Urządzenia dla Energetyki 3/2014

78

Specjalistyczny magazyn branżowy ISSN 1732-0216 INDEKS 220272

Nr 3/2014 (78)

w tym cena 16 zł ( 8% VAT )

| www.urzadzeniadlaenergetyki.pl | • System nadzoru i zabezpieczeń stacji transformatorowych dla Inteligentnych Sieci Energetycznych • Kontrola stanu technicznego powierzchni ogrzewalnych kotła – na podstawie modułu w systemie TKE® • Wpływ właściwego zabezpieczenia transformatorów na ich bezawaryjną eksploatację • • Przegląd, zastosowania i ocena poszczególnych technologii i materiałów z jakich wykonywane są osłony izolatorów kompozytowych • • Ochrona przeciwprzepięciowa kabli wysokiego napięcia •

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014 (78)

OD REDAKCJI

Spis treści n WYDARZENIA I INNOWACJE Firma Eaton wprowadza pakiet ulepszeń dla serii rozdzielnic xEnergy........................................................................6 COPA-DATA otrzymuje kompetencje Microsoft Gold Intelligent Systems.........................................................7 Nowe wieże GE do wiatraków pozwolą budować farmy wiatrowe w miejscach dotąd nieopłacalnych...................8 SKF wprowadza nową generację łożysk baryłkowych SKF Explorer.............................................................8 Przenośny oscyloskop Fluke ScopeMeter®190-504................... 10 Energia ze słońca w nowej odsłonie................................................... 12 Elektrycznie sterowany polimer zmienia własności optyczne.......13 Wind PowerUp.................................................................................................. 14 Warmińska farma fotowoltaiczna......................................................... 15 Elektryczność, billboardy, upał i woda............................................... 16 Baterie scalone z obudową...................................................................... 17 n TECHNOLOGIE, PRODUKTY, INFORMACJE FIRMOWE

Przegląd, zastosowania i ocena poszczególnych technologii i materiałów z jakich wykonywane są osłony izolatorów kompozytowych.................................................... 18 Zaciski skręcane w obwodach pierwotnych stacji elektroenergetycznych WN.......................................................... 24 Ochrona przeciwprzepięciowa kabli wysokiego napięcia.... 28 Cyfrowe urządzenia telezabezpieczeń dla sieci elektroenergetycznych i elektrowni................................. 32 Wpływ właściwego zabezpieczenia transformatorów na ich bezawaryjną eksploatację.......................................................... 36 System nadzoru i zabezpieczeń stacji transformatorowych dla Inteligentnych Sieci Energetycznych.................................................... 40 Kontrola stanu technicznego powierzchni ogrzewalnych kotła – na podstawie modułu w systemie TKE®........................................44 Nowe słupy i maszty oświetleniowe firmy Elektromontaż Rzeszów................................................................. 48 Jasno i czytelnie! Oznaczniki z nadrukiem UV.............................. 50 Podłączenia kablowe do urządzeń rozdzielczych za pomocą głowic konektorowych NEXANS (div. EUROMOLD).... 54 n ENERGETYKA JĄDROWA Seminarium AFCEN i IS w Krakowie.................................................... 58 n EKSPLOATACJA I REMONTY Nowa seria młotowiertarek 2 kg HITACHI....................................... 60 Kieszonkowy „Anioł Stróż”, czyli Wiha Volt Detector ................. 64 Profesjonalne szlifierki kątowe Bosch................................................. 65 n KONFERENCJE I SEMINARIA Inteligentne liczniki – inteligentna komunikacja........................ 67 Nowe technologie oczyszczania spalin w energetyce i ciepłownictwie..................................................................... 68

4

Inwestuj w innowację W statystykach Unii Europejskiej dotyczących innowacyjności Polska zajmuje od lat miejsca bardzo dalekie od podium. Mówiąc wprost – zazwyczaj jest na trzecim, czasami na czwartym miejscu Marek Bielski od końca. W wypadku rankingu firm przemysłowych gorszy wynik ma tylko ...Bułgaria. Tylko 28 procent polskich firm zaliczono do kategorii przedsiębiorstw innowacyjnych (średnia w skali całej UE wynosi 58%). Oczywiście można zawsze oprotestować metodologię rankingu. Ale dużo lepiej jeśli krajowi menadżerowie przyznają się do błędu w kreowaniu strategii firm. W większości firm - pod pretekstem spowolnienia gospodarczego – nie inwestuje się w rozwój. A kto się nie rozwija, ten się cofa. Tymczasem mamy kreatywnych inżynierów i nowatorskie rozwiązania.

Dowodnie o tym przekonuje cała zawartość aktualnego numeru „UdE”. Każde z poruszanych w bieżącym numerze zagadnień dotyczy kreowania innowacji w elektrotechnice, czy elektroenergetyce i – co ważne – w większości są to już projekty wdrożone w skali przemysłowej.

Mając na względzie dobrze pojęty interes firmy (czytaj: jej rozwój) należy bezwzględnie z nich skorzystać. Energetyka pełni zbyt ważną funkcję w skali całej gospodarki, żeby zarówno ona sama nie starała się być innowacyjną, i aby tych innowacyjnych rozwiązań nie zapisał na swoje konto przemysł i sfera usług.

Marek Bielski Wydawca Dom Wydawniczy LIDAAN Sp. z o.o.

Adres redakcji 00-241 Warszawa, ul. Długa 44/50 lok. 109 tel./fax: 22 760 31 65 e-mail: redakcja@lidaan.com www.lidaan.com

URZĄDZENIA ENERGETYKI DLA

Prezes Zarządu Andrzej Kołodziejczyk, tel. kom.: 502 548 476, e-mail: andrzej@lidaan.com Dyrektor ds. reklamy i marketingu Dariusz Rjatin, tel. kom.: 600 898 082, e-mail: darek@lidaan.com Zespół redakcyjny i współpracownicy Redaktor naczelny: mgr inż. Marek Bielski, tel. kom.: 500 258 433, e-mail: marek.w.bielski@gmail.com Dr inż. Andrzej Maciej Maciejewski, tel. kom.: 601 991 000, e-mail: andrzej.maciejewski3@neostrada.pl Sekretarz redakcji: mgr Marta Olszewska tel. kom.: 531 266 287, e-mail: marta.is.roxy@gmail.com Dr inż. Wojciech Żurowski, doc. dr Valentin Dimov (Bułgaria), Inż. Armand Kehiaian (Francja), prof. dr hab. inż. Andrzej Krawczyk, prof. dr hab. inż. Krzysztof Krawczyk, dr inż. Jerzy Mukosiej, prof. dr hab. inż. Andrew Nafalski (Australia), prof. dr hab. inż. Andrzej Rusek, prof. dr inż. Wiesław Seruga, prof. dr hab. Jacek Sosnowski, prof. dr hab. inż. Czesław Waszkiewicz, prof. dr hab. inż. Jerzy Ziółko, mgr Anna Bielska Redaktor Techniczny: Robert Lipski, info@studio2000.pl Fotoreporter: Zbigniew Biel Opracowanie graficzne: www.studio2000.pl Redakcja nie odpowiada za treść ogłoszeń. Redakcja zastrzega sobie prawo przeprowadzania zmian w tekstach, np. adiustowania lub skracania, a także nieodsyłania materiałów nie zakwalifikowanych do druku. Przedruk, a także publikacja w innej formie, np. elektronicznej w internecie, tylko za zgodą wydawcy i właściciela praw autorskich.

Prenumerata realizowana przez RUCH S.A: Zamówienia na prenumeratę w wersji papierowej i na e-wydania można składać bezpośrednio na stronie www.prenumerata.ruch.com.pl Ewentualne pytania prosimy kierować na adres e-mail: prenumerata@ruch.com.pl lub kontaktując się z Telefonicznym Biurem Obsługi Klienta pod numerem: 801 800 803 lub 22 717 59 59 – czynne w godzinach 7.00 – 18.00.

Koszt połączenia wg taryfy operatora.

Współpraca reklamowa: ELKOMTECH.......................................................................................................... I OKŁADKA SCHNEIDER ELECTRIC......................................................................................II OKŁADKA ENERGOPOMIAR...............................................................................................III OKŁADKA WILK...................................................................................................................... IV OKŁADKA ELEKTROMONTAŻ RZESZÓW.............................................................................................3 EXPOPOWER........................................................................................................................... 53 ENERGOELEKTRONIKA.PL................................................................................................. 67 HITACHI.................................................................................................................................... 61 NEXANS.................................................................................................................................... 55 PARTEX...................................................................................................................................... 51 PFISTERER...................................................................................................................................5 PROTEKTEL.................................................................................................................................9 PTPIREE.............................................................................................................................. 11, 43 WIHA.......................................................................................................................................... 63

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Osprzęt kablowy SN i WN Głowice napowietrzne dla kabli WN XLPE: yy yy yy yy yy yy

Napięcie: do 420 kV Przekroje żyły roboczej: do 2500 mm2 Strefa zabrudzeniowa: do 31mm/kV System monitoringu temperatury kabla Maksymalny prąd zwarciowy: 63kA/1s Izolacja: kompozytowa lub porcelanowa

Mufy dla kabli WN XLPE: yy yy yy yy yy yy

Napięcie: do 420 kV Przekroje żyły roboczej: do 2500 mm2 Wykonanie przelotowe lub crossbondingowe System monitoringu temperatury kabla Maksymalny prąd zwarciowy: 63 kA/1s Możliwość łączenia kabli o innych średnicach (wersja trzyczęściowa)

System połączeń konektorowych CONNEX WN: yy yy yy yy yy yy

Ujednolicony system dla Transformatorów i rozdzielnic GIS Napięcie: do 420 kV Przekroje żyły roboczej: do 3000 mm2 System monitoringu temperatury kabla Maksymalny prąd zwarciowy: 50 kA/1s Możliwość wykonania mufy rozgałęźnej WN

System połączeń konektorowych CONNEX SN: yy Ujednolicony system dla Transformatorów i rozdzielnic GIS yy Napięcie: do 52 kV yy Bogata gama akcesoriów: ograniczniki przepięć, wskaźniki obecności napięcia, uziemiacze, uzgadniacze faz, itp.

PFISTERER Sp. z o.o. ul. Pogodna 10 Piotrkówek Mały 05-850 Ożarów Maz.

http://www.pfisterer.pl Tel. +48 22 722 41 68 Fax +48 22 721 27 81 e-mail: info@pfisterer.pl

WYDARZENIA I INNOWACJE

Firma Eaton wprowadza pakiet ulepszeń dla serii rozdzielnic xEnergy

S

półka Eaton ogłosiła wprowadzenie szeregu istotnych ulepszeń dla swojej popularnej i uniwersalnej serii modułowych rozdzielnic niskiego napięcia xEnergy. Zaliczają się do nich: opcja montażu wyłączników IZMX obok siebie zapewniająca oszczędność miejsca, zabudowa o stopniu ochrony IP42 zabezpieczająca przed wnikaniem ciał obcych, komponenty wzmacniające wytrzymałość systemu przeznaczone do użycia w strefach zagrożonych trzęsieniami ziemi, rozbudowane opcje ochrony przed łukiem elektrycznym, nowe zestawy instalacyjne do przedziałów dla wyposażenia montowanego na stałe i szeroki zakres innowacyjnych rozwiązań dla sekcji sterowania napędami.xEnergy, popularna seria modułowych rozdzielnic niskiego napięcia, została wyposażona w rozbudowany pakiet ulepszeń System xEnergy pozwala producentom na wytwarzanie wysokiej jakości, zweryfikowanych projektowo rozdzielnic niskiego napięcia, mówi Bernhard Gegenbauer, Product Line Manager w firmie Eaton. Główną zaletą systemu zawsze była możliwość jego łatwego konfigurowania, co pozwalało spełniać niemal wszystkie wymagania stawiane przez klientów.

Jednak w przypadku kilku aplikacji trudno było znaleźć w pełni satysfakcjonujące rozwiązania - dopiero dzięki naszym nowym ulepszeniom stało się to obecnie możliwe. System xEnergy zawsze był uniwersalny, jednak w tej chwili jest klasą sam dla siebie w tym zakresie.

Dzięki możliwości montażu side -by-side w pojedynczym przedziale rozdzielnicy xEnergy, przy jednoczesnym zachowaniu wewnętrznego podziału w formie 4b (Form 4b), można umieścić obok siebie dwa wyłączniki powietrzne IZMX16 lub dwa wyłączniki kompaktowe NZM3 bądź NZM4. Ogranicza to koszty, jak również pozwala na znaczną oszczędność przestrzeni, co jest szczególnie cenne w trakcie modernizacji systemów, gdzie dostępna przestrzeń do montażu nowej rozdzielnicy jest często bardzo ograniczona.

W przeszłości systemy xEnergy były dostępne w wersjach stopnia ochrony IP31 oraz IP55. Obecnie firma Eaton dodała wersję IP42, która ma tę dodatkową zaletę, że można ją wykorzystać do modernizacji już istniejących rozdzielnic. Opcja zabezpieczenia IP42 obej-

6

muje drzwi, ścianę tylną i panele górne (dachowe), które zostały wyposażone w filtr siatkowy o drobnych oczkach zapewniający wentylację, a jednocześnie zabezpieczający przed wniknięciem ciał obcych. Filtry można wyjmować w celu czyszczenia bez konieczności wyłączania rozdzielnicy.

Produkcja rozdzielnic odpornych na uszkodzenia powodowane przez trzęsienia ziemi stanowiła dawniej szczególne wyzwanie, ale nowe zabezpieczenia opracowane przez firmę Eaton znacznie ułatwiają to zadanie. Zestaw ulepszeń składa się ze specjalnie zaprojektowanych wsporników wzmacniających rozdzielnice xEnergy. Po ich zamontowaniu rozdzielnice przeszły pozytywnie test według normy IEC 60068-3-3: poziom AG2 i AG5, UBC Code: strefa 4, IEEE Std. 344: klasa 1E (OBE @ AG2 iSSE @ AG5), IEEE Std. 693: poziom średni (0,25g) oraz poziom wysoki (0,5g).

Nowe komponenty do ochrony przed łukiem elektrycznym dla systemu xEnergy zapewniają zwiększone bezpieczeństwo dla wymagających aplikacji. Obejmują one drzwi i osłony zaprojektowane do odprowadzania poza górną część rozdzielnicy gorących gazów powstałych w efekcie tworzenia się łuku, odporne na pękanie bezpieczne zamknięcia do drzwi, uszczelnienia zabezpieczające przed wnikaniem ciał obcych, klapy wydmuchowe z zaworami odciążającymi ciśnienie gazów oraz izolowane bariery łukowe do montażu w pobliżu głównych szyn zbiorczych w celu ochrony przed wypalaniem dziur w ścianach obudowy.

Dla pól odpływowych XF montowanych na stałe, firma Eaton wprowadziła nowe zestawy instalacyjne, które zwiększyły głębokość montażu o 200 mm - z 275 mm do 475 mm. Oznacza

to, że wyłączniki kompaktowe NZM3 i NZM4 mogą być montowane jako zestawy montażowe w formie 4b.

W przypadku sekcji sterowania napędami wprowadzono ulepszenia w postaci kaset wysuwnych z uchylnymi frontami, nowy system kodowania zapobiegający umieszczaniu jednostek wysuwnych w nieodpowiednich przedziałach, oszczędzające czas, gotowe okablowane listwy zaciskowe, zaczepy zapobiegające przed przypadkowym, całkowitym wysunięciem jednostek kasetowych oraz rozbudowane wsparcie dla systemu łączeniowego SmartWire-DT, który praktycznie eliminuje konieczność stosowania konwencjonalnego oprzewodowania sterującego.

Sektor elektryczny Eaton jest globalnym liderem w dziedzinie dystrybucji zasilania i zabezpieczenia obwodów; zabezpieczenia zasilania zapasowego; regulacji i automatyki; oświetlenia i bezpieczeństwa; rozwiązań strukturalnych i sprzętu instalacyjnego; rozwiązań do pracy w surowych i niebezpiecznych warunkach; a także usług inżynieryjnych.

Dzięki swojemu zestawowi globalnych rozwiązań Eaton jest w stanie sprostać najbardziej krytycznym wyzwaniom w zarządzaniu zasilaniem elektrycznym dnia dzisiejszego.

Eaton to przedsiębiorstwo zarządzające zasilaniem, którego sprzedaż w 2013 r. wyniosła 22,0 mld USD. Eaton oferuje energooszczędne rozwiązania wspomagające efektywne zarządzanie wykorzystaniem energii elektrycznej, hydraulicznej i mechanicznej w sposób bardziej skuteczny, bezpieczny i zrównoważony.

Eaton zatrudnia około 101 000 pracowników i oferuje swoje produkty w ponad 175 krajach. Aby uzyskać więcej informacji, patrz www.eaton.eu.

Eaton n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

WYDARZENIA I INNOWACJE

COPA-DATA otrzymuje kompetencje Microsoft Gold Intelligent Systems Jako wieloletni certyfikowany ,,Gold Partner’’ programu partnerskiego firmy Microsoft, firma COPA-DATA zrobiła wiele dla rozwoju i umocnienia się strategicznego partnerstwa z firmą Microsoft. W ubiegłym roku Microsoft oficjalnie docenił starania firmy wręczając nagrodę za rozwój złotego partnerstwa. Dzięki temu Microsoft potwierdził że oprogramowanie zenon, jak również know-how COPA-DATA spełnia nowe wymaganie Gold Intelligent Systems Competency.

W

ubiegłym roku roku firma Microsoft ogłosiła plany integracji swojego oprogramowania Windows Embedded Partner Program (WEPP) z międzynarodową siecią partnerską firmy Microsoft (MPN) w postaci nowej kompetencji, aby móc oferować partnerom, centralny i spójny program.

Ostatecznie w styczniu 2014 roku wprowadzono nową kompetencję (MPN) dla systemów inteligentnych.

Z systemami inteligentnymi w ,,Industry 4.0’’

Celem zastosowania systemów inteligentnych w firmach zajmujących się produkcją przemysłową jest wykorzystanie potencjału IoT - Internet of Things tak, aby niezależnie od czasu i miejsca wszelkie istotne dane były w pełni dostępne. Wspomagając urządzenia sieciowe, sprzęt, procesy i ludzi, stale optymalizując rozwiązania w dziedzinie analityki biznesowej, a tym samym mają pozytywny wpływ na proces podejmowania decyzji. Dlatego też systemy inteligentne mają ogromny udział w automatyzacji zakładów i gospodarczym rozwoju regionów. Oprogramowanie zenon spełnia wszystkie wymagania i kryteria stawiane systemom inteligentnym, co zostało potwierdzone przez Microsoft kwalifikacją do Gold Intelligent Systems Competency. Możemy więc zaoferować naszym klientom innowacyjne technologie, specjalistyczną know-how oraz kompetentne, całościowe rozwiązania w tym obszarze.

COPA-DATA czołowym posiadaczem MPN

Johannes Petrowisch, Partner Account Manager w firmie COPA-DATA podkreśla ważność nowych kwalifikacji: „Według informacji podanych przez firmę Microsoft, tylko niecałe 5% z ponad 650 000 partnerów Microsoftu

na całym świecie posiada kwalifikację do kompetencji Silver, a zaledwie 1% – kompetencje Gold. Dzięki naszym dwóm kompetencjom na poziomie Gold zaliczamy się do wąskiego grona posiadaczy kompetencji w tej sieci i możemy ponownie podkreślić naszą rolę jako pioniera technologii. Jesteśmy z tego bardzo dumni”.

Kompetencje Microsoft dają przewagę konkurencyjną

Dzięki rozmaitym kompetencjom wydawanym w ramach sieci partnerskiej firmy Microsoft może ona wspierać swoich partnerów w promowaniu wiodących umiejętności i wiedzy specjalistycznej w danej branży w profesjonalny sposób oraz pozwala im wyraźnie odróżnić się od konkurencji. Aby zdobyć co najmniej jedną z około 25 kompetencji MPN, należy sprostać określonym wymaganiom oraz udowodnić to w dorocznych analizach finansowych.

W zależności od stopnia, w jakim udało się spełnić te wymagania, rozróżnia się kompetencje na poziomie Gold i Silver.

Tylko partnerzy, którzy wykazują stałe wysokie osiągi i wyjątkowe zaangażowanie w określony obszar gospodarki, otrzymują kompetencje typu Gold.

