CIGRE ŠK A3-2 Upravičenost in izplačljivost dela pod napetostjo na postrojenjih srednje napetosti Vladimir Caha HEP Nastavno obrazovni centar Luke Ibrišimovića 9, Velika, Hrvatska E-mail: vladimir.caha@hep.hr, tel. 00385 3 431 3037 Zdenko Miletić HEP Nastavno obrazovni centar, Luke Ibrišimovića 9, Velika, Hrvatska E-mail: zdenko.miletic@hep.hr, tel. 00385 3 431 3037 mag. Viktor Lovrenčič C&G d.o.o. Ljubljana Riharjeva 38, Ljubljana E-mail: viktor.lovrencic@c-g.si, tel. 01 236 4240 Povzetek Delo pod napetostjo na srednjenapetostnih postrojih (1 do 35 kv) je mogoče varno izvesti na tri različne načine, posamično oziroma v njihovi kombinaciji. Omenjene metode so: metoda dela na daljavo, metoda dela na dotik ter metoda dela na potencialu. Delo pod napetostjo na srednjenapetostnih postrojenjih se izvajajo izključno na nadzemnih SN omrežjih in v transformatorskih postajah. V referatu so podani opisi vseh metod dela, izvedene so primerjave tehnologij dela pod napetostjo ter dela v breznapetostnem stanju. Prav tako so podane prednosti in slabosti posamezne metode dela. V referatu so podani konkretni primeri dela, ki podpirajo zaključke in opravičljivost tehnologije dela pod napetostjo na srednjenapetostnem nivoju. Justification and benefits of live work on medium voltage installations Abstract - Live work on medium voltage installations (1 to 35 kv) is possible to be performed safely using three working methods, separately or by their combination. Mentioned methods are: hot stick method, rubber glove method and work on potential method. Live work on medium voltage installations is strictly performed on overhead medium voltage lines and transformer substations. This paper describes working methods, compares technologies of non-live and live work, as well as it highlights its advantages and disadvantages. Field examples are given as a base for conclusions about justification and benefits of live work technology in medium voltage. I. UVOD Delo pod napetostjo na srednji napetosti (DPN SN), izvajanje vsakodnevnih delovnih nalog v vzdrževanju in izgradnji postrojenja srednje napetosti (do 35 kv) naredi le-to visoko profitabilnim in zelo koristnim delom. Strokovno usposabljanje osebja za DPN SN, kakor tudi že uveljavljno delo pod napetostjo na nizki napetosti (DPN NN), se mora na Hrvaškem izvajati po verificiranem načrtu in programu izobraževanja Ministrstva za znanost, šolstvo in šport. Pouk je intenziven in se začne z osnovno metodo dela pod napetostjo na oddaljenosti. Po obvladovanju navedene metode dela je možno, ob pogoju nabave specialne hidravlične avtoplatforme z izolacijskim vstavkom, pospešiti in olajšati delo pod napetostjo v dotiku in na potencialu. Z uporabo tehnologije dela pod napetostjo se ne ustvarjajo samo veliki prihranki, temveč tudi prednosti, ki jih je v večini primerov zaradi daljnosežnih pozitivnih posledic težko oceniti. Zaradi tega se v tem članku paralelno primerjajo dosedanja tehnologija dela v breznapetostnem stanju in tehnologija dela pod napetostjo na srednjenapetostnih postrojenjih.
