiniji, a i manja je potreba za vecom mehanickom cvrstocom vodica, obzirom da su rasponi relativno mali (~ 40-60 m).
Najvise su u upotrebi alumnijski vodici velicine 1/0 (~53mm2), 2/0(~67mm2), 3/0 (~85mm2), 336kcmil, 556kcmil i 795kcmil (1kcmil=0.5067 mm2).

Nisko naponski kabeli su PVC izolirani kabeli, sa aluminijskim vodicima 1/0 (~53mm2), 2/0(~67mm2), 3/0 (~85mm2), te u "sabirnickom" nacinu, 500kcmil, Al. Slicni se presjeci vodica (izuzimajuci 500kcmil) koriste u nadzmnoj mrezi u konstrukciji samonosivog kabelskog snopa.


Prodaja Elektricne Energije
Danas, prodaja elektricne energije se obavlja na identican nacin kao i na tlu Hrvatske i sadrzi veliki broj dodatnih uvjeta cime se potrosaca nastoji pridobiti da stedi i koristi energiju u doba kada je jeftinija. Bitna razlika je u prodajnim uvjetima, vrstama ili kategorijama potrosaca i cijeni za pojedine kategorije.
U bliskoj buducnosti, nakon otvorenja trzista, ta ce se funkcija u potpunosti promijeniti.

U nastavku, opisana je prodajna shema za bivsu distribuciju grada Scarborough koje mi je vise poznato. Slicno je i u drugim bivsim gradskim distribucijama. Nova distribucija, Toronto Hydro, tek treba harmonizirati cijene i dobavne uvjete i to se ocekuje u 1999 godini.
Veci potrosaci su podijeljeni u dvije grupe:
Grupa potrosaca sa prosjecnim mjesecnim vrsnim opterecenjem 2000-4999 kW
Grupa potrosaca sa prosjecnim mjesecnim vrsnim opterecenjem vise od 5000 kW
Ostali potrosaci (sa ili bez mjerenog vrsnog opterecenja)
Domacinstva, koja imaju samo jednu tarifu ali je cijena podijeljena u blokove ovisno o kolicini prodane energije.

Cijena po kWh i opterecenju (kW, MW) ima svoju visu i nizu tarifu i visu i nizu sezonu a sve u skladu sa ranije navedenim uvjetima nabave elektricne energije od Ontario Hydro.
Cijena energije se nije promijenila u posljednjih tri godine.
Uvodjenje otvorenog trzista, navelo je sve distribucije da uloze puno energije i financijskih sredstava u projekte automatizacije mjerenja potrosnje elektricne energije (AMR) sto je usko povezano sa daljinskim upravljanjem i razvojem telekomunikacijskih sistema. Da samo napomenem neke: SCADA sistem (Supervisory Control And Data Aqusition), komunikacijski opticki, radio i telefonski sistemi, automatizaciju u upravljanjanju itd.