COPA-DATA od 2005 r. jest członkiem programu partnerskiego firmy Microsoft. Dzięki dostępowi do najnowszych technologii oraz rozbudowanych zasobów informacyjnych i wsparciu, członkostwo przyczynia się do jakości i innowacyjności produktów i usług. Firmy COPA-DATA.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Informacje o oprogramowaniu zenon

zenon to rodzina zróżnicowanych produktów firmy COPA-DATA, wprowadzająca ergonomiczne rozwiązania procesowe w wielu branżach, począwszy od czujników do ERP. W jej skład wchodzą: zenon Analyzer, zenon Supervisor, zenon Operator i zenon Logic. zenon Analyzer to rozwiązanie pozwalające na tworzenie zindywidualizowanych raportów (np. dotyczące zużycia, przestojów, KPI) na podstawie danych z IT i automatyki. zenon Supervisor, niezależny system SCADA, umożliwia wszechstronne monitorowanie procesów i kontrolowanie systemów redundantnych, także w złożonych sieciach i poprzez zdalny dostęp. zenon Operator, jako system HMI, gwarantuje bezpieczną kontrolę maszyn oraz zapewnia prostą i intuicyjną obsługę, w tym Multi-Touch. zenon Logic, który jest zintegrowanym systemem PLC opartym na IEC 61131-3, umożliwia optymalną kontrolę procesów i logiczne przetwarzanie. Rodzina produktów zenon, jako niezależny od platformy portfel rozwiązań procesowych, bezproblemowo integruje się z istniejącą technologią automatyczną i środowiskami IT oraz oferuje oprogramowania set-up wizards i wzory umożliwiające łatwą konfigurację i prostą migrację z innych systemów.

Charakterystyczną cechą rodziny produktów zenon jest zasada „parametryzacja zamiast programowania”. n COPA-DATA Polska Sp. z o.o.

7

WYDARZENIA I INNOWACJE

Nowe wieże GE do wiatraków pozwolą budować farmy wiatrowe w miejscach dotąd nieopłacalnych Inżynierowie GE stworzyli wieżę dla turbin wiatrowych, której wysokość to niemal 140 metrów.

Pozwoli to budować farmy wiatrowe w miejscach o słabszych warunkach wiatrowych.

T

radycyjne wieże turbin wiatrowych mają kształt stalowych rur.

Nowa koncepcja opracowana przez inżynierów GE zakłada wykorzystanie stalowych kratownic otulonych warstwą włókna szklanego. Dźwigary kratowe mogą być przewożone w kontenerach i składane w miejscu ostatecznego przeznaczenia.

Prototyp wieży powstał w ośrodku testów GE w Tehachapi w Kalifornii. Na jej szczycie zainstalowano wirnik o średnicy około 120 metrów oraz nową turbinę o mocy 2,75 megawatów. Wieża składa się z pięciu filarów, dzięki czemu charakteryzuje się szerszą podstawą i lepszą stabilnością niż tradycyjne wieże rurowe. Osłona z włókna szklanego chroni wieżę przed działaniem czynników at-

mosferycznych i jest równie wytrzymała jak pozostałe elementy konstrukcji. „Dzięki wieży o przestrzennej konstrukcji kratowej farmy wiatrowe będą mogły powstawać w nowych lokalizacjach, przyczyniając się do dalszego rozwoju energetyki wiatrowej”, mówi Cliff Harris, szef europejskiego działu GE Renewable Energy. „Jest to kolejny krok w kierunku budowy coraz wyższych wież, przekraczających nawet 150 metrów”.

GE zaangażowane jest w rozwój technologii wiatrowych od samego początku. W 1887 roku, Charles F. Brush zbudował w Cleveland w Ohio pierwszą turbinę wiatrową produkującą elektryczność. Gigantyczna konstrukcja ważyła 4 tony, miała prawie 20 metrów wyso-

Nowa wieża turbiny wiatrowej: stalowe kratownice osłonięte warstwą włókna szklanego.

kości, 144 drewniane łopaty oraz długi ogon przypominający ogon komety.

Turbina Brusha produkowała 12 kilowatów energii elektrycznej - dziś taką ilość prądu zużywają trzy amerykańskie gospodarstwa domowe. W późniejszym okresie firma Brusha połączyła się z GE. n

SKF wprowadza nową generację łożysk baryłkowych SKF Explorer

W

szystkie łożyska baryłkowe SKF Explorer zostały ulepszone do nowego poziomu osiągów.

Udoskonalenia wynikają z zastosowania wysokiej jakości stali i ulepszonego procesu obróbki cieplnej. Nowa generacja łożysk baryłkowych SKF Explorer zapewnia uzyskiwanie nawet dwukrotnie wyższej trwałości eksploatacyjnej, zwłaszcza w aplikacjach, gdzie występuje wysoki poziom zanieczyszczeń lub gdzie smarowanie jest niewystarczające. Łożyska baryłkowe SKF Explorer zapewniają znaczące polepszenie kluczowych parametrów eksploatacyjnych. W typowych ciężkich warunkach trwałość ich pracy może być kilkakrotnie dłuższa niż trwałość łożysk, które nimi zastąpiono. Zastosowanie nowej generacji łożysk pozwala na obniżenie kosztów zużycia energii, zmniejszenie zużycia środków smarnych, a nawet

8

zwiększenie wydajności i obniżenie temperatury pracy maszyn.

Nowa ulepszona konstrukcja łożysk SKF Explorer obejmuje także uszczelnione łożyska baryłkowe SKF Explorer. W warunkach dużych zanieczyszczeń cechują się one znacznie większą trwałością eksploatacyjną niż łożyska otwarte. Łożyska te są fabrycznie wypełnione smarem plastycznym o specjalnym składzie oraz uszczelnione za pomocą bardzo skutecznych uszczelnień stykowych. Uszczelnienia chronią łożysko i środek smarny przed zanieczyszczeniami, które mogłyby doprowadzić do przedwczesnego uszkodzenia łożyska.

W wielu zastosowaniach fabrycznie nałożony smar plastyczny wystarcza na cały okres trwałości łożyska. Zmniejszenie wymaganej częstotliwości dosmarowywania – albo nawet wyeliminowanie takiej potrzeby – przekłada się

na istotne obniżenie kosztów zakupu, dozowania i usuwania smaru. Łożyska baryłkowe SKF Explorer mają swoje zastosowanie w bardzo wielu aplikacjach. Niektóre z nich to: yy przekładnie przemysłowe yy turbiny wiatrowe yy pompy yy aplikacje górnicze i budowlane yy przesiewacze i sita wibracyjne yy przenośniki yy silniki elektryczne yy maszyny stosowane do produkcji stali SKF n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Moc natury pod kontrolą Innowacyjne rozwiązania dla średniego i wysokiego napięcia Protektel sp.j. ul. Piłsudskiego 92, 06-300 Przasnysz, Poland tel. +48 29 752 57 84 www.protektel.pl, e-mail: protektel@protektel.pl

WYDARZENIA I INNOWACJE

Przenośny oscyloskop Fluke ScopeMeter®190-504 Fluke rozszerza linię przenośnych oscyloskopów z serii Fluke 190 II o nowy produkt – Fluke 190-504.

Ten czterokanałowy oscyloskop o paśmie przenoszenia 500MHz umożliwia badanie stanu urządzeń telekomunikacyjnych oraz systemów pracujących z wysoką częstotliwością.

P

rzenośne oscyloskopy Fluke ScopeMeter® serii 190 II łączą w sobie sprawność i dokładność urządzeń stacjonarnych z wysoką wytrzymałością i mobilnością. Odporność na warunki środowiskowe (IP51) oraz klasa bezpieczeństwa CAT III 1000V/ CAT IV 600 V umożliwiają dokonywanie pomiarów w miejscach, gdzie do tej pory było to bardzo trudne, a czasem wręcz niemożliwe. Cztery kanały pozwalają na diagnostykę problemów z przesunięciem czasowym kilku sygnałów, kontrolę wzajemnie zależnych sygnałów w czasie rzeczywistym, badanie zestawów sygnałów wejściowych i wyjściowych oraz działanie blokad bezpieczeństwa i pętli sprzężenia zwrotnego.

Najważniejsze właściwości:

yy cztery niezależne, izolowane wejścia; yy pasmo przenoszenia 500MHz; yy częstotliwość próbkowania 5 GS/s; yy pamięć: 10 000 punktów na przebieg kanału;

10

yy czas narastania 0,7 ns; yy wyzwalanie pojedyncze, impulsowe lub w trybie wideo; yy wbudowany dedykowany multimetr.

Dodatkowe funkcje:

yy funkcja Connect-and-View™ umożliwiająca inteligentne, automatyczne wyzwalanie, reaguje na szybkie, wolne, a nawet bardziej złożone sygnały; yy analiza widma częstotliwości przy pomocy szybkiej transformaty Fouriera (FFT); yy automatyczne rejestrowanie i powtarzanie ostatnich 100 ekranów; yy tryb ScopeRecord™ z pamięcią 30 000 lub więcej punktów na kanał wejściowy, wykorzystywanych do analizy sygnału o niskiej częstotliwości; yy tryb rejestrowania elektronicznego TrendPlot™ z pamięcią głęboką do długookresowych pomiarów automatycznych.

Prowadzenie dokumentacji, archiwizację i analizę wyników umożliwia oprogramowanie FlukeView ScopeMeter dla systemu Windows. Pozwala ono na kopiowanie przebiegów, zrzutów ekranu i danych na komputer, dodawanie tekstu do ustawień urządzenia (np. jako wskazówki dla operatorów), tworzenie bibliotek przebiegów jako łatwo dostępnego punktu odniesienia dla prowadzonych testów czy analizowanie widma.

Przenośny oscyloskop Fluke ScopeMeter®190-504 przeznaczony jest dla inżynierów utrzymania ruchu i techników przemysłowych.

Więcej informacji i pełne dane techniczne na www.fluke.pl Fluke n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

WYDARZENIA I INNOWACJE

Energia ze słońca w nowej odsłonie Czy można wymyślić jeszcze coś znacząco nowego w dziedzinie pozyskiwania energii ze światła słonecznego – nie licząc dalszego udoskonalania ogniw i obniżania kosztów używanych do ich tworzenia materiałów? Inżynierowie z australijskiego CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) udowodnili niedawno, że owszem. Udało się im bowiem wykorzystać parę w stanie nadkrytycznym pozyskaną nie z paliw kopalnych, lecz właśnie ze Słońca.

W

stanie nadkrytycznym takie właściwości danej substancji, jak temperatura i ciśnienie, są większe od ciśnienia i temperatury punktu krytycznego danej substancji – czyli warunków krytycznych definiujących stan układu fizycznego oddzielających stany o odmiennych właściwościach (ciecz - para nasycona), w którym nie można rozróżnić obu stanów (cieczy i pary nasyconej).

Oznacza to, że w warunkach nadkrytycznych zanika granica miedzy stanem ciekłym i gazowym.

Uczonym z CSIRO udało się właśnie wykorzystać energię słoneczną do uzyskania pary o ciśnieniu 23,5 MPa i temperaturze 570 stopni Celsjusza.

Zważywszy, że Australia uzyskuje ponad 90 procent energii z paliw kopalnych, a tylko niewielki odsetek elektrowni korzysta z nowoczesnych rozwiązań przewidujących użycie nadkrytycznej pary, rozwiązanie to, jak wskazuje szef CSIRO’s Energy Flagship doktor Alex Wonhas, wyznacza przełomowy moment dla energetyki tego kraju – i być może całej energetyki solarnej. – To jak przekroczenie bariery dźwięku. To pokazuje, że energetyka słoneczna może konkurować z najlepszymi osiągnięciami energetyki wykorzystującej paliwa kopalne. Dowiedliśmy, że do uzyskania pary w stanie nadkrytycznym nie są potrzebne paliwa kopalne. Elektrownie przyszłości mogą osiągnąć takie same wyniki dzięki darmowej, ekologicznej energii słonecznej – komentuje uczony.

Dziś na całym świecie elektrownie słoneczne wykorzystują parę w stanie podkrytycznym – ma ona wysoką temperaturę, ale jej ciśnienie jest niższe niż graniczne 22 MPa. Wykorzystanie pary nadkrytycznej znaczą-

12

co zwiększa wydajność elektrowni i zmniejsza koszty produkcji jednostki energii.

W CSIRO Energy Centre, gdzie udało się uzyskać parę w stanie nadkrytycznym,

znajdują się dwie testowe farmy słoneczne, które korzystają z ponad 600 luster skupiających światło na dwóch wieżach.

OM n FOT.: CSIRO Energy Centre

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 2/2014

WYDARZENIA I INNOWACJE

Elektrycznie sterowany polimer zmienia własności optyczne Sterowane elektrycznie szyby o płynnie regulowanej przezroczystości, nowe filtry polaryzacyjne, a nawet czujniki chemiczne zdolne do wykrywania pojedynczych cząsteczek chemicznych konkretnego związku będzie można budować dzięki nowemu polimerowi, w niespotykany wcześniej sposób łączącemu cechy optyczne z elektrycznymi.

M

iędzynarodowy zespół chemików z Włoch, Niemiec i Polski stworzył polimer o unikatowych właściwościach elektrycznych i optycznych. W zależności od wielkości przyłożonego potencjału elektrycznego, elementy polimeru zmieniają swoją konfigurację przestrzenną, co z kolei wpływa na polaryzację przepuszczanego światła. Materiał może znaleźć zastosowanie na przykład w filtrach polaryzacyjnych i szybach okiennych o płynnie regulowanej przezroczystości. Jego właściwości mechaniczne sprawiają, że świetnie nadaje się także do budowy czujników chemicznych do selektywnego wykrywania i oznaczania optycznie czynnych (chiralnych) odmian tych samych substancji. „Aby polimery wykazywały właściwości chiralne, dotychczas do ich szkieletów dołączano chiralne podstawniki.

W takich konstrukcjach polimer pełnił jedynie rolę rusztowania. Nasz polimer jest wyjątkowy, ponieważ jest chiralny sam z siebie, czyli bez jakichkolwiek podstawników. Sam jest zarówno rusztowaniem, jak i chiralną strukturą aktywną optycznie. Co więcej, polimer ten przewodzi prąd elektryczny” - informuje prof. dr hab. Włodzimierz Kutner z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie, jeden z inicjatorów badań.

Chiralność można najprościej wyjaśnić za pomocą operacji odbicia lustrzanego. Jeśli dwie odmiany tego samego obiektu wyglądają jak swoje odbicia lustrzane to mówimy, że różnią się chiralnością. Tak jest np. z naszymi dłońmi, o czym mógł się przekonać każdy,

kto próbował założyć lewą rękawiczkę na prawą dłoń. Jak jedna dłoń różni się od drugiej, tak różnią się od siebie dwie cząsteczki chiralne o tym samym składzie chemicznym. Każda z nich wykazuje przy tym inne właściwości optyczne, inaczej skręca płaszczyznę polaryzacji światła. Chemicy mówią wtedy o jednym związku chemicznym istniejącym w postaci dwóch izomerów optycznych zwanych enancjomerami.

Polimer zaprezentowany przez zespoł prof. Sannicolo powstał na bazie tiofenu, organicznego związku składającego się z pięcioczłonowego pierścienia aromatycznego zawierającego atom siarki. Po spolimeryzowaniu tiofenu powstaje chemicznie trwały polimer świetnie przewodzący prąd. Podstawową cegiełkę nowego polimeru – czyli jego monomer – tworzy dimer, którego każda połówka jest zbudowana z dwóch pierścieni tiofenowych i jednego podstawnika tionaftenowego. Połówki te są połączone w jednym miejscu i można je względem siebie skręcać za pomocą przyłożonego potencjału elektrycznego. W zależności od wzajemnej orientacji tych połówek, nowy polimer przyjmuje albo traci właściwości chiralne. Zachowanie to jest w pełni odwracalne. Narzuca się tu porównanie do oddychania, przy czym to „oddychanie chiralne” jest sterowane zewnętrznym potencjałem.

Opracowanie nowego polimeru zostało zainicjowane dzięki badaniom nad wdrukowaniem molekularnym, prowadzonym w Instytucie Chemii Fizycznej PAN. Wdrukowanie molekularne z polega na „odciśnięciu” cząsteczek poszu-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

kiwanego związku w polimerze, a następnie ich wypłukaniu. W polimerze pozostają wówczas luki molekularne, czyli pułapki pasujące pod względem wielkości i kształtu tylko do cząsteczek usuniętego związku. Aby spełniać rolę receptora w czujniku chemicznym, polimer z lukami musi być dostatecznie wytrzymały mechanicznie. „Trójwymiarowe sieci, które próbowaliśmy budować w IChF PAN z dotychczas stosowanych dwuwymiarowych pochodnych tiofenów, po prostu zapadały się po usunięciu z nich cząsteczek służących do wdrukowania. Dlatego zwróciliśmy się z prośbą o pomoc do naszych włoskich partnerów, specjalizujących się w syntezie pochodnych tiofenu. Chodziło o zaprojektowanie i zsyntetyzowanie trójwymiarowej pochodnej tiofenu, za pomocą której moglibyśmy trójwymiarowo sieciować nasze polimery. Wykonana w Mediolanie pochodna tiofenu ma trwałą strukturę trójwymiarową, a sterowalne właściwości chiralne nowego polimeru, otrzymanego po jej spolimeryzowaniu, okazały się dla wszystkich bardzo miłą niespodzianką”, wyjaśnia prof. W. Kutner.

Badania spektro-elektrochemiczne nowego polimeru przeprowadzili naukowcy z Leibniz Institute of Solid State and Materials Research (IFW) w Dreźnie.

Wyniki prac międzynarodowego zespołu, którym kierował prof. Francesco Sannicolo z Universita degli Studi di Milano, zostały opublikowane w jednym z najbardziej prestiżowych czasopism chemicznych, Angewandte Chemie International Edition.

(AB/MB) n Fot.: archiwum IChF PAN

13

WYDARZENIA I INNOWACJE

Wind PowerUp Na targach PSEW w Serocku GE zaprezentuje rozwiązania pozwalające zwiększyć poziom produkcji energii elektrycznej wytwarzanej przez turbiny wiatrowe

I

nteligentna turbina nowej generacji produkuje rocznie o 5% energii elektrycznej więcej niż model 2.5-120.

Magazynowanie energii przy użyciu rozwiązań zintegrowanych z pojedynczą turbiną lub systemu scentralizowanego dla całej farmy wiatrowej czyni z wiatru bardziej przewidywalne źródło energii.

Platforma Wind PowerUp* umożliwia stopniowe zwiększanie ilości energii elektrycznej produkowanej przez turbiny wiatrowe.

Wieża lekkiej konstrukcji pozwala na instalację turbin w lokalizacjach o słabszych warunkach wiatrowych.

Na IX. Konferencji i Targach Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej, jednej z najważniejszych imprez polskiego sektora wiatrowego, GE zaprezentuje nowoczesne technologie, produkty i usługi. Umożliwią one zwiększenie poziomu produkcji energii elektrycznej, podniesienie jakości usług oraz zwiększenie zysków operatorów farm wiatrowych. Targi odbywają się w Serocku 27 i 28 maja br. „Coraz dynamiczniej rozwijamy się w Europie, dlatego też będziemy dalej inwestować w takie technologie jak wieża dla turbiny 2.75-120, oferowana w wersjach o różnych wysokościach, oraz systemy magazynowania energii. Dzięki temu będziemy mogli zaproponować deweloperom i operatorom farm wiatrowych rozwiązania skrojone na miarę ich potrzeb” - powiedział Cliff Harris, dyrektor generalny europejskiego działu GE Renewable Energy.

“Polska jest siódmym co do wielkości rynkiem technologii wiatrowych w Europie i perspektywy rozwoju sektora są tu wciąż bardzo obiecujące. Nasze technologie pozwalają maksymalnie wykorzystać lokalne warunki wiatrowe i zintegrować z siecią energię elektryczną produkowaną przez turbiny wiatrowe”.

GE zainwestowało dotychczas 2 miliardy dolarów w badania i rozwój technologii odnawialnych. Firma wprowadza na rynek innowacyjne rozwiązania z zakresu energetyki wiatrowej, dzięki

14

czemu wiatr odgrywa coraz większą rolę w produkcji energii elektrycznej.