II. ZAČETNA VLAGANJA V TEHNOLOGIJO DELA POD NAPETOSTJO NA SREDNJI NAPETOSTI Da bi se lahko pouk elektromonterjev za delo pod napetostjo na srednji napetosti uspešno izvedel, je potrebno zagotoviti sledeče materialne in kadrovske pogoje: verificirati programe usposabljanja in prilagoditi delovno dokumentacijo v skladu z veljavnimi standardi, oblikovanje tima 6 mladih, fizično in psihično zdravih elektromonterjev, motiviranih in izkušenih, predvsem pri izvajanju tehnologije dela v breznapetostnem stanju, toda tudi zagotoviti logistično podporo s strani inženirjev in dispečerjev, ter kakovostnega certificiranega inštruktorja. Nabaviti je potrebno osnovni komplet orodja in izolacijske opreme, vozilo za shrambo orodja, in na koncu zagotoviti poligon za urjenje delovnih postopkov pod napetostjo. Začetna vlaganja so na prvi pogled velika, toda večina teh vlaganj je enkratna in predstavlja osnovo za vsa naslednja šolanja. Prav tako se lahko začetna vlaganja zmanjšajo z vključevanjem tujih inštruktorjev in koriščenje tujih poligonov oz. učno-izobraževanih centrov. V prihodnje je metoda dela na oddaljenosti temeljna, je pa obenem tudi dovoljena za vse vrste del pod napetostjo na srednji napetosti, če se tudi ne izda odločitev o nakupu specialne hidravlične avtoplatforme z izolacijskim vstavkom. izolacijske palice metoda dela»na ODDALJENOSTI«izolacijske rokavice izolacijske sredstva metoda dela»v DOTIKU«izolacijski vstavek hidravlične avtoplatforme metoda dela»na POTENCIALU«potencial faze potencial zemlje Slika. 1. Prikaz metod dela pod napetostjo z uporabo orodja in izolacijske opreme
CIGRE ŠK A3-2 III. PRIMERJAVA TEHNOLOGIJ A. Planiranje dela v breznapetostnem stanju Pri planiranju dela v breznapetostnem stanju je treba upoštevati sledeče elemente: - razpoložljivost postrojenja (rezerve), - zahteve kupcev el. energije, - razpoložljivost ljudi in opreme (veliko število), - najavljeni vremenski pogoji. B. Planiranje dela pod napetostjo Pri planiranju dela pod napetostjo je treba upoštevati sledeče elemente: - razpoložljivost ljudi in opreme (manjše število), - najavljeni vremenski pogoji. C. Trajanje dela v breznapetostnem stanju Pri izvajanju nekega dela v breznapetostnem stanju je treba upoštevati sledeče korake: - izdelava delovne dokumentacije, - odhod v transformatorsko postajo ali do odgovarjajočega linijskega stikala-ločilnika, kjer se izvede izključitev in vidna ločitev, - preprečevanje ponovne vključitve (blokada), - ugotavljanje breznapetostnega stanja, - postavljanje ozemljitve, - ograjevanje mesta dela od delov pod napetostjo, - izvajanje dela v breznapetostnem stanju, - postopek ponovnega vključevanja. D. Trajanje dela pod napetostjo Pri izvajanju nekega dela pod napetostjo je treba upoštevati sledeče korake: - izdelava delovne dokumentacije (dodatna priprava), - odhod v transformatorsko postajo ali do odgovarjajočega linijskega stikala-ločilnika, kjer se izvaja vzpostavljanje Specialnih Delovnih Zahtev (izključitev APV), - ograjevanje delovnega mesta, - izvajanje dela pod napetostjo, - odpravljanje Specialnih Delovnih Zahtev. E. Neposredni in posredni stroški dela v breznapetostnem stanju - delovne ure ljudi, ki izvajajo delo (možno je lahko oceniti), - izgube zaradi nedobavljene energije (možno je oceniti), - stroški informiranja kupcev o prekinitvi dobave el. energije (zavisi od medijev), - obdelava ugovorov in vprašanja kupcev (tel. klici, nadomestila, odškodnine, uporaba agregata ) (težko je oceniti). F. Neposredni in posredni stroški dela pod napetostjo Pri izračunu stroškov dela pod napetostjo je pomemben izključno parameter: - delovne ure ljudi, ki izvajajo delo (potrebno nekaj več ur možno je oceniti). G. Neposredne in posredne izgube zaradi dela v breznapetostnem stanju V nadaljni primerjavi tehnologij, moramo