Polska jest dla GE ważnym ośrodkiem badań i rozwoju. Tutaj też działa Engineering Design Centre, efekt współpracy GE i Instytutu Lotnictwa. EDC zatrudnia ponad 1600 inżynierów dostarczających nowoczesne rozwiązania dla energetycznego portfolio GE. Podczas targów GE zaprezentuje szereg nowych rozwiązań technologicznych. Wśród nich znajdą się: yy Turbina wiatrowa GE 2.75-120 należąca do portfolio inteligentnych technologii wiatrowych. Produkuje o 5% energii elektrycznej więcej niż model 2.5-120 i może zostać zainstalowana na wieżach sięgających od 85 do 139 metrów. Dostępne są dla niej także systemy magazynowania energii. Turbinę 2.75-120 można wyposażyć w technologię umożliwiającą krótkoterminowe lub długoterminowe magazynowanie energii. Zintegrowanie akumulatorów z odpowiednim oprogramowaniem sprawia, że energia wiatrowa staje się bardziej przewidywalnym i elastycznym źródłem energii, pozwalającym szybko reagować na zwiększenie zapotrzebowania. Magazynowanie krótkoterminowe odbywa się na poziomie pojedynczej turbiny, zaś system magazynowania długoterminowego scentralizowany jest dla całej farmy wiatrowej. Turbina analizuje dziesiątki tysięcy danych na sekundę wykorzystując możliwości Internetu Przemysłowego. Umożliwia to zwiększenie poziomu produkcji energii elektrycznej, podniesienie jakości usług, a także zwiększenie zysków operatorów farm wiatrowych. yy Wind PowerUp, platforma informatyczna należąca do pakietu rozwiązań GE Predictivity™. Narzędzie dostosowane jest do indywidualnych potrzeb klienta i umożliwia przeprowadzenie dokładnej analizy warunków środowiskowych, w jakich pracują turbiny. Dzięki temu operatorzy farm wiatrowych zyskują szansę zwiększenia produkcji nawet o 5%

w skali roku. Oznacza to, że zysk wypracowywany przez pojedynczą turbinę wzrasta nawet o 20%. yy Nowa wieża o lekkiej konstrukcji, zaprojektowana dla turbin wiatrowych o dużej mocy, osiąga maksymalną wysokość 139 metrów. Pozwala to na tańszą realizację projektów wiatrowych w lokalizacjach o słabszych warunkach wiatrowych. Jej transport odbywa się przy wykorzystaniu standardowych rozwiązań logistycznych, poszczególne elementy wieży złożone zostają w miejscu ostatecznego przeznaczenia. Wieża składa się z pięciu filarów, dzięki czemu charakteryzuje się większą podstawą od tradycyjnej wieży rurowej.

Dodatkowa przestrzeń u podstawy wieży pozwala na umieszczenie w jej wnętrzu poszczególnych elementów elektrowni, co ułatwia konserwację, upraszcza organizację przestrzenną instalacji oraz stwarza dodatkowe możliwości rozmieszczenia urządzeń peryferyjnych. Wieża lekkiej konstrukcji jest owocem inwestycji GE w technologie wiatrowe. „Dzięki wieży lekkiej konstrukcji farmy wiatrowe będą mogły powstawać w nowych lokalizacjach, przyczyniając się do dalszego rozwoju energetyki wiatrowej” - mówi Cliff Harris, szef europejskiego działu GE Renewable Energy. „Jest to kolejny krok w kierunku budowy coraz wyższych wież, które wysokością będą przekraczały 150 metrów.

W nadchodzących latach GE planuje dalsze inwestycje w innowacje i nowoczesne technologie sprzyjające rozwojowi sektora wiatrowego”.

GE Power & Water n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

WYDARZENIA I INNOWACJE

Warmińska farma fotowoltaiczna

Jeszcze w tym roku, niedaleko Olsztynka w województwie WarmińskoMazurskim, powstanie wielka farma fotowoltaiczna. Koszt inwestycji wyniesie ponad 7 mln zł.

P

olska to kraj, który mimo dość korzystnego usytuowania jeśli chodzi o sąsiedzkie wzorce energooszczędności i ochrony środowiska (Niemcy!), boryka się z mentalnym i strukturalnym zapóźnieniem w sferze wykorzystania energii z odnawialnych źródeł. Dotychczasowe inwestycje i rządowe plany, także te związane z górnictwem węglowym, czy ślepa determinacja rządu związana z energetyką jądrową i gazem łupkowym, nie dają raczej nadziei na szybkie zmiany w tym względzie.

Ich zwiastunem ma być jednak między innymi, jak sądzą entuzjaści projektu, powstająca pod warmińskim Olsztynkiem farma słoneczna, która zajmie teren o powierzchni 6,4 ha i będzie w stanie wyprodukować 1 MW energii przy wykorzystaniu czterech tysięcy ogniw słonecznych.

Budowa i wyposażenie obiektu pochłoną ok. 7,33 mln złotych, z czego

3 miliony zł mają pochodzić z Regionalnego Programu Operacyjnego Warmia i Mazury na lata 2007-2013.

Projekt zostanie zrealizowany przez firmę AWZ-AWZ-ET z Bydgoszczy, która posiada już doświadczenie z tego typu przedsięwzięciami. Inwestorzy potwierdzili, że całość energii produkowanej przez farmę będzie sprzedawana do sieci.

Na tereny dzisiejszej inwestycji jeszcze przed kilkunastoma latami były zwożone odpady z okolicznych miasteczek.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Teraz prowadzona jest rekultywacja, której zwieńczeniem ma być właśnie uruchomienie farmy słonecznej.

– Budowa farmy fotowoltaicznej na terenie rekultywowanego składowiska to prawdopodobnie pierwsza taka inwestycja w naszym kraju. Z tego co wiemy podobne zadanie zrealizowano tylko w Niemczech – informuje na łamach portalu olsztynek.wm.pl Zbigniew Wydrzyński, współwłaściciel Spółki AWZ-AWZ-ET. Szacuje się, że koszty projekt powinny zwrócić się w ciągu 8-10 lat. Co ciekawe, będzie to pierwsza inwestycja w Polsce, a także druga w Europie, która zakłada zagospodarowanie terenu byłego wysypiska śmieci.

Według planów, w najbliższych latach, w naszym kraju powstanie dużo więcej tego typu obiektów.

OM n Fot.: Warmińsko-Mazurska Agencja Energetyczna

15

WYDARZENIA I INNOWACJE

Elektryczność, billboardy, upał i woda Okazuje się, że gdy połączyć trzy pierwsze z wymienionych w tytule zjawisk, otrzymać można zdatną do picia wodę – i to na terenach szczególnie dotkniętych jej deficytem. Na pozór niezwykły, praktycznie zaś dość prosty w realizacji pomysł doczekał się już materializacji na przedmieściach Limy, stolicy Peru. Umieszczony na przedmieściach billboard dostarcza mieszkańcom metropolii ponad 3 tysiące litrów czystej wody miesięcznie, czerpiąc zasoby z wilgoci zawartej w powietrzu.

7,5

-milionowa Lima, drugie co do wielkości pustynne miasto na świecie (po Kairze), leży na skraju pustyni Atakama, jednego z najbardziej suchych rejonów świata, gdzie opady deszczu występują z częstotliwością graniczącą z nieprawdopodobieństwem (sięgają 100–600 mm na rok), a ponad 1,3 mln mieszkańców miasta nie ma dostępu do bieżącej wody. Jedyna nadzieja to woda, która dociera do Limy w postaci wilgotnego powietrza znad Pacyfiku, które występuje tam od grudnia do lutego.

Te właśnie zasoby postanowili maksymalnie wykorzystać naukowcy z Uniwersytetu Inżynierii i Technologii w Peru (UTEC). Opracowali oni technologię pozyskiwania wody z unoszącej się w powietrzu pary wodnej i ustawili w Limie billboard, który w ciągu zaledwie trzech miesięcy zdołał wychwycić 9 450 litrów wody.

Wewnątrz billboardu umieszczonych zostało pięć skraplaczy zasilanych elektrycznością – działają one na podobnej zasadzie jak domowe klimatyzatory. Skraplacze są chłodniejsze od otoczenia, dlatego w kontakcie z nimi powietrze także się ochładza, na skutek czego dochodzi do kondensacji pary wodnej (w miesiącach letnich powietrze zawiera jej aż 98 procent). Po oczyszczeniu – metodą odwróconej osmozy – woda trafia do 20-litrowego zbiornika umieszczonego u podstawy billboardu. Pozwala to uzyskać 96 litrów cennego płynu dziennie. Co więcej, każdy mieszkaniec może odkręcić kran i skorzystać z zasobów wody.

Konstrukcja kosztowała 1 200 dolarów. Uniwersytet zdecydował się na ten wydatek w celach promocyjnych – by zachęcić w ten sposób absolwentów szkół średnich do studiowania na kierunkach technicznych.

FOT. : materiały promocyjne

16

OM n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 2/2014

WYDARZENIA I INNOWACJE

Baterie scalone z obudową Budzące u jednych zachwyt, u innych podejrzenia – prognozy dotyczące tego, jak w przyszłości wyglądać może stopień integracji urządzeń elektronicznych z ich zasilaniem, znajdują dobre odzwierciedlenie w najnowszym wynalazku inżynierów z Vanderbilt University, którzy opracowują materiał, będący jednocześnie baterią i obudową – np. smartfonu.

C

zy oznacza to, że w niedalekiej przyszłości nasze urządzenia elektroniczne nie będą potrzebować tradycyjnych baterii i akumulatorów? Wiele na to wskazuje. Projekt badaczy Andrew Westovera i profesora Carego Pinta doprowadził do stworzenia materiału, który jednocześnie może być obudową np. wspomnianego smartfonu i zapewniać mu potrzebną do pracy energię.

ją się niewielką gęstością energii, muszą być większe i cięższe, by przechować tyle samo energii, co akumulatory litowo-jonowe.

ru stanowiącą zbiornik naładowanych jonów. Gdy dwie elektrody zostaną jednocześnie aktywowane, polimer przedostaje się do porów w krzemie, tam się

Pomiary wydajności akumulatora zmieniają się, gdy energia przechowywana jest w ciężkich materiałach, które trzeba włączyć w urządzenie. I choć superkondensatory przechowują dziesięciokrotnie mniej energii niż dzisiejsze akumulatory litowo-jonowe, to mogą pracować tysiące razy dłużej. Ergo – lepiej nadają się do zastosowań strukturalnych. Nie ma sensu budować domu, samochodu czy pojazdu kosmicznego, w których co kilka lat musisz wymieniać akumulator, by całość działała – komentuje Pint.

schładza i utwardza, tworząc wyjątkowo silne wiązania mechaniczne.

Urządzenie opracowane w jednym z najbardziej prestiżowych uniwersytetów amerykańskich to rodzaj superkondensatora, który przechowuje energię w postaci naładowanych jonów na powierzchni porowatego materiału. Dzisiejsze baterie natomiast przechowują energię chemiczną.

Zwieńczony sukcesem wysiłek uczonych z Vanderbilt University udowadnia, że możliwe jest tworzenie materiałów zdolnych do przechowywania i uwalniania znaczących ilości energii elektrycznej w czasie, gdy są poddawane naciskowi lub wibracjom. Zdaniem profesora Pinta – Andrew zrealizował nasze marzenie o opracowaniu materiałów strukturalnych przechowujących energię. Gdy możesz przechowywać energię w komponentach wykorzystanych do budowy systemu, otwiera się przed tobą cała gama nowych możliwości. Nagle wszelkie urządzenia związane ze zdrowiem, rozrywką, komunikacją czy podróżą przestają być zależne od kabli i zewnętrznych źródeł energii.

Superkondensatory mogą okazać się przyszłością systemów przechowywania energii. Ponieważ jednak odznacza-

Projekt Andrew Westovera bazuje na stworzeniu materiału zawierającego krzemowe elektrody, w których za pomocą środków chemicznych wytrawiono nanopory, a następnie pokryto całość cienką warstwą ochronną węgla podobną do grafenu. Pomiędzy elektrodami umieszczono warstwę polime-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 2/2014

Pozwala to wyeliminować problem delaminacji związany z produkcją wielowarstwowych materiałów, na które mogą działać różne obciążenia. Połączenie nanoporów z polimerowym elektrolitem spaja całość niezwykle mocno.

Póki co, trudno jednak orzec, jak w warunkach rzeczywistych sprawdzi się nowy materiał, który może również okazać się, jak sądzą sceptycy, obosieczną bronią w erze wszechobecnej inwigilacji, gdy nie sposób będzie odciąć zasilania w telefonie mobilnym.

OM n Fot.: Vanderbilt University

17

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Przegląd, zastosowania i ocena poszczególnych technologii i materiałów z jakich wykonywane są osłony izolatorów kompozytowych Niniejszy artykuł będzie pomocny w procesie podejmowania decyzji, dotyczącej wyboru właściwej technologii produkcji izolatorów kompozytowych. Opisane zostaną sposoby formowania osłon, materiał i metody badań materiałów z których są wykonane. Szczególnie cenne mogą być wskazówki dotyczące badań jakościowych, jakie można wykonać, aby sprawdzić parametry techniczne elastomerów silikonowych, mające wpływ na trwałość i niezawodność pracy izolatorów w liniach napowietrznych.

I

zolatory Kompozytowe nie są produktem nowym, stosowane są one od ponad 40 lat. Taki okres czasu daje już podstawę do przeprowadzenia weryfikacji wcześniej stosowanych technologii i nakreślenia kierunków rozwoju w celu dalszego doskonalenia tego produktu. Izolator kompozytowy to produkt, który składa się z trzech głównych komponentów: Rdzeń – pręt z włókien szklanych Okucia – stalowe lub aluminiowe Osłona – wykonana z elastomerów silikonowych

Okucie

Osłona

Uszczelnienie

Budowa izolatora kompozytowego przedstawiona została na Rysunku 1.

Normy które stosuje się do produkcji izolatorów kompozytowych to: yy PN-EN 61109 - Izolatory do linii napowietrznych -- Kompozytowe izolatory wiszące do sieci prądu przemiennego o znamionowym napięciu powyżej 1 000 V -- Definicje, metody badań i kryteria oceny yy PN-EN 61952 - Izolatory do linii napowietrznych -- Kompozytowe wsporcze izolatory liniowe do sieci prądu przemiennego o znamionowym napięciu powyżej 1000 V -- Definicje, metody badań i kryteria oceny yy PN-EN 62231 - Kompozytowe wsporcze izolatory stacyjne na napięcia przemienne powyżej 1000 V do 245 kV -- Definicje, metody badań i kryteria oceny Należy zauważyć, iż wyżej wymienione normy odnoszące się do izolatorów

18

Pręt z włókna szklanego Rys. 1. Izolator kompozytowy

Okucie

kompozytowych liniowych i stacyjnych dość ogólnie opisują metodologię produkcji i badań. Przy aktualnych warunkach rynkowych, gdzie mamy do czynienia z napływem produktów z całego świata, wydaje się że odnoszenie się jedynie do norm podstawowych i wymaganie od Dostawców czy Wykonawców jedynie deklaracji zgodności z tymi normami, nie daje gwarancji iż otrzymamy produkt jakiego oczekiwaliśmy. Należy pamiętać, iż wymogi spełnienia poszczególnych punktów odpowiednich norm to minimum które muszą spełniać wszyscy.

Nie ma jednak zakazu, aby w przypadku materiałów i urządzeń których jakość bezpośrednio wpływa na tzw. „bezpie-

czeństwo energetyczne”, podnosić poprzeczkę jakościową nieco wyżej. W takim przypadku należy jasno i precyzyjnie zdefiniować parametry techniczne i jakościowe jakie mają być spełnione.

Niejednokrotnie użytkownicy końcowi, decydują się na stosowanie dodatkowych wymogów dla stosowanych w swoich sieciach produktów, np. tzw. badań „ponadnormatywnych”, które w sposób bardziej precyzyjny pomagają określić jakość danego produktu i jego przydatność w określonej aplikacji.

Poszczególni producenci przy współudziale różnych ośrodków naukowych testują swoje produkty tak, aby poznawać zachowanie izolatorów kompozytowych w różnych sytuacjach. Tak-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE że w Polsce wykonywane są ciekawe badania izolatorów kompozytowych, pozwalające na pewnego rodzaju weryfikację poszczególnych konstrukcji. Od kilku lat prowadzone są badania mechanicznej wytrzymałości przy obciążeniach zmiennych, wykonywane przez Instytut Badawczy Instytutu Energetyki w Warszawie za pomocą których można dokonać weryfikacji jakościowej izolatorów kompozytowych w aspekcie wytrzymałości mechanicznej. Należy pamiętać, iż izolatory kompozytowe liniowe czy stacyjne, zawsze pracują w pewnym układzie z osprzętem stanowiąc element łańcucha. Właściwy dobór musi zapewniać optymalną pracę zarówno w przypadku obciążeń mechanicznych jak i w przypadku występowania różnych zjawisk elektrycznych. O ile, w przypadku odporności mechanicznej izolatorów i ich zachowania w różnych sytuacjach można znaleźć wiele materiałów, o tyle stosunkowo mało mówi się o osłonach izolatorów kompozytowych i sposobach weryfikacji ich wykonania.

Jako osłonę izolatorów kompozytowych stosuje się różnego rodzaju elastomery silikonowe, potocznie zwane, jako: guma silikonowa. Występują trzy typy gumy silikonowej używanej do budowy izolatorów kompozytowych: RTV - Room Temperature Vulcanizing LSR - Liquid Silicon Rubber HCR (HTV) - High Consistency Rubber (High Temp Vulcanizing) W kilku słowach zostaną opisane te materiały, oraz sposoby formowania ich w osłony izolacyjne; RTV - Rom Temperature Vulcanizing - guma silikonowa, jako komponent w postaci dwóch płynnych składników, które po wymieszaniu wulkanizują się w temperaturze pokojowej. Materiał ten ze względu na łatwość wulkanizacji (nie potrzeba maszyn), jest stosowany do budowy modeli osłon i produkcji jednostkowej. Tego materiału nie stosuje się przy produkcji seryjnej. Materiał ten może być wykorzystywany do powlekania izolatorów porcelanowych, które są sprawne mechanicznie natomiast nie sprawdzają się w strefach o podwyższonym stopniu zabrudzenia.

LSR - Liquid Silicon Rubber - guma silikonowa, jako komponent w postaci dwóch płynnych składników, które po wymieszaniu, przelaniu do formy i podgrzaniu wulkanizują się.

HCR (HTV) - High Consistency Rubber (High Temp Vulcanizing) – jednoskładnikowa guma silikonowa, która jako komponent występuje w postaci stałej

(bloczki) wymagająca kosztowych maszyn i form ze względu na konieczność zastosowania wysokociśnieniowego wtrysku (>1500Bar; 1530kg/cm2), gdzie proces wulkanizacji zachodzi przy ok.

190°C. Wszystkie opisane typy elastomerów silikonowych mają swoje miejsca zastosowania. W zależności od produktu i aplikacji, w której ma ten produkt ma być zainstalowany wybiera się odpowiednią technologię wykonania izolacji. Ze względu na fakt iż gumę typu RTV nie stosuje się do produkcji seryjnej poniżej zostaną opisane tylko elastomery LSR i HTV. Uwzględniając warunki pracy napowietrznych izolatorów kompozytowych właściwie wykonana osłona izolatora kompozytowego musi charakteryzować się: yy Wysokim wskaźnikiem hydrofobowości yy Wysoką zdolnością transferowania zjawiska hydrofobowości na warstwę zabrudzeniową yy Szybkim czasem odzyskiwania zjawiska hydrofobowości

yy Wysoką odpornością na promieniowanie UV yy Wysoką odpornością na działanie łuku yy Wysoką odpornością mechaniczną (przedarcie, rozrywanie, itp.) yy Wysokim wskaźnikiem wiązania (adhezji) z rdzeniem i okuciem yy Wysoką odpornością na prądy „pełzające i erozję”

Hydrofobowość Hydrofobowość wg normy IEC 62037 oceniana jest wg sześciostopniowej skali, dla której przedstawiono wzorce na Rysunku 2.

Przy użyciu tej skali w prosty sposób możemy ocenić właściwości gumy silikonowej zastosowanej do budowy danego izolatora. Na podstawie badań przeprowadzonych przez Pfisterer na próbkach elastomerów silikonowych HTV i LSR można powiedzieć, iż właściwości hydrofobowe, zdolność ich transferowania na warstwę zabrudzeniową, oraz czas odzyskiwania wła-

Rys. 2. Klasyfikacja własności hydrofobowych

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

19

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE ściwości hydrofobowych, był bardzo zbliżony, ale wyłącznie w przypadku wiodących producentów tych komponentów. Duża ilość próbek osłon izolatorów których producent nie udostępnił informacji dotyczącej pochodzenia gumy silikonowej, klasyfikowana była w przedziale WC4-WC6. Zanotowano, iż większą ilość „złych osłon” wykonano przy użyciu gumy silikonowej LSR; wyniki nie są zaskoczeniem ponieważ jak opisano powyżej elastomery LSR jako komponent to dwa składniki, których nieodpowiednia proporcja może wpływać na uzyskane parametry.

W przypadku gumy HCR (HTV), gdzie jako komponent wykorzystywane są jednoskładnikowe bloczki o konsystencji podobnej do plasteliny, ryzyko niewłaściwego dozowania poszczególnych komponentów nie występuje.

Dodatkowo, ze względu na znacznie wyższy koszt maszyn do wytłaczania gumy HCR (HTV), producenci izolatorów raczej sceptycznie podchodzą do „eksperymentowania” z niesprawdzonymi materiałami.

Odporność na UV Biorąc pod uwagę wymóg posiadania przez osłony izolatorów wysokiej odporności na promieniowanie UV, zarówno w przypadku gumy LSR jak i HCR(HTV) , można stwierdzić iż oba typy materiałów spełniają odpowiednie wskaźniki. Należy brać pod uwagę iż energia wiązania chemicznego dla silikonu SI-O wynosi ok. 452kJ/mol a energia promieniowania UV jest niższa i dla widma 290-350nm wynosi ok 400kJ/mol. Problem może pojawić się w produktach w których wykorzystywana jest guma EPDM, czy tzw. żywice epoksydowe niechronione przed dzia-

Rys. 4. Próba łukiem 400kV 63kA/1s

łaniem UV; energia wiązań chemicznych tych materiałów jest niższa niż promieniowania UV i wynosi ok 350kJ/ mol. Patrząc jednak na obecnie występujące konstrukcje izolatorów kompozytowych materiały te nie są stosowane jako osłony.

W ramach próby typu dla materiałów zgodnie z normą PN-EN ISO 48923:2013-12 wykonuje się badanie odporności na działanie UV metodą badania w świetle lamp ksenonowych generujących

Rys. 3. Tabela wiązań poszczególnych materiałów

20

odpowiednie widmo a czas próby to 1000 godzin.

Odporność na działanie łuku W przypadku izolatorów kompozytowych odporność na działanie płomienia/łuku sprawdza się podwójnie.

Wpierw, bada się komponent do produkcji w postaci wycinka gumy, działając na niego otwartym płomieniem a następnie już na etapie badań kompletnych łańcuchów, wg normy PN-EN 61467:2012. Także w tym przypadku rodzaj zastosowanej gumy silikonowej LSR czy HCR(HTV) nie ma większego wpływu na uzyskanie właściwego poziomu odporności na działanie płomienia/łuku. W badaniu tym głównie chodzi o potwierdzenie, iż zastosowane materiały do budowy izolatora kompozytowego nie będą podtrzymywały płomienia. Deklarowane przez dostawcę właściwości gumy dotyczące odporności na działanie płomienia w prosty sposób można zweryfikować w „warunkach domowych”. Dużo bardzie kosztowne są badania łukiem na kompletnych łańcuchach. Należy podkreślić, iż w tym przypadku najważniejszym elementem jest właściwy dobór osprzętu łukoochronnego do danego izolatora. Ze względu na różne rozwiązania konstrukcyjne w izolatorach kom-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE pozytowych nie można mówić o „uniwersalnym” osprzęcie łukoochronnym. Zagadnienie właściwego doboru osprzętu łukoochronnego do izolatorów kompozytowych było opisane w poprzednich numerach.

Rys. 4 przedstawia zdjęcia z badań łańcuchów z wykorzystaniem izolatorów kompozytowych 400kV na działanie łukiem 63kA/1s (osprzęt i izolatory produkcji Pfisterer).

sterujących stosowanych w osprzęcie kablowym. Tak wykonany stożek sterujący można rozciągnąć i nasunąć go izolację kabla a ponowne jego obkurczenie eliminuje występowanie pęcherzyków powietrza, w których mogą powstawać wyładowania niezupełne.

Stanowisko do pomiaru wydłużenia prezentuje poniższy rysunek.

Odporność mechaniczna i właściwości materiału Odporność mechaniczna osłony musi zapewniać ochronę dla rdzenia i tzw. „punktu potrójnego”.

Właściwości te powinny być badane na kilku etapach procesu produkcyjnego.

W badaniu tym bierze się pod uwagę podstawowe parametry; twardość, gęstość, odporność na przedarcie oraz wydłużenie. Badanie tych parametrów nie jest kosztowne a pozwala na określenie rodzaju zastosowanej gumy.

Twardość materiałów polimerowych oznacza się metodą Shore’a zgodnie z normą PN-ISO 868, wgłębnikiem wg normy PN-93/C-04206. Aparat mieszczący się w dociska się podstawą do tworzywa. W przypadku gumy LSR wskaźnik Shore’a wynosi <60 a dla HCR(HTV) 65-75.

Badanie pokazuje poniższy rysunek.

potrójnego (jak w systemie modularnym), można też najpierw okuć rdzeń a następnie na rdzeniu z okuciami wykonać osłonę (tzw. technologia „overmolded”).

Rysunek przedstawia dwa sposoby uszczelnienia punktu potrójnego; z lewej „overmolded”, z prawej z doszczelnieniem punktu potrójnego silikonem metastabilnym. Firma Pfisterer na bazie wieloletnich doświadczeń produkcji izolatorów kompozytowych w tych technologiach, opracowała, także swój własny system formowania osłon na izolatorach tzw. ACIM (Automatic Countinious Injection Moldig) „Wtryskowe Wytłaczanie w Systemie Ciągłym Automatycznym”, które umożliwia wykonanie izolatora o dowolnej długości przy jednokrotnym ciągłym wysokociśnieniowym wtrysku gumy silikonowej HCR (HTV). Dodatkowo dla izolatorów stosowanych w sieciach o napięciu >220kV, został opracowany dodatkowy system uszczelnienia punktu potrójnego w postaci pierścienia zabezpieczającego przed negatywnym wpływem działania wyładowań niezupełnych w tym „krytycznym miejscu”.

Rys. 6. Badanie wydłużenia

Wiązanie (adhezja) osłony z rdzeniem i okuciem

Rys. 5. Badanie twardości materiału

Pomiar gęstości elastomerów silikonowych wymaga zastosowania gęstościomierza. Badanie gęstości przeprowadza się wg normy PN-ISO 2781:199.

Także w tym przypadku wynik badania może określić typ zastosowanej gumy; HCR(HTV) > 1.5 g/cm3, LSR < 1.2 g/cm3.

Pomiar wydłużenia polega na umieszczeniu próbki w szczękach pomiarowych poddając go rozciąganiu. Guma HCR(HTV) charakteryzuje się mniejszym wskaźnikiem (ok. 200-300%) niż LSR (>300%). Firma Pfisterer ze względu na wysoki wskaźnik wydłużenia, gumę LSR wykorzystuje do budowy stożków

Jakość wykonania osłony, uszczelnienie punktu potrójnego i właściwy poziom adhezji z rdzeniem to główne punkty na które należy zwrócić uwagę badając jakość wykonania izolatora kompozytowego.

Z technologicznego punktu widzenia istnieją dwa sposoby wytłaczania osłony izolatorów silikonowych: modularna i wtryskowa. Pierwsza polega na wykonaniu osłony najpierw na rdzeniu, następnie na rdzeń nakładane są klosze i klejone do rdzenia, następnym etapem jest okuwanie i doszczelnianie okuć silikonem metastabilnym w punkcie potrójnym (rdzeń ,silikon, metal).

W drugiej metodzie, osłona rdzenia i klosze wytłaczane są w jednym procesie. W zależności od konstrukcji danego izolatora proces formowania osłony można wykonać przed, lub po okuciu rdzenia. Można wytłoczyć na rdzeniu osłonę z kloszami, następnie okuć izolator i wykonać doszczelnienie punktu

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Rys. 7. Metody uszczelnienia punktu potrójnego

21

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE W procesie formowania osłony izolatora kompozytowego, jedną z najważniejszych zasad zapewniających długotrwałą i bezawaryjną pracę jest właściwy stopień adhezji (przylegania) gumy silikonowej do rdzenia i okucia. Guma silikonowa musi mocno przylegać do podłoża i niedopuszczalne jest występowanie pęcherzyków powietrza pod gumą, w których dochodzić będzie do powstawania wyładowań niezupełnych, co może powodować miejscowy wzrost temperatury i przepalanie włókien w rdzeniu. W przypadku gdy mamy do czynienia z niewłaściwie wykonaną osłoną, w postaci braku adhezji gumy z rdzeniem na długim odcinku, może dojść do wystąpienia łuku pod gumą (niezmiernie trudna usterka do wykrycia).

Bardzo prostym sposobem na sprawdzenie jakości wykonania izolatorów pod kątem adhezji jest nacięcie żyletką osłony na rdzeniu i próba wyrwania jej przy pomocy szczypiec.

Rys. 8. Izolatory 330kV z dodatkowym systemem uszczelnienia punktu potrójnego

W przypadku popranie wykonanej osłony po wyrwaniu nie powinno być widać rdzenia czy okucia. Zerwanie powinno odbyć się w warstwie gumy; wytrzymałość wiązania osłona/rdzeń i osłona/okucie powinna być większa niż wytrzymałość materiału, z którego wykonana jest osłona.

Niedopuszczalne jest gdy pociągając szczypcami gumę silikonową odsłonięty zostanie rdzeń czy okucie. Na poniższych rysunkach przedstawiono negatywny wynik takiej próby.

Rys. 9. Badanie adhezji gumy z rdzeniem

Rys. 11a. Brak adhezji silikonu z okuciem

Podobny test można wykonać w miejscu połączenia z okuciem.

Rys. 12. Pęcherze powietrza pomiędzy osłoną a rdzeniem

Porównując dwa typy gumy stosowanej w produkcji izolatorów kompozytowych LSR i HCR(HTV), na podstawie doświadczeń i testów produktów obecnych na rynku, można z całą stanowczością stwierdzić, iż lepszą przyczepność gumy do rdzenia, czy okucia osiąga się przy użyciu gumy HCR(HTV).

Jednym z głównych czynników wpływających na odpowiedni stopień adhezji jest fakt, iż guma HCR(HTV) jest wtryskiwana z ogromnym ciśnieniem co zwiększa stopień scalenia tego materiału z podkładem. Także ryzyko występowania pęcherzy pod powierzchnią w przypadku osłon wykonanych z HCR(HTV) jest znacznie mniejsze niż w przypadku osłon LSR.

Odpornością na prądy „pełzające i erozję”

Rys. 10. Badanie adhezji gumy z okuciem

22

Rys. 11b. Brak adhezji z rdzeniem

Problem występowania wyładowań niezupełnych na osłonie izolatorów kompozytowych spowodowany

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE sieciowych (od 45 Hz do 65 Hz). Ocena dokonywana jest poprzez pomiar odporności na prądy pełzające i erozję. W badaniach wykorzystywane jest zanieczyszczenie w postaci roztworu a płytka badanego materiału (wycinek z osłony izolatora o grubości 3mm) mocowana jest pochyło i umieszczona pomiędzy elektrodami, gdzie symulowane są wyładowania powierzchniowe. Za pozytywny wynik próby uznaje się próbki, w których nie doszło do ich przepalenia.

Rys. 13. Stanowisko badawcze odporności na prądy „pełzające” i erozję (materiały własne Pfisterer)

jest gównie niewłaściwym doborem osprzętu sterującego do określonej konstrukcji izolatora kompozytowego. Występowanie wyładowań niezupełnych na osłonie izolatora spowodować może uszkodzenie osłony (wypalenie), utratę własności hydrofobowych, lub powstawanie ścieżek (tzw. tracking), które charakteryzować się mogą przewodnością nawet gdy izolator jest suchy.

Proces doboru osprzętu w łańcuchu winien, obok właściwej konstrukcji w zakresie odporności na działanie łuku, uwzględniać także właściwy dobór z punktu widzenia optymalnego rozkładu pola elektrycznego na powierzchni osłony. Przyjmuje się zasadę, iż konstrukcja łańcucha powinna zapewniać

taki rozkład pola elektrycznego na osłonie izolatora kompozytowego, aby jego poziom mniejszy niż 4,5kV/cm. Przyjmując takie wartości graniczne, zasadnym wydaje się stosowanie pierścieni sterujących rozkład pola elektrycznego już na poziomie napięcia 110k, tak aby zminimalizować ryzyko degradacji powierzchni gumy silikonowej.

Sposoby badania osłon i kryteria oceny zostały opisane w normie PN-EN 60587 „Materiały elektroizolacyjne stosowane w ostrych warunkach otoczenia Metody badań odporności na prądy pełzające i erozję”. W normie tej opisano dwie metody badań stosowane do oceny materiałów elektroizolacyjnych eksploatowanych w ostrych warunkach otoczenia przy częstotliwościach

Rys. 14. Próbki poddane badaniu, od lewej; 4,5kV i 6kV pozytywnie, 4,5kV i 6kV negatywnie

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Badanie to definitywnie może rozwiać wątpliwości jakie pojawiają się na etapie wyboru odpowiedniego typu osłony dla izolatorów WN. Okazuje się iż guma silikonowa HCR(HTV) posiada znacznie większą odporność na wyładowania powierzchniowe i erozję, niż silikony typu LSR. Firma Pfisterer posiada własne laboratorium do badania odporności gumy silikonowej wg normy PN-EN 60587 celem ciągłej kontroli komponentów oraz finalnych produktów. Na życzenie Klienta istnieje możliwość przeprowadzenia testów na wyprodukowanych izolatorach, podczas tzw. Factory Acceptance Test (FAT)- Fabryczny Test Jakości.

Poniżej próbki poddane badaniu zgodnie z normą PN-EN 60587 (napięcie pobiercze 4,5kV i 6kV) Doświadczenie firmy Pfisterer w stosowaniu silikonów do produkcji materiałów wykorzystywanych do budowy sieci wysokiego napięcia sięga roku 1974. Na przestrzeni tego czasu stosowano wszystkie typy materiałów, aby ostatecznie dedykować je do poszczególnych aplikacji i tak; yy Guma silikonowa RTV używana do budowy prototypów produktów, gdyż nie wymaga dużych nakładów przygotowania form i wtryskarek. yy Guma silikonowa LSR wykorzystywana do budowy elementów izolacyjnych, gdzie wymagany jest wysoki poziom wydłużenia i lepkości (stożki sterujące w osprzęcie kablowym) oraz elementów nienarażonych na warunki atmosferyczne. yy Guma silikonowa HCR(HTV) stosowana w osłona napowietrznych izolatorów odciągowych, wsporczych, osłonowych, przepustowych. n Dariusz Dudek PFISTERER Sp. z o.o. ul. Pogodna 10 , Piotrkówek Mały 05-850 Ożarów Maz. www.pfisterer.pl

23

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zaciski skręcane w obwodach pierwotnych stacji elektroenergetycznych WN „Zastosowanie zacisków skręcanych LORÜNSER do połączeń przewodami giętkimi i rurowymi w obwodach pierwotnych stacji elektroenergetycznych skutecznym sposobem na ograniczenie kosztów projektowania, wykonywania i eksploatowania połączeń”

D

ynamiczny rozwój systemu elektroenergetycznego w Polsce, często jest związany z modernizacją i rozbudową obiektów rozdzielczych, jakimi są stacje elektroenergetyczne. Daje to możliwość stosowania coraz nowocześniejszych technologii w zakresie połączeń w obwodach pierwotnych stacji wysokich i najwyższych napięć.

Takie technologie od dwóch lat wprowadza na rynek firma EnerVision Sp.J. z Bielska-Białej, współpracując przy tym z producentem i dostawcą systemów zacisków stacyjnych – firmą LORÜNSER Austria, należącą do międzynarodowej grupy KNILL. Chociaż pierwsze rozwiązania stacyjne firmy LORÜNSER pojawiły się w Polsce już kilka lat temu (SE 220/110 kV Adamów, SE 400/110kV Trębaczew), to najbardziej dynamiczny rozwój oferty w naszym kraju przypada właśnie na lata 2012-2014.

Ideą oferowanych przez LORÜNSER rozwiązań jest zastąpienie połączeń zaprasowywanych, stosowanych dotychczas w modernizowanych i budowanych stacjach elektroenergetycznych, za pomocą łatwych w montażu zacisków skręcanych.

Zaciski skręcane wykonywane są ze stopów aluminium w formie odlewów lub odkuwek. Składają się one z korpusu zacisku uformowanego w zależności od przeznaczenia oraz dwóch, trzech lub czterech nakładek odkuwanych ze

Fot. 1. Zacisk śrubowy prosty

24

stopu aluminium, które wraz ze śrubami dociskają przewód do korpusu, dając stałą siłę docisku w długim czasie eksploatacji. (fot. 1). Miejsce montażu przewodu stalowo-aluminiowego lub rurowego jest odpowiednio przygotowane. Dla przewodów stosuje się ząbkowanie poprzeczne, co zwiększa powierzchnie stykową zacisku oraz siłę mechaniczną trzymania przewodu.

Dla rur gładkich i sworzni powierzchnia jest wygładzona za pomocą obróbki mechanicznej. Stosowanie kilku nakładek daje możliwość doboru wielkości zacisku w zależności od spodziewanego prądu znamionowego połączenia oraz daje lepszy rozkład sił na dociskanym przewodzie.

Stosowanie zacisków skręcanych w obwodach pierwotnych stacji elektroenergetycznych daje wiele korzyści i dodatkowych możliwości zarówno na etapie projektowania, jak i wykonywania oraz eksploatowania obiektów stacyjnych. Jest też prostą drogą do obniżenia kosztów projektowania, wykonywania i eksploatowania połączeń.

Poniżej postaram się to zagadnienie wyjaśnić szerzej.

Połączenia skręcane pozwalają ograniczyć ilość elementów łączonych ze sobą w jednym punkcie styku. Odejścia od przewodów rurowych przewodami giętkimi, wykonywane są w technologii skręcanej LORÜNSER w jednym kor-

pusie zacisku – bez względu na ilość połączeń wykonywanych w jednym miejscu. Możliwe jest połączenie w jednym zacisku nawet kilku przewodów w wiązce z przewodem rurowym pod dowolnym kątem (fot. 2) lub połączenia przewodów rurowych ze sobą (fot. 3).

Dla porównania – odgałęzienie dwóch przewodów w wiązce od przewodu rurowego w technologii zaprasowywanej wymaga zastosowania trzech elementów łączonych ze sobą: zacisku na rurze oraz dwóch zacisków zaprasowywanych. (fot. 4). Ograniczenie ilości łączonych ze sobą elementów w technologii skręcanej LORÜNSER pozwala na wyeliminowanie strat na połączeniach, skrócenie czasu montażu i uproszczenie technologii wykonywania połączenia. Tym samym obniżają się koszty wykonania i eksploatowania stacji, co jest bardzo ważne zarówno dla wykonawcy obiektu, jak i dla inwestora. Taka idea ograniczenia elementów łączonych ze sobą w jednym punkcie przyświeca całemu systemowi zacisków skręcanych LORÜNSER – w myśl tej zasady nie oferujemy klientom płytek pośredniczących, które dotychczas służyły do połączeń pojedynczych zacisków zaprasowywanych w wiązkach przewodów z płytkami aparatów. LORÜNSER jest w stanie wykonać każdy zacisk skręcany posiadający możliwość połączenia dowolnej ilości przewodów wiązko-

Fot. 2. Połączenie wiązkowe od przewodu rurowego – stacja GPO Jędrzychowice

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Fot. 3. Połączenie kątowe przewodów rurowych w mostach – stacja Słupsk Wierzbięcin – ENERGA Operator Słupsk.

wych z jedną płytką aparatu poprzez dopasowaną wymiarami płytkę zacisku z przygotowanym już otworowaniem (fot. 5). Możliwość łączenia w jednym zacisku wielu przewodów wiązkowych z aparatami pozwala na elastyczne dopasowanie projektu technicznego obwodów pierwotnych.

Bardzo ważną cechą obniżającą koszty wykonywania połączeń przy stosowaniu zacisków skręcanych LORÜNSER jest wielokrotność ich wykorzystania.

Każdy monter wykonujący połączenia na stacjach za pomocą zacisków zaprasowywanych dobrze wie, że raz wykonane zaprasowanie na przewodzie nie pozwala na demontaż zacisku (chyba że poprzez jego odcięcie). Przy technologii skręcanej można wielokrotnie ten sam zacisk montować na przewodzie.

Jak to się przekłada na obniżenie kosztów dla wykonawcy obiektu?