vsekakor navesti neposredne in posredne izgube, ki nastajajo zaradi nujnega izklopa odjemalcev: - nadomestila kupcem (industriji) zaradi nihovih izgub v proizvodnji (težko je oceniti). Tu je potrebno vključiti tudi stroške izdelave te ocene; - tehnične izgube zaradi preusmerjanja tokov el. energije in dodatnega obremenjevanja mreže (postrojenje, ki prevzema dodatni del obremenitve dela v neprofitabilnem ali celo v izgubnem režimu). Mreža postane nestabilna in izpostavljena je povečanemu riziku razpada. V primeru preobremenitve nadomestnega voda je razpad mreže še dražji (težko oceniti). Obstaja tudi možnost razpada sistema v času poskušanja ponovnega vključevanja postrojenja, na katerem je delo zaključeno; - Dobro ime elektrodistribucijskega podjetja, zaradi izključitve (težko nadomestljivo). H. Neposredne in posredne izgube pri delu pod napetostjo Obstaja možnost napake pri delu pod napetostjo: - eventuelni izpad dela mreže na katerem se dela pod napetostjo, zaradi napake operaterja (nedobavljena el. energija, nadomestila ) Pri izračunu stroškov dela v breznapetostnem stanju je potrebno upoštevati sledeče parametre:
IV. OSNOVE ZA ANALIZO UPRAVIČENOSTI IN KORISTI A. Osnovni podatki Da bi se naredila analiza upravičenosti in koristi DPN SN, so vzeti podatki srednjenapetostne mreže HEP d.d. za leto 2004: a) povprečna dolžina srednjenapetostnih vodov po izvodu je znašala 20 km, b) glede na na napetostni nivo 10 kv 21.655 km, 20 kv 2.194 km, ter 35 (30) kv 3.505 km, c) število transformatorskih postaj in povprečna instalirana moč po napetostnih nivojih je bila na 10 kv: 20.189 kom. 150 kva, na 20 kv: 2.059 kom. 400 kva, ter na 35 (30) kv: 339 kom. 800 kva, d) cena delovne ure operaterja (EUR): 8,22 e) cena 1 kwh (EUR): 0,0476, f) povprečna količina nedobavljene el. energije v času 1 ure (kwh): 3500. V. PRELIMINARNA OCENA NA OSNOVI IZKUŠENJ HEP NOC A. Podatki spremljanja inštruktorske ekipe HEP - NOC Inštruktorska ekipa HEP-NOC šteje 4 inštruktorje (elektromonterje), ki so prvič uporabljali najzahtevnejšo, osnovno metodo dela pod napetostjo na oddaljenosti. Dela so se začela z najenostavnejšimi delovnimi postopki, kakor je zamenjava obesnih izolatorjev, pa vse do najzahtevnejših, kakor je zamenjava konzole ali celega droga pod napetostjo, in vzporedno so spremljani sledeči parametri, tako za delo v breznapetostnem stanju kot za delo pod napetostjo: a) potrebno število ljudi za vsako vrsto delovne naloge, b) trajanje izvajanja delovne naloge (izraženo v urah), zaradi izračunavanja skupnega števila delovnih ur in primerjave med tehnologijama, c) povprečne izgube zaradi nedobavljene električne energije (v primeru izklopa), izraženo v kwh oziroma v protivrednosti v EUR, d) dobiček za tehnologijo dela pod napetostjo pri vštetih dodatnih stroških, zaradi potrebnih dodatnih delovnih ur glede na tehnologijo dela v breznapetostnem stanju. B. Preračun in primerjave Na podlagi vseh predhodno navedenih podatkov, se je pristopilo k izdelavi preračuna za najpogostejše delovne naloge, in rezultati njihove primerjave so podani v tabeli 1. Navedimo, da je za zamenjavo obesnega K3 izolatorja v breznapetostnem stanju potrebna tričlanska ekipa, ki dela 3 ure, ter za to porabi 9 delovnih ur. Pri tem se zaradi izklopa ne dobavi 10.500 kwh el. energije, oziroma se ustvari izguba 503 EUR. Za isti delovni postopek izveden pod napetostjo, je potrebna štiričlanska ekipa, ki dela 3 ure, ter zato porabi 12 delovnih ur (kar je 33 % več v primerjavi z delom v breznapetostnem stanju), toda pri tem se dobavlja el. energija in pri dodatnih stroških zaradi povečanja potrebnih delovnih ur, se ustvari dobiček 478 EUR. Omeniti je treba, da ob posedovanju hidravlične avtoplatforme z izolacijskim vstavkom in ob delu pod napetostjo z metodo v dotiku in na potencialu, se sama zamenjava izolatorja izvede v 10 minutah po izolatorju! Kot dodatno referenco v tabeli 2, so navedeni podatki spremljanja francoskega EdF-a za podobne delovne naloge. Simbolično prikazano, na sliki 2 je dana groba primerjava stroškov za obe tehnologiji. Trajanje dela Izgube Izguba ugleda Delo pod napetostjo Trajanje dela Delo v breznapetostnem stanju Slika 2. Primerjava stroškov za obe tehnologiji Stroški