Stosując technologię skręcaną łatwo eliminujemy błędy montażowe. Każde błędne połączenie między aparatami na stacji (za krótkie przewody, zła średnica, itp.), możemy poprawić tymi sa-

Fot. 4. Połączenie zaprasowywane przy odejściu wiązki przewodów od rury mostu.

mymi zaciskami skręcanymi. Co więcej – zaciski skręcane możemy najpierw zamocować na aparatach, a później dopasować i zamontować odcinki przewodów. Oznacza to krótszy czas montażu i brak potrzeby zamawiania dodatkowych zacisków na pokrycie błędów montażowych – tak jak ma to zazwyczaj miejsce w technologii prasowanej. Wniosek – mniejsze koszty dla wykonawcy.

Jeśli wykonujemy połączenia tymczasowe (np. mostkowanie pracujących części stacji) możemy wykorzystać te same zaciski skręcane, które później będą pracowały docelowo – znów nie potrzeba zamawiać większej ilości zacisków (jak często przewiduje technologia zaprasowywana) niż jest to niezbędne do wykonania docelowych połączeń. Wniosek – mniejsze koszty dla wykonawcy. Z naszych doświadczeń wynika, że część wykonawców w Polsce zamawia pewną ilość zacisków skręcanych LORÜNSER, np. teowych – do wykonywania połączeń tymczasowych i używa ich wielokrotnie do prac eksploatacyjnych.

Fot. 5. Zacisk wiązkowy na płytce stykowej aparatu – stacja Słupsk Wierzbięcin.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Bardzo ważną zaletą zacisków skręcanych jest prostota ich montażu – do zacisków skręcanych nie musimy używać ciężkich i niewygodnych narzędzi prasujących. Montaż odbywa się przy użyciu odpowiednio nastawionego klucza dynamometrycznego, przy czym nastawy klucza potrzebne do montażu znajdują się na korpusie zacisku (fot. 6).

Sam czas montażu – biorąc pod uwagę konieczność oczyszczenie przewodu, zacisku i posmarowanie go pastą stykową – jest krótszy niż operacja prasowania. Krótszy czas i łatwość montażu dają wymierne korzyści finansowe dla wykonawcy.

Dodatkowo, na etapie przygotowania zamówienia dla zacisków skręcanych, dostawca sprawdza plany wiercenia aparatury i wymiary płytek stykowych.

Następnie w standardowym procesie produkcyjnym zaciski mają nawiercane otwory zgodnie z planem wiercenia styków aparatów. Jest to znaczne ograniczenie czasu montażu w momencie, gdy wykonawca nie musi wiercić na budowie otworów w zaciskach.

Ponadto – otwory przygotowane fa-

Fot. 6. Montaż zacisku skręcanego.

25

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE brycznie są wykonane i wykończone lepiej, niż te w warunkach polowych na budowie.

Jednak oszczędności są ważne nie tylko dla firm wykonawczych. Na stosowaniu zacisków skręcanych zyskują również inwestorzy. Ograniczenie strat przesyłowych w punktach połączeń to jedno, ale szybki sposób montażu i wielokrotność stosowania to też sposoby na obniżenie kosztów eksploatacji.

W przypadku awarii połączenia i uszkodzenia np. przewodów łączących aparaty lub przy zmianie konfiguracji połączeń, inwestor może ponownie wykorzystać istniejące zaciski skręcane.

Wniosek – mniejsze koszty eksploatacji.

Istotną zaletą zacisków skręcanych jest także uproszczona kontrola na etapie odbioru technicznego – osoba doko-

lowe AL/CU, które projektuje i montuje się na sworzniach również powlekanych, ze stopu aluminium oraz ze stali nierdzewnej. Mimo tego, że zaprasowywany zacisk do sworznia ma powierzchnię powlekaną, co w zasadzie umożliwia montowanie go na sworzniach z materiałów innych niż CU, to – pytanie zasadnicze, jakie zadać sobie musi projektant i inwestor – po co stosować zaciski kupalowe AL/CU zaprasowywane na połączeniach przewodów stalowo-aluminiowych ze sworzniami ze stopu aluminium lub ze stali nierdzewnej? Po co narażać się na możliwe uszkodzenie zbędnego połączenia AL/CU w czasie eksploatacji tam, gdzie jest ono nieuzasadnione technicznie?

W technologii zacisków skręcanych LORÜNSER połączenie sworzniowe

Fot. 7. Zacisk skręcany na sworzniu transformatora – stacja GPZ Drezdenko – ENEA Operator Gorzów Wlkp.

nująca odbioru może sprawdzić zamontowanie zacisku skręcanego za pomocą klucza dynamometrycznego, podczas gdy sprawdzenie połączenia prasowanego wymaga zastosowania pomiarów elektrycznych lub termowizyjnych. Wniosek – łatwiejsza kontrola wykonania połączeń zaciskami skręcanymi daje inwestorowi pewność poprawnej pracy na etapie użytkowania.

Następną bardzo ważną dla inwestora zaletą zacisków skręcanych LORÜNSER, dającą wymierne korzyści w kosztach eksploatacji jest ograniczenie (tam, gdzie nie jest to konieczne) stosowania niepewnych w eksploatacji połączeń kupalowych. W dotychczas stosowanych rozwiązaniach zaprasowywanych zacisków do połączeń sworzniowych, występują tylko zaciski kupa-

26

z przewodem wykonuje się standardowo zaciskami ze stopu aluminium. Taki zacisk skręcany AL możemy stosować do sworzni CU powlekanych, do sworzni ze stopu aluminium oraz ze stali nierdzewnej. Tylko w przypadku, gdzie jest to niezbędne, stosuje się tulejki kupalowe AL/CU nakładane na sworznie, na których montujemy zaciski skręcane ze stopu aluminium. Eliminujemy w ten sposób do minimum ewentualne uszkodzenia połączeń kupalowych, a tym samym kosztowne usuwanie awarii. W 90% obecnie występujących połączeń sworzniowych wystarczy stosować tylko zaciski skręcane ze stopu aluminium (fot. 7).

Przygotowanie wszystkich niezbędnych do montażu elementów zacisków skręcanych na etapie produkcji

poprzez mechaniczne wygładzenie powierzchni stykowych czy fabryczne ich otworowanie – daje inwestorowi pewność poprawnej, długoletniej pracy i brak kosztów związanych z usuwaniem awarii.

Z punktu widzenia inwestora na uwagę zasługuje też jeszcze jeden aspekt oszczędności, a mianowicie ograniczenie strat związanych ze zjawiskami ulotu koronowego. Ulot na stacjach elektroenergetycznych - spowodowany złym wykonaniem powierzchni zacisków, stanowi spory procent strat energii elektrycznej. W rozwiązaniach zacisków skręcanych LORÜNSER stosuje się podział standardowych wyrobów na sprzęt do 245kV oraz do 420kV (producent realizował też dostawy na stacje 800kV). Dla obu poziomów napięć stosuje się inne, odpowiednio dokładne podejście do wykonania takich elementów jak wygładzone powierzchnie korpusów zacisków, krawędzie płytek stykowych czy zaokrąglone łby śrub.

Ogranicza się w ten sposób generowanie ulotu, który – oprócz tego że jest sprawcą strat energii – może być także niebezpieczny (pod postacią pola lub hałasu) dla otoczenia.

Obok zacisków skręcanych wraz z firmą LORÜNSER oferujemy również dostawę przewodów rurowych o średnicach do 250mm ze stosowanego powszechnie w energetyce europejskiej stopu 6101BT6 lub 6101BT7. Rury z tego stopu – w porównaniu do stosowanego dotychczas w Polsce stopu 6060 – osiągają mniejsze zwisy w przęsłach. Dzięki temu zapewnia się lepszą pracę osprzętu, a stacja lepiej wygląda wizualnie. Co najważniejsze – stosowanie przewodów rurowych ze stopu 6101BT6 daje korzyści już na etapie projektowania stacji. Lepszy materiał na przewody rurowe to możliwość ograniczenia punktów podparcia mostów rurowych, a co za tym idzie – oszczędności materiałowe przy niezmienionych parametrach pracy oszynowania.

Ponadto – istnieje też możliwość formowania przestrzennego przewodów rurowych zgodnie z projektem.

Eliminujemy przez to wykorzystanie wkładek spawalniczych i spawanie przewodów na obiekcie lub przed dostawą. Przewody rurowe dostarczamy na budowę wygięte fabrycznie zgodnie z wytycznymi projektu nawet w długościach do 21m. Ogranicza się w ten sposób koszty potrzebne na spawanie.

Zaciski skręcane LORÜNSER mają nie tylko wiele zalet montażowych i eksploatacyjnych, ale mogą śmiało konkuro-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Fot. 8. Połączenie wiązkowe na zaciskach skręcanych – stacja GPZ Skarbowców – Tauron Dystrybucja Wrocław

wać ceną z prostym osprzętem zaprasowywanym. Jeśli dodatkowo uwzględni się zmniejszenie ilości elementów do realizacji połączeń w obwodach pierwotnych stacji oraz możliwość wielokrotnego wykorzystania zacisków skręcanych, stanowią one korzystną ofertę dla całego projektu. Jest to niewątpliwie dobry punkt wyjścia do zmiany przyzwyczajeń projektantów, wykonawców i inwestorów do stosowania tylko i wyłącznie jednej oferty osprzętu zaprasowywanego. Jak pokazuje praktyka projek-

Fot. 9. Łańcuchy 400kV na stacji elektroenergetycznej.

tanci i inwestorzy coraz częściej sięgają po rozwiązania skręcane LORÜNSER, aby usprawnić realizowane projekty.

Do dnia dzisiejszego LORÜNSER wraz z Enervision zrealizował dostawy na kilkanaście stacji wysokich i najwyższych napięć na terenie różnych spółek dystrybucyjnych, m.in: Tauron Dystrybucja, Enea Operator, Energa Operator, PGE Dystrybucja. W projektach jest też kilka następnych obiektów.

Na podstawie doświadczeń zebranych podczas wykonywania połączeń

Fot. 10. Połączenie mostu z odłącznikami – stacja GPZ Międzychód – ENEA Operator Gorzów Wlkp.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

za pomocą zacisków skręcanych w obwodach zrealizowanych już stacji możemy śmiało stwierdzić, że zostały one dobrze przyjęte także przez firmy wykonawcze – zarówno po względem cenowym jak i technicznym. Monterzy szczególnie chwalili możliwość wielokrotnego montażu przewodu oraz łatwe formowanie połączeń wiązkowych dzięki wielokrotnej regulacji przewodów w wiązce, co jest niemożliwe przy zaciskach zaprasowywanych (fot. 8).

Ofertę osprzętu skręcanego dla stacji elektroenergetycznych, firma EnerVision uzupełnia też projektami i dostawami osprzętu do łańcuchów izolatorowych (m.in. dla prądów zwarciowych 50kA w czasie trwania zwarcia 1s!), produkowanego przez firmę MOSDORFER Austria – wieloletniego producenta osprzętu dla linii przesyłowych. W ten sposób najwyższej jakości osprzęt firmy MOSDORFER, stosowany w Polsce na liniach wysokich i najwyższych napięć, jest też dostarczany na stacje elektroenergetyczne (fot. 9).

Podsumowując - zastosowanie zacisków skręcanych LORÜNSER w połączeniach przewodami giętkimi i rurowymi w obwodach pierwotnych stacji elektroenergetycznych jest doskonałym sposobem na ograniczenie kosztów projektowania, wykonywania i eksploatowania połączeń. Zarówno uproszczenie projektu technicznego, zredukowanie ilości elementów w jednym połączeniu, ograniczenie występowania połączeń kupalowych, jak i prostota oraz łatwość montażu zacisków skręcanych sprawiają, że są one w stanie w najbliższym czasie zastąpić rozwiązania zaprasowywane w połączeniach obwodów pierwotnych krajowych stacji elektroenergetycznych. (fot. 10). n Piotr Rudzki – EnerVision Sp.J. www.enervision.pl

27

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Ochrona przeciwprzepięciowa kabli wysokiego napięcia

R

ozwój sieci energetycznych w Polce uwarunkowany jest różnymi czynnikami natury wewnętrznej i zewnętrznej. Zewnętrzne aspekty rozbudowy sieci elektroenergetycznych wynikają z międzypaństwowych porozumień multilateralnych i decyzji zapadających na forach międzynarodowych. Wewnętrzne aspekty powodowane są głównie poprzez rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną, rozwój infrastruktury oraz konieczność zapewnienia stabilnych dostaw energii. Powyższe cele realizowane są poprzez nowe inwestycje i modernizacje istniejących składników systemu elektroenergetycznego. Powyższe działania stawiają najwyższe wymaga-

28

nia w zakresie projektowania i wykonawstwa, zastosowania wyposażenia i urządzeń w kontekście technicznym i ekonomicznym. Doskonałym przykładem w/w aktywności na rynku jest wyraźny wzrost zapotrzebowania na zastosowanie kabli najwyższych napięć.

Dzisiaj, systemy kablowe wysokiego napięcia pozwalają na uniknięcie ingerencji w zastaną infrastrukturę i negatywnego wpływu na krajobraz i środowisko naturalne, zapewniają wysoki stopień bezpieczeństwa i niezawodności.

Wzrost zapotrzebowania na tego typu systemy niesie za sobą konieczność zastosowania nowoczesnych metod zapobiegania uszkodzeniom i jest ważniejszy niż kiedykolwiek. W referacie

omówione zostaną problemy związane z ochroną przeciwprzepięciową linii kablowych wysokiego napięcia przed wyładowaniami atmosferycznymi oraz eksploatacyjnymi.

Skablowanie linii energetycznej odbywa się najczęściej bezpośrednio pomiędzy istniejącymi odcinkami napowietrznymi jak również pomiędzy linią napowietrzną a polem liniowym lub transformatorowym stacji energetycznej. Przejście linii kablowej w napowietrzną realizowane jest najczęściej na tzw. słupach kablowych. Natomiast połączenie linii kablowej w polu liniowym czy transformatorowym realizowane jest na konstrukcjach wspor-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

 długość odcinków kablowych, należy uwzględnić informacje o warunkach pracy Dodatkowo przewidywana odległość pomiędzy ogranicznikami a chronionymi u

miejscu ich zainstalowania: TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Dodatkowo należy uwzględnić informacje o warunkach pracy

 warunki miejscuzabrudzeniowe, ich zainstalowania: Zalecane wartości parametrów ograniczników pracujących w oraz sieciach 110, 220 i 400 kV.instalowania,  przewidywanej pozycji miejscu i sposobie Nazwa Wartości skuteczne napięć (kV) oraz wartość współczynnika kz warunki zabrudzeniowe,  przewidywanych obciążeniach mechanicznych,

220oraz miejscu i sposobie 400instalowania, 110 przewidywanej pozycji 123 245 420przestrzeganie proc ogranicznik przepięćmechanicznych, zalecane jest Dobierając przewidywanych obciążeniach

Napięcie znamionowe sieci Ur Najwyższe napięcie sieci Um Współczynnik kz ≥

1,4

Napięcie znamionowe Ur (znormalizowane )

96

Napięcie trwałej pracy Uc

77

poniższych etapów: 1,5* 1,3

1,4*

1.3

1,4*

Dobierając ogranicznik przepięć zalecane proce 108* 192 204* 324 jest przestrzeganie 342* poniższych etapów:  określenie podstawowych danych dotyczących 86 154 163 259 275

napięcia trwałej * - dotyczy ograniczników przeznaczonych do ochrony transformatorów blokowych czych. W obu przypadkach kable wysokiego napięcia podłączone są za pomocą głowic kablowych. Dla zapewniania ochrony przed przepięciami stosuje się w tych miejscach napowietrzne ograniczniki przepięć WN zamontowane w każdej fazie w układzie faza-ziemia, bezpośrednio chroniące zarówno głowicę kablową jak i izolacje główną zastosowanego kabla wysokiego napięcia (połączenie głowica kablowa – żyła robocza kabla – sieć energetyczna). Zgodnie z zasadami zastosowania ograniczników przepięć, montowane są one w najbliższej odległości do głowicy kablowej. Poniższe zdjęcia przywołują najczęściej stosowane ograniczniki przepięć montowane na konstrukcjach wsporczych i słupach kablowych.

W celu kompleksowej ochrony również żyła powrotna kabla musi zostać zabezpieczona przez ogranicznik przepięć SVL w układzie faza-ziemia, bezpośrednio w układzie żyła powrotna-ziemia lub poprzez skrzynkę cross-bondingową. Wyżej wymieniona metoda zastosowania ograniczników przepięć, chroni system kablowy przez bezpośrednimi wyładowaniami atmosferycznym w linię lub wyposażenie stacji energetycznej, przed przepięciami indukowanymi z powodu pobliski piorunowych wyładowań doziemnych oraz przepięciami eksploatacyjnymi sieci energetycznej takimi jak np. przepięcia łączeniowe czy przemijające na skutek zwarć doziemnych.

Zastosowanie ograniczników przepięć do ochrony systemów kablowych wysokiego napięcia wiąże się z koniecznością ich właściwego doboru. W tej części artykułu przedstawione zostaną podstawowe kryteria doboru ograniczników przepięć WN do strony żyły roboczej kabla i głowicy kablowej. Kryteria doboru ograniczników przepięć do ochrony żyły powrotnej zostaną przedstawione w dalszej części referatu, ponieważ wiążą się z tematyką ochrony żył powrotnych pomiędzy sekcjami kablowymi.

pracy ogranicznika Uc, określenie podstawowych danych dotyczących  znamionowego napięcia ogranicznika w odniesieniu do przepięć d napięcia trwałej pracy ogranicznika Uc,  klasy zwarciowej ogranicznika w odniesieniu do spodziewanego p znamionowego napięcia yogranicznika odniesieniu dobliprzepięćprz do DOBÓR OGRANICZNIKÓW y usytuowaniewprądów ogranicznika tak  wartości spodziewanych piorunowych wyładowczych  WYSOKIEGO klasy zwarciowej ogranicznika w odniesieniu do spodziewanego prą PRZEPIEĆ sko chronionego urządzenia jak to ogranicznik,  wartości spodziewanych piorunowych prądów wyładowczych prze NAPIĘCIA jest możliwe.  wstępny dobór ogranicznika spełniającego powyższe wymagania. ogranicznik, yy określenie koordynacyjnego napię określenie charakterystyk ochronnych ogranicznika dla udar Przy doborze ogranicznika przepięć od cia wytrzymywanego łączeniowego wstępny dobór ogranicznika spełniającego powyższe wymagania. łączeniowych, strony WN(siećgłowica kablowa – żyła chronionych urządzeń z uwzględokreślenie charakterystyk ochronnych ogranicznika dla udaró  kabla) usytuowanie ogranicznika tak blisko chronionego urządzenia jak to robocza należy uwzględnić nanieniem przepięcia o łagodnym czołączeniowych, stępujące charakteryzujące le oraz konfiguracji sieci,  parametry określenie koordynacyjnego napięcia wytrzymywanego łączeni usytuowanie ogranicznika tak blisko chronionego urządzenia jak to sieć energetyczną: yy określenie koordynacyjnego z uwzględnieniem przepięcia owytrzymywanego łagodnym napięczole łączeniow oraz kon urządzeń określenie koordynacyjnego napięcia yy najwyższe napięcie sieci Um, cia wytrzymywanego piorunowego.  określenie koordynacyjnego napięcia wytrzymywanego piorunowe urządzeń z uwzględnieniem przepięcia o łagodnym czole oraz konfi yy prąd zwarciowy w miejscy zainstalo- yy określenie znamionowego poziomu  określenie poziomu izolacji urządzeń piorunoweg określenieznamionowego koordynacyjnego napięcia wytrzymywanego

wanego ogranicznika, izolacji urządzeń  określenie znamionowego poziomu izolacji urządzeń yy współczynnik zwarcia doziemnego, yy maksymalny czas trwania zwarcia Uproszczona metoda doboru ogradoziemnego, niczników przepięć do sieci wysokich Uproszczona metoda doboru ograniczników do sieci w yy znamionowe napięcie probiercze napięć ze skutecznieprzepięć uziemionym Uproszczona metoda doboru ograniczników przepięć do sieci wy chronionych urządzeń, punktem gwiazdowym (polega skutecznie uziemionym punktem gwiazdowym (polega na na wykorzysta yy sposób uziemienia sieci elektroenerwykorzystaniu podstawowych paraskutecznie doboru). uziemionym punktem gwiazdowym (polega na wykorzystan parametrów getycznej i podłączenia parametrów doboru). chronio- metrów doboru). nych urządzeń, Napięcie trwałej pracy ogranicznika Uc Napięcie trwałej pracyokreśla ogranicznika Uc określa podstawowa za yy długość odcinków kablowych, podstawowa zależność: WartościUc skuteczne napięć (kV)zale or trwałej pracy ogranicznika określa podstawowa Nazwa Napięcie yy przewidywana odległość pomiędzy współczynnika kz �� ogranicznikami a chronionymi urzą�� � �� dzeniami, Napięcie znamionowe sieci Ur 110 220 �� �

3

√ √3

Dodatkowo należy uwzględnić infor- Napięcie znamionowe ogranicznika Ur Napięcie znamionowe ogranicznika Ur określa określapodstawowa podstawowa za napięcie sieci Um określa 123 Ur 245 podstawowa zależność: macjeNajwyższe o warunkach pracy ograniczniNapięcie znamionowe ogranicznika zale ków w miejscu ich zainstalowania: yy warunki zabrudzeniowe, ��������� �� � � ��������� Współczynnik kz ≥ 1,4�� 1,5* 1,3 1,4* yy przewidywanej pozycji oraz miejscu i sposobie instalowania, Napięcie znamionowe Ur w doborze yy przewidywanych obciążeniach me- Szczególne 96 znaczenie 108* 192ogra204* Zalecane ograniczników pracujących sieciach1 (znormalizowane ) parametrów Zalecanewartości wartości parametrów ograniczników pracujących wwsieciach niczników przepięć, a zwłaszcza trwachanicznych, łego napięcia pracy UC ma zjawisko Napięcie trwałej pracy Ucza- przepięć 77przemijających 86 U ,154 rozumia- 163 Dobierając ogranicznik przepięć TOV lecane jest przestrzeganie procedury, nych, jako przepięcia o częstotliwości sieciowej i ograniczonym czasie trwawedług poniższych etapów: - dotyczy ograniczników przeznaczonych do ochrony transformatorów Ograniczniki przepięć wykonane yy określenie *podstawowych danych nia. w technologii ZnO, dzięki wysoce niedotyczących Szczególne znaczenie doborzecharakterystyce ograniczników przepięć, a zw wytrzymać yy napięcia trwałej pracy ogranicznika Uc, w liniowej wzrost napięcia roboczego przez dłuż- UTOV, r yy znamionowego napięcia ogranicznapięcia pracy UC ma zjawisko przepięć przemijających nika w odniesieniu do przepięć do- szy okres czasu. Prawidłowy ich dobór przepięcia o częstotliwości sieciowej i ograniczonym czasie trwa powinien, więc uwzględniać tzw. charywczych TOV, przepięć w technologii ZnO, wysoce rakterystykę TOV,dzięki dzięki której możnanieliniowe yy klasy zwarciowejwykonane ogranicznika w odnieprecyzyjnie dobrać punkt pracy ograsieniu do spodziewanego prądu zwarcia, wytrzymać wzrost napięcia roboczego przez dłuższy okres czasu. Pra nicznika, zachowując nie tylko jego której m yy wartości spodziewanych piorunopowinien, więc uwzględniać tzw. charakterystykę TOV, dzięki wych prądów wyładowczych prze- długą żywotność, ale również pożądadobrać punkt ogranicznika, zachowując nie jego długą żywo ny poziom ochrony dlatylko chronionego pływających przezpracy ogranicznik, systemu.

W/w charakterystyka opisana yy wstępny dobór ogranicznika spełpożądany poziom ochrony dla chronionego systemu. W/w charaktery jest przebiegiem współczynnika spełniającego powyższe wymagania. przebiegiem współczynnika T spełniającego następującąTzależność: yy określenie charakterystyk ochron- niającego następującą zależność: nych ogranicznika dla udarów pioUTOV = T x Uc runowych i łączeniowych,

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

29

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE stępują straty. A więc w tym przypadku unikamy odziaływania przepływu prądu pojemnościowego i grzania kabla.

Konieczne jest jednak zastosowanie na drugim końcu kabla ograniczników przepięć w celu ochrony przed przepięciami indukowanymi. Wadą układu jest możliwość pojawiania się znacznej różnicy potencjałów na końcach kabla podczas przepływu prądu zwarciowego wzdłuż kabla, co stanowi zagrożenia dla urządzeń i personelu. Z tego powodu zalecane jest stosowanie dodatkowego uziemienia np. przewodem w izolacji, równolegle do kabla WN . yy obustronnie uziemiony.

Jest to metoda obustronnego łączenia żył powrotnych kabla, podobnie jak poprzednim sposobie, wymaga dodatkowego, przewodu uziemiającego, równolegle do kabla. Wadą rozwiązania jest przepływ prądy w żyle powrotnej, a więc grzanie kabla i zmniejszenie jego obciążalności roboczej.

Wytrzymałość na przepięcia dynamiczne

Przykład ogranicznika przepięć WN PROXAR-IIN AC yy Dedykowany dla systemu 123 kV yy Zakres napięć znamionowych Ur 51-108 kV yy Także p-kty zerowe transformatorów yy 2 klasa rozładowania linii yy 50 kA/0,2s – wytrzymałość zwarciowa yy Udar prostokątny 2ms 600A yy Zdolność pochłaniania energii 5.5kJ/kV Ur yy Współpracuje z licznikiem zadziałań ProCounter yy Wyposażony w podstawę izolacyjną

yy przeplot żył powrotnych

DOBÓR OGRANICZNIKÓW PRZEPIEĆ DO OCHRONY ŻYŁ POWROTNYCH Skuteczna ochrona przeciwprzepięciowa kabli wysokiego napięci wymaga ograniczania przepięć pojawiających się w żyłach powrotnych w przypadku przepływu prądu zwarcia przez żyłę roboczą kabla.

30

Stosowane są trzy sposoby zabezpieczania kabli: yy jednostronnie uziemiony Jest to najprostszy sposób łączenia żył powrotnych kabli, razem z jednej strony kabla W tym przypadku nie ma zamkniętego obwodu w żyłach powrotnych, a więc nie płynie prąd i nie wy-

Metoda łączenia krzyżowego pozwala na skuteczną eliminację przepływu prądów pojemnościowych w żyłach powrotnych kabli, ograniczanie przepięć indukowanych w przypadku prądów zwarciowych.

Zaletą tej metody jest również możliwość zwiększenia długości sekcji kabli oraz zwiększenie dystansu pomiędzy nimi, co pozwala na zwiększenie obciążalności termicznej kabli. Odpowiednio dobrane ograniczniki przepięć montowane są pomiędzy sekcjami kabli, w miejscu krzyżowania się połączeń żył powrotnych.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

L

długość kabla

Należy rozważyć dwa przypadki konieczne do określenia maksymalnego napięcia TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE występującego w żyłach powrotnych w celu prawidłowego doboru ograniczników Należy rozważyć dwa przypadki konieczne do określenia maksymalnego napięcia przepięć SVL : I = In

izolacji tych urządzeń nie występującego w żyłach powrotnych w celu prawidłowegomicznych doboru ograniczników wykonuje się na tak wysoki poziom przepięć SVL : prąd znamionowy

wytrzymałości napięciowej. Dlatego też bardziej ekonomicznym i zabezpieI = Ic trzy-fazowy prąd zwarcia czającym bezpieczną eksploatację jest rozbudowa ochrony przeciwprzepięI = Ic trzy-fazowy prąd zwarcia Indukcyjność wzajemną pomiędzy rdzeń kabla a żyłą powrotną ciowej oblicza się ze o zastosowanie wzoru: w oparciu ograIndukcyjność wzajemną pomiędzy rdzeń kabla a żyłą powrotną oblicza się ze wzoru: Metoda ta znajniczników przepięć. duje potwierdzenie doświadczeniami �� � ��� � � �� ����������� �� � ��� � � �� ����������� wieloletniego użytkowania ograniczników przepięć. Nowoczesne, beziskiernikowe ograniczniki przepięć stwarzają wystarczające warunki ochrony � częstotliwość częstotliwość kątowa � kątowa 1/s 1/s przeciwprzepięciowej, podnosząc niezawodność pracy systemów i ich ży��wzajemna wzajemna indukcyjność pomiędzy rdzeniem ii żyłą (H (H / km). �� indukcyjność pomiędzy rdzeniem żyłąpowrotną powrotną / km). wotność.

I = In

prąd znamionowy

Jacek Turkowski Wzajemną indukcyjność pomiędzy rdzeniem i żyłą powrotną Lm oblicza się następująco: Protektel Sp.j.

DOBÓR OGRNICZNIKÓW PRZEPIEĆ (SVL) rdzeniem i żyłą powrotną Lm oblicza się następująco: Wzajemną indukcyjność pomiędzy

LITERATURA ęcie w sieci kablowej zależy od indukcyjności wzajemnej pomiędzy 1. „Sheath circulating current calculadla kabli w układzie trójkątnym: zem, dyrygenta prądu i wreszcie na długości kabla: tions and measurements of underdlaOGRNICZNIKÓW kabli w układzie trójkątnym: �� DOBÓR dla kabli w układzie trójkątnym: ground power cables”: Xiaolin Chen, �� �� � �� � � �� � � � �� � � �� PRZEPIEĆ � �� � ��(SVL) �� (V) Kai WU, Yonghong Cheng, Li Yan; (Ji�� cable’07). �� DOBÓR napięcie OGRNICZNIKÓW PRZEPIEĆ �� �(SVL) �� � � ���� � � � �� � � Indukowane w sieci kablowej 2.

“Protection of high-voltage AC �� zależy od indukcyjności wzajemnej poCables”: Demetrios A. Tziouvaras, ane napięcie w sieci kablowej zależy odpłaskim: indukcyjności wzajemnej dla kabli w układzie między rdzeniem i płaszczem, dyrygendla kabli w układzie płaskim: pomiędzy (Schweizer Engineering Laboratoyjność wzajemna pomiędzy rdzeniem a żyłą powrotną ta prądu i wreszcie na długości kabla: na długości kabla: ries, Inc.). i płaszczem, dyrygenta prądu i wreszcie �

ynący w fazie Gdzie:

�� � √�� � � � ��

�� � �� � � ����� � � �� � dla �� kabli � ��w�układzie �� � � (V)płaskim: (V)

� gdzie: �� � √�� � � ��� XM indukcyjność wzajemna pomiędzy�� � a �� rozstaw � � �� osiowy � � �� (mm) � � �� rdzeniemgdzie: a żyłą powrotną dM średnia średnica ć kabla indukcyjność wzajemna pomiędzy rdzeniem a żyłą powrotną(mm) I prąd płynący w fazie żyły powrotnej L długość kabla

Należy rozważyć dwa przypadki ko- PODSUMOWANIE gdzie: żyć dwa przypadki konieczne do określenia maksymalnego napięcia nieczne do określenia maksymalnego prąd płynący w fazie w żyłach powrotnych w celu w żyłach prawidłowego doboru ograniczników napięcia występującego po- Przepięcia atmosferyczne czy eksplo-

3. “High voltage XPLE cable system, technical user guide”, Brugg Cables.

4. “Guide to Sheath Bonding Design, in Distribution and Transmission Lines with HV Underground Cables”: F. Garancho, A. Khamlichi, P. Simon, A. Gonzalez, (LCOE, Gas natural Fenosa Spain, CIGRE 2012).

5. “The Sheath Voltage Limiter”: Jonathan Woodworth, (Arrester Facts 032 –ArresterWorks 1/23/2013).

wrotnych w celu prawidłowego dobo-

atacyjne w sieciach zasilających są zjawiskiem nieuniknionym. Częstotliwość I = In prąd znamionowy ich występowania oraz poziom napięnamionowy I = Ic trzy-fazowy prąd zwarcia cia, które osiągają stanowią realne zagrożenie dla urządzeń elektrycznych, zowy prąd zwarcia Indukcyjność wzajemną pomiędzy ponieważ z maksymalnego powodów czysto ekonoy rozważyć dwa przypadki konieczne do określenia napięcia rdzeń kabla a żyłą powrotną oblicza się ącego w żyłach powrotnych w celu prawidłowego doboru ograniczników jemną pomiędzy rdzeń kabla a żyłą powrotną oblicza się ze wzoru: ze wzoru:

długość kabla ru ograniczników przepięć SVL:

SVL :

�� � ��� � � �� ����������� prąd znamionowy

Przykład ogranicznika przepięć SVL PROXAR-IIW AC

w prąd częstotliwość kątowa 1/s yy Doskonałe parametry ochronne trzy-fazowy zwarcia LM wzajemna indukcyjność pomiędzy yy Niewielkie wymiary tliwość kątowardzeniem 1/s i żyłąrdzeń powrotną (H /akm). y Dowolna pozycja pracy ość wzajemną pomiędzy kabla żyłą powrotną oblicza się ze ywzoru:

mna indukcyjność pomiędzy rdzeniem i żyłą powrotną (H / km). �� � ��� �pomiędzy � �� ����������� Wzajemną indukcyjność rdzeniem i żyłą powrotną Lm oblicza się następująco:

yy yy yy yy

Zakres napięć Ur do 30kV (docelowo do 51 kV) Wysoka wytrzymałość zwarciowa Duża wytrzymałość mechaniczna Do ochrony rozdzielnic, transformatorów, kabli, silników i baterii kondensatorów

yjność pomiędzy rdzeniem i żyłą powrotną Lm oblicza się następująco: częstotliwość kątowa 1/s

wzajemna indukcyjność pomiędzy rdzeniem i żyłą powrotną (H / km). ie trójkątnym: URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

31

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Cyfrowe urządzenia telezabezpieczeń

dla sieci elektroenergetycznych i elektrowni Urządzenia RL64D są zmodernizowaną wersją cyfrowych urządzeń telezabezpieczeń rodziny RL64.

Głównym zadaniem urządzeń RL64D jest selektywne, w bardzo krótkim czasie, przekazanie w trakcie awarii impulsu wyłączającego uszkodzony fragment systemu elektroenergetycznego i sygnalizacji tego zdarzenia.

Urządzenia zapewniają współpracę zabezpieczeń odległościowych oraz ziemnozwarciowych linii przesyłowych wysokiego napięcia.

Urządzenia oferują także cyfrowe kanały transmisyjne dla potrzeb transmisji danych oraz dla zabezpieczeń różnicowych linii.

Urządzenia RL64D są produkowane przez ZPBE ENERGOPOMIAR-ELEKTRYKA Sp. z o.o.

Urządzenia montowane w kasetach o szerokości 19” i wysokości 3U można konfigurować do pojemności 4 lub 8 sygnałów dla linii elektroenergetycznych przesyłowych oraz do pojemności 24 sygnałów dla linii blokowych.

W

Krajowym Systemie Elektroenergetycznym eksploatowane są obecnie głównie cyfrowe urządzenia telezabezpieczeń.

Urządzenia starszego typu – analogowe, w tym także nasze urządzenia RL6, zostały niemal całkowicie zastąpione przez urządzenia cyfrowe.

Cyfrowe urządzenia telezabezpieczeń wykorzystują światłowodową drogę transmisji sygnałów poprzez własne interfejsy transmisyjne optyczne lub wyposażone są w interfejsy elektryczne.

W przypadku interfejsów elektrycznych typu E1 urządzenia telezaabezpieczeń korzystają z kanałów komunikacyjnych systemu teletransmisyjnego SDH. Mogą być też stosowane interfejsy transmisyjne innych typów, np. V.35, X.21 i wówczas urządzenia telezabezpieczeń są łączone poprzez sieć transmisyjną PDH. Na liniach przesyłowych urządzenia telezabezpieczeń najczęściej służą do zapewnienia współpracy zabezpieczeń odległościowych i współpracy zabez-

pieczeń ziemnozwarciowych oraz do przesyłania sygnałów bezpośredniego wyłączenia wyłącznika z Lokalnej Rezerwy Wyłącznikowej.

W Krajowym Systemie Elektroenergetycznym są obecnie eksploatowane urządzenia telezabezpieczeń firm: Siemens, ABB, TTC Marconi, Energopomiar-Elektryka oraz RFL Electronics.

W celu zrealizowania wyżej przedstawionych zadań, między stacjami końcowymi zabezpieczanej linii WN trze-

Rys. 1. Urządzenie RL64D w wersji podstawowej

32

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE ba przesyłać od 4 do maksymalnie 8 sygnałów.

W przypadku linii blokowej, między elektrownią a stacją elektroenergetyczną PSE zachodzi potrzeba przesyłania znacznie większej liczby sygnałów: krótkotrwałych – rozkazów oraz sygnałów stanu układów automatyki bloku i stacji. Liczba tych sygnałów dochodzi nawet do 24.

Mając na uwadze podane potrzeby urządzeń telezabezpieczeń pracujących na liniach blokowych, firma nasza, jako jedyna na rynku, oferuje produkowane przez siebie urządzenia telezabezpieczeń, które posiadają możliwość przesyłania do 24 sygnałów rozkazowych lub sygnałów stanu układów automatyki bloku i stacji.

Urządzenia RL64D są zmodernizowaną wersją cyfrowych telezabezpieczeń rodziny RL64.

Są one modułowym systemem urządzeń, zaprojektowanym do wykorzystania w systemie sieci elektroenergetycznych dla zapewnienia współpracy zabezpieczeń na liniach przesyłowych, tj. między stacjami elektroenergetycznymi PSE oraz na liniach blokowych między elektrownią a stacją elektroenergetyczną PSE.

Ogólna charakterystyka urządzenia telezabezpieczeń RL64D

Urządzenie RL64D do cyfrowej transmisji sygnałów składa się z części rozkazowej i części transmisyjnej:

yy część rozkazową stanowią interfejsy rozkazowe, które odpowiedzialne są za przetworzenie wejściowych sygnałów dwustanowych z obiektu w informację cyfrową oraz przetworzenie informacji cyfrowej przychodzącej z łącza transmisyjnego w sygnały dwustanowe przesyłane do obiektu.

Część rozkazowa zajmuje typowo 8 szczelin 64 kbit/s w strumieniu liniowym o przepływności 2Mbit/s, yy część transmisyjną stanowią liniowe interfejsy światłowodowe i elektryczne. Transmisja sygnałów oparta jest na ramkowanym sygnale cyfrowym o szybkości transmisji 2048 kbit/s.

W przypadku transmisji przez łącze światłowodowe urządzenie wykorzystuje interfejs elektryczny E1 zgodny z zaleceniem ITU-T G.703. Struktura ramki odpowiada zaleceniu ITU-T G.704.

Istnieje również możliwość skonfigurowania urządzenia na mniejszą prędkość transmisji i zastosowanie po stronie liniowej interfejsu X.21 lub V.35. W tym przypadku, łącze transmisyjne należy zestawić przy wykorzystaniu zewnętrznych urządzeń transmisyjnych typu PDH lub PDH i SDH. Urządzenie posiada system: yy nadzoru i monitoringu umożliwiający przeglądanie parametrów i stanów urządzenia, czytanie i pobieranie dziennika zdarzeń, czytanie stanu liczników rozkazów oraz przeglądanie konfiguracji urządzenia, yy synchronizacji czasu realizowany w oparciu o interfejs Ether-

net 10/100BaseT i protokół SNTP, względnie moduł GPS i protokół NMEA. Urządzenie RL64D ma samoczynne przestawianie czasu letni/zimowy.

Urządzenie jest przygotowane do korzystania z serwera czasu dostępnego w sieci LAN na obiekcie.

Konstrukcja urządzenia Urządzenie RL64D jest umieszczone w kasecie o szerokości 19” i wysokości 3U i może być zasilane napięciem 220V DC, 230V AC lub 48V DC. Kaseta urządzenia przystosowana jest do montażu w typowej szafie 19” lub w obudowie typu desktop.

Wszystkie wewnętrzne połączenia sygnałowe między modułami urządzenia wykonane są na platerze kasety urządzenia lub za pomocą kabla taśmowego z przodu urządzenia. Technologia druku wielowarstwowego w jakiej zostały wykonane moduły oraz plater urządzenia zapewnia niezawodne połączenia o dużej odporności na zakłócenia. Wszystkie złącza sygnałowe umieszczone są na platerze na wysokości poszczególnych modułów funkcyjnych urządzenia.

Wyjścia liniowych interfejsów transmisyjnych światłowodowych oraz elektrycznych znajdują się na platerze z tyłu urządzenia.

Z przodu znajduje się tylko złącze USB do podłączenia lokalnego komputera w celu serwisowania urządzenia oraz gniazdo telefonu serwisowego.