VI. IZKUŠNJE DRUGIH ELEKTRODISTRIBUCIJ ZANIMIVI PODATKI Na kongresu držav, ki uporabljajo tehnologijo dela pod napetostjo ICOLIM, ki je potekal leta 2006 na Češkem, v Pragi, so bili predstavljeni številni podatki o delu in spremljanju ekip različnih elektrodistribucij. Posebno so zanimivi podatki iz elektrodistribucij podobnih HEP-u, ki so prav tako nedavno uvedle to tehnologijo. Naslednji podatki govorijo o čeških in slovaških elektrodistribucijah, ki anlitično spremljajo eno ekipo ljudi: tekom 1 leta je ekipa opravila okoli 500 del pod napetostjo, najenostavnejše naloge so tudi najbolj zastopane, toda od planiranih del se iz upravičenih razlogov ne more izvesti okoli 20 %, tekom 4 leta ekipa s svojim delom pod napetostjo (preventivno in redno vzdrževanje) prepreči okoli 1500 okvar, trjanje planiranih izklopov se zmanjšuje skoraj za 50 %, ekipa vzdržuje okoli 5000 km mreže in izmenično deli 1 avtoplatformo z drugo ekipo (regionalna organizacija), povprečna količina el. energije, ki se dobavlja v času izvajanja DPN SN je 3600 kwh. v začetnih 3 mesecih so prihranki zaradi nedobavljene električne energije 655.200 kwh, toda letni nivo prihrankov je do 5.784.200 kwh. če prihranek zaradi nedobavljene električne energije izrazimo v denarni vrednostih (1 kwh/0,0479 ) dobimo: - v prvih treh mesecih zaslužek znaša 31.384, - na letnem nivoju zaslužek znaša 277.000. Če sprejmemo stališče, da obstajajo direktne in indirektne izgube zaradi nedobavljene električne energije, je treba ceno energije nujno povečati za faktor 3-5 in so koristi DPN SN na letnem nivoju je okoli 1.000.000! VII. OSTALE KORISTI TEHNOLOGIJE DELA POD NAPETOSTJO NA SREDNJI NAPETOSTI Kot prvo se poveča kvaliteta oskrbe z el. energijo, kar je obenem tudi izpolnitev posameznih pogojev predpisanih z evropskim standardom EN 50160 o kvaliteti električne energije. Nadalje, povečuje se varnost (zmanjšuje se število poškodb), in prav tako se povečuje tudi zanesljivost postrojenja, ki dela v optimalnih pogojih. Dela so manj odvisna od pogojev kupcev (povečanje števila opravljenih del in razpoložljivega časa v sklopu rednega vzdrževanja zaradi zmanjšanja števila okvar). Vsako DPN ne glede na povečano število potrebnih delovnih ur prinese zaslužek, toda s povečanjem števila del se zmanjšuje potreben čas za njegovo izvajanje (uigranost ekipe je eden od načinov za zmanjšanje časa trajanja DPN). Delo pod napetostjo ne ovira kupcev el. energije, zmanjšujejo se odškodnine kupcem in prav nič manj pomembno, gradi se in oblikuje dobro ime oz. ugled elektrodistribucijskega podjetja. Na koncu, uvajanje nove tehnologij v sektorju energetike dokazano vpliva tudi na povečanje družbenega bruto proizvoda (ocene francoskih ekspertov govorijo o celo 3 do 5 %!). VIII. ZAKLJUČEK Tehnologija dela pod napetostjo na srednjenapetostnih postrojenjih prinese veliko koristi v vseh segmentih, družbenih in finančnih. Zanesljivost te tehnologije se razvija vzporedno z novimi tehnološkimi dosežki in materiali od začetka 20. stoletja, in s svojimi pozitivnimi pokazatelji upravičuje vse večjo uporabo. Kakorkoli se vlaganje v to tehnologijo smatra kot drago, je potrebno upoštevati, da gre za začetno vlaganje v tehnologijo, ki se hitro in sigurno povrne. Delavci, ki uporabljajo to tehnologijo, se izpopolnjujejo in izobražujejo vzporedno z napredkom tehnologije, ter ustvarjajo elito med elektromonterji.