Rys. 2. Urządzenie RL64D w wersji 24 rozkazy

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

33

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Charakterystyka nowej wersji urządzenia Nowa wersja urządzenia telezabezpieczeń RL64D ma znacznie zmodernizowaną budowę sprzętową oraz rozbudowane oprogramowanie.

Dzięki tym zmianom urządzenie RL64D można skonfigurować do pojemności 24 sygnałów.

Urządzenie może zarejestrować zdarzenia typu początek i koniec przesyłania sygnału oraz szereg alarmów w tym także alarmy AIS i RAI - dotyczące transmisji w sieci SDH. AIS – alarm o niesprawności sygnału na drodze transmisji, przesyłany w kierunku nadawczym oraz RAI – informacja, że odbiornik na odległym końcu nie odbiera sygnału.

W zakresie sprzętowym najbardziej istotną zmianą jest zastosowanie nowych interfejsów transmisyjnych światłowodowych i elektrycznych opracowanych przez naszą firmę. Interfejsy te są całkowicie integralnymi modułami transmisyjnymi, niezależnymi od innych bloków funkcjonalnych urządzenia.

Każdy z transmisyjnych modułów liniowych posiada własne, niezależne źródło sygnału taktującego i własny układ synchronizacji. Korzystają one tylko z zasilania wspólnego dla całego urządzenia. Należy zaznaczyć, że w urządzeniu pracują dwa redundantne zasilacze.

Moduły liniowe zostały wyposażone w szereg użytecznych bloków funkcyjnych, w tym: blok kontroli indywidualnego numeru identyfikacyjnego urządzenia, układ kontroli pracy i przełączania transmisyjnych kanałów liniowych – podstawowy, rezerwowy.

Diagnostyka i przełączenie kanału transmisyjnego następuje w czasie krótszym niż 5 ms.

Komunikacja wewnętrzna oraz system nadzoru urządzenia działają z wykorzystaniem układu switcha ETH zaimplementowanego w odrębnym module urządzenia.

Monitoring i zdalny nadzór urządzenia zostały zrealizowane w oparciu o protokół SNMP. W celu zwiększenia odporności urządzenia na zakłócenia zewnętrzne oraz ewentualne błędy obsługi jakie mogą się zdarzyć w czasie prac konserwacyjnych przy urządzeniu oraz w obwodach wtórnych pola zastosowano m.in. niżej przedstawione rozwiązania: yy filtr napięciowy zrealizowany w oparciu o sprzętowe konfigurowanie zakresów czułości wejść nadawczych sygnałów rozkazowych, yy filtr czasowy na wejściu rozkazów – konfigurowany programowo, yy indywidualny numeru identyfikacyjny dla każdego urządzenia RL64D, co umożliwia blokadę urządzenia, gdy numery połączonych ze sobą i stanowiących jeden komplet urządzeń nie są zgodne, yy blokadę sygnałów wyjściowych urządzenia w przypadku przerwania transmisji przez kanały liniowe.

Po przerwie transmisji zostają wyłączone wszystkie sygnały rozkazowe wyjściowe, yy kodowanie bitowe sygnałów oraz obliczanie sumy kontrolnej CRC przy przesyłaniu danych.

W celu ułatwienia interpretacji sytuacji awaryjnych w systemie elektroenergetycznym nadzór urządzenia działa w niżej opisany sposób:

yy każdy sygnał nadawany i odbierany przez urządzenie RL64D wyświetlany jest za pomocą indywidualnej diody LED umieszczonej na płycie czołowej urządzenia. Daje to obsłudze bezpośrednią informację o stanie statycznych sygnałów automatyki bloków oraz pól w stacji elektroenergetycznej. W momencie nadawania lub odbierania sygnału rozkazowego diody LED zaświecają się na krótko, yy czasy początku i końca każdego z sygnałów nadawanych i odbieranych rejestrowane są w dzienniku zdarzeń, yy dziennik zdarzeń posiada pojemność 1000 zdarzeń i pozwala na wybranie, wyświetlenie oraz drukowanie różnych typów informacji oddzielnie, np. zdarzeń typu rozkazy, awarie, informacje, yy każdy z kanałów liniowych urządzenia generuje alarmy transmisji w torze E1 typu: AIS – alarm przesyłany w kierunku nadawczym RAI – alarm przesyłany w kierunku odbiorczym

Powyższe alarmy znacznie ułatwiają diagnostykę miejsca uszkodzenia w kanale transmisyjnym SDH. Dzięki zastosowaniu kodowania bitowego sygnałów oraz obliczania sumy kontrolnej CRC przy przesyłaniu danych, uzyskano dużą odporność urządzenia na zakłócenia.

W celu ułatwienia obsługi serwisowej urządzenia: yy zapewniono możliwość programowego konfigurowania priorytetu kanału liniowego, yy w dzienniku zdarzeń urządzenia wyświetlane są nie tylko zdarzenia krótkotrwałe, ale także w odręb-

Rys. 3. Urządzenie RL64D. Wyposażenie w moduły.

34

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE nym polu pokazywane są informacje o ciągłych stanach nieprawidłowych, np. niesprawność jednego z zasilaczy, niesprawność jednego z dwóch kanałów transmisyjnych urządzenia.

Konfiguracja urządzenia Konfigurację urządzenia można wykonać korzystając z programu serwisowego „RL64D - Program Serwisowy”, który umożliwia konfigurację zarówno urządzenia lokalnego jak i zdalnego.

Program serwisowy zapewnia także nadzór i monitoring urządzeń. Program uruchamiany jest na przenośnym komputerze PC i działa pod systemem Windows.

Konfiguracja modułu CPU Podstawowe parametry urządzenia ustawiane są sprzętowo za pomocą przełącznika typu DIP switch umieszczonego w module i są to: tryb pracy urządzenia Master, Slave, parametry komunikacji oraz liczba modułów rozkazowych CI. Port ethernet Eth2 do połączeń zewnętrznych LAN/WAN dla potrzeb zdalnego nadzoru urządzenia oraz data i zegar czasu rzeczywistego konfigurowane są programowo z Programu serwisowego.

Najważniejsze parametry konfiguracji modułu CPU, niezbędne dla poprawnego działania urządzenia RL64D zostały wymienione poniżej.

Dla portu Eth2: 1. Adres IP – jest to główny adres IP urządzenia. Powinien mieć taką wartość, aby należał do podsieci użytkownika służącej do zdalnego nadzoru urządzeń zabezpieczeń, telezabezpieczeń, względnie telemechaniki. Adres ten określa użytkownik, 2. Adres bramy, 3. Maska podsieci, 4. Adres MAC – fizyczny adres w sieci ethernet. Powinien mieć unikalną wartość, aby nie było konfliktów w warstwie fizycznej, 5. Adres IP urządzenia zdalnego tj. znajdującego się na drugim końcu linii elektroenergetycznej względnie na drugim końcu linii transmisyjnej.

Dodatkowo można skonfigurować oraz zmienić konfigurację fabryczną funkcji przekaźników sygnalizacji i alarmu AL1, AL2 i AL3.

Monitoring urządzenia Zdalny monitoring urządzenia jest zrealizowany w oparciu o protokół SNMP. Połączenie z centrum monitoringu urządzeń RL64D odbywa się poprzez interfejs Ethernet i sieć LAN/WAN. Oferujemy także Centralny program nadzoru urządzeń telezabezpieczeń RL64D, tzw. SUPERVISION PROGRAM. Program ten odbiera trapy wysyłane przez protokół SNMP zainstalowany w urządzeniu i sygnalizuje trzy różne zdarzenia: yy alarm ogólny urządzenia, yy alarm niepilny urządzenia, yy alarm braku transmisji z urządzenia do centrum nadzoru, gdy nie są odbierane trapy.

Program może obsłużyć do 512 indywidualnych urządzeń RL64D.

Sygnalizacja urządzenia Urządzenie jest wyposażone w system sygnalizacji stanu pracy oraz sygnalizacji alarmowej. Najważniejsze alarmy mają funkcje przyporządkowane na stałe, a inne alarmy mają funkcje programowane. Sygnalizacja wyprowadzona na płytę czołową modułów za pomocą diod LED jest dostępna lokalnie w programie serwisowym pracującym na przenośnym komputerze PC oraz zdalnie w centrum nadzoru urządzeń RL64D przy wykorzystaniu programu zdalnego nadzoru.

Oferujemy jako jedną z opcji możliwość wyposażenia urządzenia w Moduł sygnalizacji.

Moduł sygnalizacji wyprowadza stykiem przekaźnika na zewnątrz urządzenia sygnał o nadaniu lub odbiorze rozkazu. Moduł obsługuje 4 sygnały nadawcze i 4 odbiorcze. Zastosowanie modułu sygnalizacji pozwala uprościć obwody wtórne pola, ponieważ nie potrzeba powielać sygnałów nadania i odebrania rozkazów za pomocą przekaźników pośredniczących w polu.

Doświadczenia eksploatacyjne i certyfikaty urządzenia Obecnie na obiektach pracuje bezawaryjnie 20 urządzeń RL64D, tj. 10 kompletów przez okres od 2,5 do 5,5 lat: yy 4 komplety pracują na liniach o napięciu 400 kV,

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

yy 5 kompletów pracuje na liniach o napięciu 220 kV, yy 1 komplet pracuje przez interfejsy X.21.

Zmodernizowane urządzenie RL64D przeszło badania w akredytowanym Laboratorium kompatybilności elektromagnetycznej Politechniki Wrocławskiej oraz badania w Laboratorium kompatybilności elektromagnetycznej Politechniki Gliwickiej.

Urządzenie RL64D posiada Certyfikat Instytutu Energetyki w Warszawie potwierdzający jego przydatność do stosowania w układach zabezpieczeń, sterowania i nadzoru krajowej sieci elektroenergetycznej.

Istotne cechy urządzenia: 1. Cyfrowe urządzenia telezabezpieczeń wykorzystujące światłowodową drogę transmisji umożliwiają uzyskanie najkrótszych czasów transmisji sygnałów rozkazowych oraz zapewniają bardziej niezawodne działanie telezabezpieczeń w obecności zakłóceń szczególnie silnych w stanach awarii w systemie elektro-energetycznym 2. RL64D posiada centralny program nadzoru urządzeń telezabezpieczeń, który korzysta z rozległej sieci ethernet i pozwala monitorować do 512 urządzeń pracujących w systemie elektro-energetycznym 3. Dzięki kompaktowej budowie urządzenie RL64D umieszczone w kasecie o szerokości 19” i wysokości 3U może mieć pojemność do 24 sygnałów dwustanowych i może obsłużyć wszystkie potrzeby telesterowania linii blokowej, tj. blok energetyczny elektrowni – stacja elektroenergetyczna PSE

mgr inż. Marek Nabiałczyk marek.nabialczyk@elektryka.com.pl ZPBE ENERGOPOMIARELEKTRYKA Sp. z o.o. n

35

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Wpływ właściwego zabezpieczenia transformatorów na ich bezawaryjną eksploatację Transformator, jako obiekt w systemie energetycznym jest narażony na różnorodne stany odbiegające od warunków znamionowych. Znaczna różnica pomiędzy wartościami faktycznymi a znamionowymi może prowadzić do zakłóceń w pracy transformatora a czasem nawet jego awarii. Artykuł opisuje i ilustruje przykładowe skutki niewłaściwej ochrony lub braku ochrony transformatorów rozdzielczych.

WSTĘP

Transformatory, jako urządzenia elektryczne pracujące w systemie elektroenergetycznym powinny pracować bezawaryjnie przez wiele lat. Żywotność transformatorów rozdzielczych szacowana jest na okres 25 – 35 lat, a zdarza się spotkać w eksploatacji transformatory jeszcze starsze. Transformatory są projektowane i badane pod kątem możliwości wytrzymywania pewnych stanów odbiegających od pracy znamionowej. Wymagania takie dotyczące przeciążeń, przepięć, pracy w warunkach zwarcia regulują odpowiednie normy [1], [2], [3], [4]. Zdarzają się jednak warunki pracy wykraczające poza wymagania stosownych norm.

Mogą one doprowadzić do skrócenia żywotności transformatora, do jego

uszkodzenia bądź też do całkowitego zniszczenia. Inspiracją do napisania niniejszego artykułu były zgłoszenia reklamacyjne, które wpłynęły do firmy Schneider Electric Energy Poland Mikołowska Fabryka Transformatorów Mefta w latach 2011 – 2013.

Zagrożenia dla transformatorów rozdzielczych zasilanych liniami napowietrznymi

W latach 2011 – 2012 odnotowano zwiększoną liczbę zgłoszeń reklamacyjnych, w których klient reklamował zwarte uzwojenia górnego napięcia.

Szczególna intensywność zgłoszeń pojawiła się w połowie roku 2012 Jako, że transformatory pochodziły z podobnego okresu produkcji (2010 rok) było szczególnie ważne dotarcie do

Fot 1. Ślady wyładowania pomiędzy przełącznikiem a pokrywą – transformator 250 kVA 10265304

36

przyczyn uszkodzeń. Specyfiką tych zgłoszeń było również to, że pochodziły one od jednego klienta (jeden z zakładów energetycznych) a wewnętrzne ślady uszkodzeń również we wszystkich przypadkach były podobne. Pierwszy z transformatorów uległ uszkodzeniu w maju 2011 roku.

Posiadał charakterystyczne ślady wyładowania łukowego między przełącznikiem a pokrywą (Fot.1). Kolejne zgłoszenie tego typu odnotowano w maju 2012 roku (Fot.2).

Kluczową informacją, jaką otrzymano były 2 zgłoszenia, które dotyczyły awarii transformatorów z jednego dnia (2012-07-09). Ślady uszkodzenia były też bardzo podobne do poprzednich (Fot.3). Były one zainstalowane w różnych miejscowościach, lecz stosunkowo mało odległych – około 20 km w linii prostej. W tym przypadku hipotezą było uszkodzenie pochodzące od wyładowań atmosferycznych. Aby potwierdzić tę hipotezę poproszono o raporty meteorologiczne z dnia uszkodzenia z okolic miejscowości zainstalowania. Ponieważ niektóre z miejsc zainstalowania

Rys.1. Mapa aktywności burzowej w okolicy jednego z uszkodzonych transformatorów z dnia awarii

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Fot 2. Ślady wyładowania pomiędzy przełącznikiem a pokrywą – transformator 630 kVA 10357403

Fot 3. Ślady wyładowania pomiędzy przełącznikiem a pokrywą – transformator 250 kVA 10279502

były dość słabo zaludnione można było bez problemu ustalić dokładne współrzędne odpowiedniej stacji transformatorowej na podstawie map i zdjęć udostępnianych przez portale internetowe takie jak na przykład Google (Fot.4) [5]. Raporty potwierdziły występowanie licznych i bliskich wyładowań atmosferycznych w dniu uszkodzenia w obu lokalizacjach, precyzując w jakich odległościach od wskazanego punktu odnotowano uderzenia pioruna, jaka była szacowana wartość prądu wyładowania oraz w jakim czasie do zdarzeń dochodziło [6], [7]. Fragmenty przykładowego raportu z jednego z miejsc zainstalowania wraz graficznym przedstawieniem aktywności burzowej przedstawia poglądowa mapa (Rys.1) Drugi z transformatorów uszkodzonych w tym samym dniu posiadał przebicie od początkowej części cewki do kadzi. Zwoje w okolicach przebicia uległy również zwarciu (Fot.5)

Fot 4. Lokalizacja jednego z uszkodzonych transformatorów – transformator 250 kVA 10279502

Fot 5. Ślady wyładowania pomiędzy początkowym fragmentem cewki a kadzią – transformator 630 kVA 10328101

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

37

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Fot 6. Ślady wyładowania w pobliżu przełącznika zaczepów – transformator 400 kVA 10322805

Fot 7. Ślady wyładowania na przepuście – transformator 400 kVA 10322805

Fot 8. Ślady wyładowania pomiędzy przełącznikiem a pokrywą – transformator 400 kVA 10322805

38

Najbardziej ewidentnym przykładem uszkodzenia spowodowanego przez udar piorunowy jest transformator, który uległ awarii w podobnym czasie (2012-05-30) i podobnym miejscu (w promieniu 15 km od powyższych 2 przypadków). W tym przypadku ślady wyładowania widoczne były również od strony zewnętrznej. Widoczny był krater na powierzchni pokrywy w okolicy przełącznika zaczepów (Fot.6) oraz krater na powierzchni jednego z talerzy przepustu (Fot.7) W przypadku tym stosowny raport meteorologiczny [8] formalnie potwierdził występowanie bliskich i licznych wyładowań z dnia uszkodzenia.

Uszkodzenia wyżej wspomnianych transformatorów obejmowały ślady wyładowań pomiędzy przełącznikiem a pokrywą, śladami wyładowań na przepustach i pokrywie, zwarciem wewnątrz uzwojeń w początkowej strefie cewki. Transformatory charakteryzowały się obniżonym poziomem rezystancji izolacji a olej zawierał rozpuszczone gazy i wymagał wymiany. Ogólnie uszkodzenia nie były rozległe. Transformatory zasilane były z sieci napowietrznych o napięciu 20 kV. Nie były one zabezpieczone dodatkowymi ogranicznikami przepięć. Co więcej, Klient wymagał, by dostarczone transformatory nie posiadały standardowych rożków odgromowych. Nie były więc zabezpieczone w żaden sposób od skutków przepięć. Analizując skutki uszkodzeń można przypuszczać, że gdyby transformatory zostały zabezpieczone pod względem przepięć mogły pozostać nie uszkodzone.

Przepięcia łączeniowe i ich wpływ na pracę

Nie tylko transformatory pracujące w sieciach napowietrznych narażone są na skutki przepięć. Przypadek poniżej opisany dotyczy transformatora żywicznego zasilającego specjalny układ probierczy. Transformator uległ uszkodzeniu w trakcie pracy, kiedy w obwodzie probierczym testowany był wadliwy element. Pierwotnie klient zgłosił awarię jako zwarcie w obrębie sekcji zaczepowej. W trakcie oględzin uszkodzonego transformatora w miejscu zainstalowania stwierdzono lokalne przebarwienia izolacji i okopcenie w obrębie zaczepów (Fot.9).

Przebarwienia były jedynie w obrębie zaczepów a nie na całym obwodzie cewki, co sugerowało, że faktycznym uszkodzeniem nie jest zwarcie, a wystąpienie łuku elektrycznego w tym

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Fot 9. Ślady przebarwień cewki spowodowane wyładowaniami

obszarze. Również na jednym z połączeń kojarzących cewki górnego napięcia w trójkąt stwierdzono lokalne punktowe przebicie izolacji. Badania elektryczne potwierdziły, że uzwojenia zachowały ciągłość i nie doszło do zwarcia wewnątrz cewki. Po oczyszczeniu okopceń przeprowadzono próbę ponownego włączenia transformatora do sieci a próba wypadła pozytywnie.

Zastosowany transformator oprócz przewidzianych prób wyrobu przeszedł także pozytywnie próbę napięciem udarowym. Próbowano więc znaleźć przyczynę wystąpienia większych przepięć, niż występujące w trakcie próby typu. Analizując obwód zasilający stwierdzono, że transformator podłączony jest poprzez wyłącznik próżniowy, który jest wyłączany jeśli w obwodzie probierczym testowany jest wadliwy element.

Przypuszczano więc, że przyczyną wystąpienia łuku w obszarze zaczepów było przepięcie wywołane gwałtownym wyłączaniem prądu przez wyłącznik próżniowy. Zalecono wiec doposażenie transformatora w ograniczniki przepięć po stronie GN. Okazało się, że mimo doposażenia transformatora w ograniczniki do podobnego zdarzenia doszło ponownie po kilku tygodniach przy takim samym reżimie pracy (badanie wadliwego elementu). Stwierdzono, że w takim przypadku musiało dochodzić do gwałtownego przerywania prądu po stronie wtórnej, co spowodowało przepięcia i po stronie wtórnej, i po stronie pierwotnej. Tym razem zalecono doposa-

Fot 10. Ślady przebicia pomiędzy zaczepem a kojarzeniem trójkąta przed i po zdjęciu fragmentu izolacji

żenie transformatora w ograniczniki również po stronie DN, po których zainstalowaniu sytuacja awaryjna już nie wystąpiła.

Wnioski

Transformatory, jak pokazują powyższe przykłady, są odporne na pewne stany awaryjne występujące w sieciach (przepięcia piorunowe i łączeniowe). Powinny jednak pracować z odpowiednimi zabezpieczeniami. Pozwoli to na ich pracę w czasie odpowiadającym deklarowanemu czasowi życia transformatora. n Jacek DZIURA Schneider Electric Energy Poland Sp. z o.o.