Vrsta dela podpornih izolatorjev Izdelava zaključka na zateznem drogu Trajanje intervencije TABELA I PRELIMINARNA OCENA PREDNOSTI DPN NA SN (HEP NOC) Delo v breznapetostnem stanju Delo pod napetostjo Primerjava Število Delovnih ur Trajanje Število Delovnih Povprečna potrebnih intervencije potrebnih ur izguba kwh Stroški potrebnih dodatnih delovnih ur za DPN % Izguba zaradi nedobavljene el. energije (EUR) Dobiček pri dodanih stroških človek/uro 2,0 2 4,0 1,5 3 4,5 0,5 12,50 7000 335 331 4,0 3 12,0 4,0 3 12,0 0,0 0,00 14000 671 671 droga 8,0 3 24,0 8,0 5 40,0 16,0 66,67 28000 1341 1210 zatezne 2,0 2 4,0 1,0 4 4,0 0,0 0,00 7000 335 335 izolatorske verige Popravilo vodnika 2,0 2 4,0 2,0 3 6,0 2,0 50,00 7000 335 319 ločilnika obesnega izolatorja konzole tokovnih mostov katodnih odvodnikov prenapetosti Čiščenje tranformatorske postaje 6,0 3 18,0 6,0 4 24,0 6,0 33,33 21000 1006 957 3,0 3 9,0 3,0 4 12,0 3,0 33,33 10500 503 478 2,0 2 4,0 1,5 4 6,0 2,0 50,00 7000 335 319 2,0 2 4,0 1,0 4 4,0 0,0 0,00 7000 335 335 4,0 2 8,0 3,0 3 9,0 1,0 12,50 14000 671 662 4,0 2 8,0 4,0 2 8,0 0,0 0,00 7000 335 335 Povprečno nedobavljena energija tekom 1 ure (kwh) Cena kwh pred uporezivanje Vrednost delovne ure (EUR) 3500 0,0479 8,22 Vrsta dela podpornih izolatorjev Izdelava zaključka na zateznem drogu Trajanje intervencije TABELA II IZKUŠNJE EdF-a in OCENA PREDNOSTI DPN NA SN (SERECT) Delo v breznapetostnem stanju Delo pod napetostjo Primerjava Število Delovnih Trajanje Število Delovnih Povprečna potrebnih ur intervencije potrebnih ur izguba kwh Stroški potrebnih dodatnih delovnih ur za DPN % Izguba zaradi nedobavljene el. energije (EUR) Dobiček pri dodanih stroških človek/uro 2,0 2 4,0 1,5 3 4,5 0,5 12,50 14000 1064 1049 4,0 3 12,0 4,0 3 12,0 0,0 0,00 28000 2128 2128 droga 8,0 3 24,0 8,0 4 32,0 8,0 33,33 56000 4256 4012 zatezne 2,0 2 4,0 1,0 3 3,0-1,0-25,00 14000 1064 1095 izolatorske verige Popravilo vodnika 2,0 2 4,0 2,0 3 6,0 2,0 50,00 14000 1064 1003 ločilnika 6,0 3 18,0 6,0 4 24,0 6,0 33,33 42000 3192 3009 transformatorja 3,0 3 9,0 3,0 3 9,0 0,0 0,00 21000 1596 1596 ozemljilne vrvi 2,0 2 4,0 1,0 3 3,0-1,0-25,00 14000 1064 1095 tokovnih mostov 2,0 2 4,0 1,0 3 3,0-1,0-25,00 14000 1064 1095 Izdelava prehoda nadzemnega voda v kabelskega 4,0 2 8,0 3,0 3 9,0 1,0 12,50 28000 2128 2097 Povprečno nedobavljena 7000 energija tekom 1 ure (kwh) Cena kwh pred uporezivanje 0,076 Vrednost delovne ure (EUR) 30,52