Mikołowska Fabryka Transformatorów Mefta ul. Żwirki i Wigury 52, 43-190 Mikołów, E-mail: jacek.dziura@schneiderelectric.com

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Literatura

1. PN-EN 60076-1:2011. Transformatory -- Część 1: Wymagania ogólne.

2. PN-EN 60076-3. Transformatory.

Część 3: Poziomy izolacji, próby wytrzymałości elektrycznej i zewnętrzne odstępy izolacyjne w powietrzu.

3. IEC 60076-7. Power transformers Part 7: Loading guide for oil-immersed power transformers 4. PN-IEC 60354:1999. Przewodnik obciążenia transformatorów olejowych 5. www.google.pl/maps 6. VdS Meteo-Info: Detaillierte Blitzauswertung Nummer 1028635. Dokument wewnętrzny 7. VdS Meteo-Info: Detaillierte Blitzauswertung Nummer 1028637. Dokument wewnętrzny 8. VdS Meteo-Info: Detaillierte Blitzauswertung Nummer 1060184. Dokument wewnętrzny

39

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

System nadzoru i zabezpieczeń stacji transformatorowych dla Inteligentnych Sieci Energetycznych

P

rzez ostatnie kilka lat obserwujemy stały wzrost wymagań dotyczących parametrów energii elektrycznej dostarczanej do szerokiego kręgu odbiorców. Wśród tych wymagań są zarówno parametry dotyczące jakości energii, jak zapewnienia ciągłości jej dostaw. Część wymagań, takich jak zapewnienie odpowiednich rezerw mocy i parametrów sieci przesyłowej najwyższych napięć, należy do kompetencji operatora Krajowego Systemu Energetycznego. Zapewnienie zasilania bez przerw i zakłóceń należy do kompetencji spółek dystrybucyjnych. Realizacja powyższych zadań wymaga zastosowania odpowiednich systemów automatyki i zabezpieczeń.

Cyfrowe systemy elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (EAZ) dla sieci przesyłowej z powodzeniem pracują od kilkunastu lat. Nowoczesne urządzenia mikroprocesorowe zaczynają być powszechnie stosowane w sieciach średnich i niskich napięć.

Jest to jednocześnie konieczne dla budowania Inteligentnych Sieci Energetycznych zwanych również SmartGrids.

Firma ELKOMTECH dostarcza od ponad 25 lat zaawansowane systemy telemechaniki, zabezpieczeń i automatyki dla sieci wysokich i średnich poziomów napięć. W ciągu ostatniego roku został opracowany zintegrowany system nadzoru i zabezpieczeń stacji transformatorowych SN/nN. Wykorzystane zo-

stały nasze dotychczas produkowane urządzenia wraz z nowo opracowanymi rozwiązaniami. Kompletny system został zoptymalizowany pod kątem kosztów i funkcji oczekiwanych dla stacji transformatorowej SN/nN. Do funkcji zintegrowanego systemu automatyki stacji transformatorowej SN/nN należą: yy synoptyka i sterowanie łączników SN, yy zabezpieczenia dla wyłączników SN, yy pomiary prądów, napięć, mocy SN i nN, yy wskaźniki prądu zwarcia, yy lokalna sygnalizacja wystąpienia zwarcia, yy analiza jakości energii,

Rys. 1. Przegląd urządzeń systemu zabezpieczeń i nadzoru stacji transformatorowej SN/nN.

40

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE yy kontrola wkładek bezpiecznikowych, yy zasilanie bezprzerwowe, yy komunikacja GSM/UMTS, CDMA, TETRA, trunking, łącza stałe, yy odczyt danych z liczników energii, yy kontrola antywłamaniowa, yy pomiary temperatury stacji.

Centralnym urządzeniem systemu jest sterownik Ex-mBEL_LVC, który łączy w sobie funkcje telemechaniki, koncentratora i analizatora jakości energii. Do najważniejszych funkcji należą: yy odczyt stanów i sterowanie łącznikami, yy dziennik z lokalną cechą czasu, generowanie sekwencji zdarzeń (SOE), yy zabezpieczenia nadprądowe i ziemnozwarciowe, yy automatyka sekcjonująca, yy wyłączanie z kontrolą prądu wyłączanego i wykonywanie cyklu SPZ, yy wykrywanie przepływu prądu zwarcia w linii SN, yy współpraca z zewnętrznymi detektorami prądu zwarcia, yy odczyt pomiarów z przetworników pomiarowych, analizatorów sieci nN, yy wyzwalany rejestrator zakłóceń i wolnozmienny, okresowy rejestrator stanów, yy analiza jakości energii – zawartość harmonicznych, liczniki zapadów i zaników, yy odczyt danych z wewnętrznych i zewnętrznych liczników energii, yy komunikacja z systemem SCADA w protokołach DNP3.0, IEC 60870-5104 i in., yy łączność z systemem SCADA poprzez łącza stałe i radiowe w standardach GSM/UMTS, CDMA, TETRA, MAP27, yy komunikacja z modułami podrzędnymi w protokołach DNP3.0, MODBUS, IEC60870-5-101,103, IEC 1107, DLMS, yy zdalna parametryzacja oraz wymiana oprogramowania i konfiguracji, yy transfer plików rejestracji do systemów zdalnych.

Do systemu automatyki stacji należą również: 1. Zabezpieczenie nadprądowe Ex-BZR. Jest stosowane do zabezpieczania pól SN z wyłącznikami. Realizuje funkcje zwłocznego zabezpieczenia nadprądowgo i ziemnozwarciowego. Steruje otwieraniem wyłącznika oraz optycznym wskaźnikiem przepływu prądu zwarciowego Ex-OSZD, rozróżniającym zwarcia doziem-

ne i fazowe. Może pracować jako zabezpieczenie samodzielne lub z optycznym łączem komunikacyjnym do koncentratora, np. Ex-mBEl_LVC. Wykorzystywany jest protokół DNP3.0. W kanale komunikacyjnym, oprócz sygnalizacji wystąpienia zwarć, przesyłane są również wartości pomiarów i sterowanie wyłącznikiem. Pomiary są dokonywane poprzez klasyczne przekładniki z wyjściem 1A lub 5A albo poprzez przekładniki Ex-PP100, montowane bezpośrednio na kablu SN. Zmiana nastaw zabezpieczeń może być dokonywana z pulpitu urządzenia lub poprzez kanał komunikacyjny, bezpośrednio z systemu nadzoru SCADA. 2. Moduł automatyki sieciowej Ex-ML _NBAS_D. Umożliwia pomiar trzech prądów fazowych i prądu zerowego. Może pracować w trybie sygnalizatora przepływu prądu zwarciowego lub automatyki sekcjonującej. W drugim trybie dokonuje wyłączenia linii w przerwie beznapięciowej.

Współpracuje z koncentratorem w protokole DNP3.0, w którym oprócz informacji o wykryciu prądu zwarciowego, przekazywane są wartości pomiarów oraz odbierane polecenia sterownicze.

Zmiana nastaw zabezpieczeń może być dokonywana również poprzez kanał komunikacyjny, bezpośrednio z systemu nadzoru SCADA. 3. Modem Ex-MHS. Umożliwia zestawienie łącza w sieciach komórkowych GSM/UMTS z wykorzystaniem usług pakietowych GPRS, EDGE, HSPA oraz krótkich wiadomości tekstowych SMS. Komunikuje się poprzez port szeregowy ze sterownikiem Ex-mBEL_LVC. Jest możliwe jednoczesne podłączenie dwóch modemów dla zestawienia łączności poprzez sieci komórkowe różnych operatorów. Uzyskujemy wówczas dwie rezerwujące się drogi łączności.

4. Modem Ex-MGT. Współpracuje z siecią TETRA wykorzystując łączność pakietową i przesyłanie danych w kanale kontrolnym.

Umożliwia zestawienie łączności punkt-punkt i/lub dedykowanego kanału sieciowego do bezpośredniej wymiany danych. Komunikuje się poprzez port szeregowy ze sterownikiem Ex-mBEL_LVC.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

5. Moduł komunikacji dla cyfrowej transmisji radiowej Ex-BRG2. Może pracować jako samodzielny koncentrator lub moduł wspierający dla Ex-mBEL_LVC. Posiada wbudowany modem o funkcjach jak Ex-MHS lub Ex-MGT. Posiada do 6-ciu portów szeregowych RS232/485/422/FO oraz port Ethernet. Jako koncentrator, podobnie jak Ex-mBEL_LVC, może obsługiwać większość protokołów telemechaniki: DNP3.0, IEC 60870-5-101,103,104, MST, MODBUS, IEC1107, DLMS, MAP27 i inne. Umożliwia zdalną wymianę konfiguracji i parametryzację.

6. Moduł kontroli wkładek bezpiecznikowych. Sygnalizuje uszkodzenie (przepalenie) dowolnej wkładki w odpływie nN, zanik fazy i pozycję rozłącznika. Pojedynczy moduł kontroluje stan trzech osobnych wkładek. Komunikuje się łączem cyfrowym z Ex‑mBEL_LVC, Ex-BRG2_SMR lub Ex-BSU_4S. 7. Przetworniki telemetryczne i analizatory parametrów sieci nN. Szeroka gama urządzeń z komunikacją w protokole MODBUS, wykonująca pomiary napięć, prądów, mocy, przesunięć fazowych, itp. w trójfazowej sieci nN. Ze względu na małe gabaryty przetworników i przekładników prądowych zabudowanych w rozłącznikach lub odpływach nN, możliwie jest wykonanie pomiarów dla każdego odpływu nN niezależnie.

8. Zasilanie bezprzerwowe systemu nadzoru i zabezpieczeń.

W zależności od ilości zasilanych urządzeń możemy zastosować Ex-UPS24VL_A/B, gdy rezerwowana jest tylko telemechanika lub UPS24VE/M dla zasilania również napędów łączników SN. Zasilacze z serii Ex-UPS posiadają szeregowe porty komunikacyjne z protokołem DNP3.0, umożliwiające zdalne monitorowanie parametrów i testowanie akumulatorów. Zasilacze Ex-UPS mogą zapewniać odpowiednią temperaturę pracy systemu automatyki poprzez sterowanie układem ogrzewania i wentylacji szafki.

9. Kontrola dostępu do stacji. Do systemu można podłączyć czujniki otwarcia drzwi lub centralki antywłamaniowe, umożliwiające identyfikację wchodzącej osoby. Dzięki funkcji serwera portów szeregowych w Ex-mBEL_LVC i Ex-BRG2 jest możliwy zdalny dostęp do funkcji centrali alarmowej.

41

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys.2. Ex-mBEL_LVC w stacji SN/nN

10. Komunikacja z zewnętrznymi licznikami energii. Ex-mBEL_LVC i Ex-BRG2 obsługują protokoły komunikacji z licznikami, tj. IEC1107, IEC 62056-21, DLMS. Umożliwia to odczyt pomiarów i rejestrów liczników, a następnie przesłanie danych do systemu nadrzędnego w jednym z protokołów telemechanicznych. Drugim sposobem komunikacji jest skorzystanie w funkcji serwera portów szeregowych i odczyt liczników przez zdalny system bilansowania.

11. Sieć LAN. Porty Ethernet sterowników Ex-mBEL_LVC i Ex-BRG2 umożliwiają podłączenie dodatkowych urządzeń i komunikację z nimi poprzez sieć komórkową GSM/UMTS. W jednej z wykonanych instalacji pilotowych takie połączenie jest przygotowane do podłączenia koncentratora PLC liczników energii.

Funkcjonalność opisywanego systemu można dopasowywać do konkretnych zastosowań, wykorzystując część z opisywanych urządzeń. Wśród nich można wymienić telemechanikę z obsługą wskaźników zwarcia, system automatyki sekcjonującej, nadzór rozdzielnicy nN z kontrolą wkładek bezpiecznikowych, sygnalizator stanów rozdzielnicy poprzez wiadomości SMS – bez zewnętrznego systemu SCADA, rejestrator parametrów jakości energii z lokalnym odczytem zarejestrowanych plików. Możliwe jest zestawienie łączności z systemem SCADA z wykorzystaniem dwóch rezerwujących się kanałów w różnych technologiach, np. GSM i trunking, łącze stałe i GSM, itp. n

42

Rys. 3. Schemat zrealizowanej instalacji.

Rys. 4. Wizualizacja w systemie WindEx obejmująca stan rozdzielni SN/nN oraz analizę zawartości harmonicznych i liczniki zapadów i zaników.

93-569 Łódź , ul. Wołowa 2c, tel. 042 685 70 44, fax. 042 637 72 58, e-mail: info@ elkomtech.com.pl, http://www.elkomtech.com.pl

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Kontrola stanu technicznego powierzchni ogrzewalnych kotła – na podstawie modułu w systemie TKE® WPROWADZENIE

D

o najbardziej awaryjnych elementów bloku energetycznego należą m.in. powierzchnie ogrzewalne kotłów. Eksploatacja bloków energetycznych i optymalizacja nakładów finansowych na remonty kapitalne urządzeń mogą powodować zmniejszenie ich dyspozycyjności, a koszty związane z ich odstawieniem i remontami awaryjnymi przyczyniają się do wzrostu ceny wytwarzania energii. Cienkościenne elementy ciśnieniowe, czyli powierzchnie ogrzewalne kotłów (ekrany, wężownice przegrzewaczy pary i podgrzewaczy), należą do najbardziej awaryjnych obszarów kotła. Nieszczelności tych elementów są dość uciążliwe, gdyż ich usunięcie wymaga odstawienia i ostudzenia kotła, budowy rusztowań i wymiany. Ponadto w momencie perforacji często mamy do czynienia z uszkodzeniami wtórnymi – powstałymi na sąsiednich elementach skutek wycieku pary lub mieszanki wodno-parowej. Doświadczenie pokazuje, że te uszkodzenia są o wiele kosztowniejsze w naprawie – mogą bowiem obejmować znacznie większą powierzchnię niż awaria pierwotna. Dlatego istotną z punktu widzenia eksploatacji i planowania kwestią jest monitorowanie stanu technicznego powierzchni ogrzewalnych i wyprzedzające działania remontowe mające na celu zminimalizowanie ryzyka powstania awarii. Jak pokazuje praktyka – takie działanie przynosi efekty, musi być jednak poprzedzone dobrze przemyślanym przygotowaniem ujmującym i jednoczesną analizą wielu czynników. Dostępne dzisiaj możliwości informatyczne skojarzone z odpowiednim poziomem doświadczenia i wiedzy inżynierskiej dają użytkownikom instalacji energetycznych i przemysłowych szeroką ofertę narzędzi dedykowanych, służących kontroli kosztów eksploatacji urządzeń energetycznych. Do narzędzi takich należy również System Technicznej Kontroli Eksploatacji TKE®, którego rozwój wpisuje się w bieżące potrzeby szeroko pojętego użytkownika instalacji energetycznych. Narzędzia objęte Systemem TKE® ujmują większość istotnych

44

obszarów związanych z technologiczną stroną procesu wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej. Dotykają bezpośrednio procesów energetycznych, których kontrola bieżąca lub okresowa, gdyby była realizowana w ramach działań projektowych, kojarzona byłaby z zadawalającym użytkownika poziomem wskaźnika NPV. Dlatego też kontrola powierzchni ogrzewalnych kotła to jeden z tematów przewodnich dla nowego modułu w Systemie TKE®

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA STAN TECHNICZNY ORUROWANIA

Do podstawowych czynników wpływających na trwałość eksploatacyjną i zbyt wczesne uaktywnienie katastrofalnych w skutkach procesów niszczenia elementów kotłów można zaliczyć błędy projektowe, nieodpowiednie wykonanie i montaż elementów oraz źle prowadzoną eksploatację. Zaostrzanie wymogów środowiskowych powodowało dodatkowo zmiany sposobu spalania lub stosowanie domieszek do paliwa (np. współspalanie biomasy), które dodatkowo wpływało na zwielokrotnienie zjawisk niszczenia (korozja niskotlenowa, korozja wysokotemperaturowa). Podstawowe rodzaje spotykanych uszkodzeń na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni rur ekranowych obserwowane na przestrzeni ostatnich 40-tu lat przedstawiono w tabeli 1. Bywa, że złożone przyczyny prowadzą do uszkodzeń mających charakter „incydentalny”, a zespół przyczyn ich powstania jest przypadkowy. Prawdopodobieństwo ich powtórzenia jest niewielkie. Z kolei w innych przypadkach uszkodzenia powstają w trakcie długotrwałego okresu eksploatacji, ale tylko w określonych rejonach powierzchni ogrzewalnej kotła [1]. Sukcesywna degradacja powierzchni ogrzewalnych zachodzi z reguły na skutek niszczenia wywołanego korozją i/lub erozją, powodującego ubytki grubości rur oraz zużycia materiału związanego ze zmianami dyfuzyjnymi struktur lub upośledzenia wymiany ciepła spowodowanego zbyt dużymi ilościami osadów.

Popularne do niedawna współspalanie biomasy w konwencjonalnych kotłach pyłowych, spowodowane wymogiem produkcji energii ze źródeł odnawialnych, było jedną z głównych przyczyn zwiększonej awaryjności tych jednostek. Materiały na wężownice przegrzewaczy pary i ekrany na etapie projektowym dobierane były bowiem pod znane już dobrze warunki pracy – spalanie węgla, gdzie głównym związkiem odpowiedzialnym za niszczenie rur (po stronie spalania) była siarka i jej związki zawarte w paliwie. Dotyczy to doboru zarówno materiału rur, jak i ich odpowiedniej grubości nominalnej, zapewniających przenoszenie zadanych obciążeń w zakładanych warunkach pracy. Skutki niszczenia rur powierzchni ogrzewalnych kotłów przy współspalaniu biomasy są tak znaczne, że czasami skracają ich żywotność do 2−3 lat! [2] Często awarie części ciśnieniowej kotłów są skutkiem więcej niż jednego procesu niszczenia. Czasem jest to proces złożony, dlatego istotne jest opracowanie zasad oceny wielkości i szybkości niszczenia oraz uszkodzeń. Diagnostyka materiałowa odgrywa istotną rolę w ocenie stanu technicznego kotłów, prognozowaniu bezpiecznej eksploatacji i sposobie ich prawidłowej eksploatacji. System monitorowania stanu technicznego powierzchni ogrzewalnych musi uwzględniać powyższe warunki, ponieważ ich analiza jest kluczowa do optymalnego planowania remontów.

DEDYKOWANY DLA MONITOROWANIA STANU TECHNICZNEGO POWIERZCHNI OGRZEALNYCH MODUŁ TKE®

Zgodnie z oczekiwaniami rynkowymi, aby sprostać wymaganiom dyspozycyjności i optymalizacji planowania, opracowano na podstawie wieloletnich doświadczeń moduł monitorowania stanu technicznego powierzchni ogrzewalnych kotłów energetycznych w systemie bilansowania i nadzoru eksploatacji TKE®. Celem nadrzędnym modułu jest dostarczenie służbom eksploatacji narzędzia, w którym wiedza

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Tabela 1. Podstawowe rodzaje spotykanych uszkodzeń na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni rur ekranowych obserwowane na przestrzeni ostatnich 40-tu lat [1]

Analizowany okres eksploatacji kotłów

Objawy niszczenia

Przyczyny

ZEWNĘTRZNA POWIERZCHNIA RUR yy erozja popiołem

yy jakość węgla (nadmierna zawartość w popiele składników o wysokiej twardości (Al2O3, SiO2) yy aerodynamiczne uwarunkowania przepływu spalin

yy korozja wanadowa

yy zła jakość mazutu (zbyt duża zawartość związków wanadu)

yy ubytki korozyjne grubości ścianki

yy mycie kotła wodą (kwaśny odczyn pH wyciągu wodnego z osadów popiołów)

Po wprowadzeniu obowiązku obniżenia poziomu emisji NOx w spalinach

yy korozja niskotlenowa występująca na ogół w obszarze ekranów między palnikami a dyszami OFA występująca głównie przy stosowaniu pierwotnych metod odazotowania spalin

yy obniżony udział tlenu w procesie spalania (wykraplanie się na rurach niskotopliwych eutektyk, zwiększony udział CO w spalinach) yy zapobieganie: metoda wiru, nawiew dodatkowego powietrza przy powierzchni ekranów, stosowanie metody katalitycznego odazotowania spalin lub stosowanie metod mieszanych (dawkowanie mocznika do komory paleniskowej)

Wprowadzenie obowiązku spalania biomas lub współspalania biomas z węglem

yy korozja siarczanowa (głównie siarczany sodu i potasu) yy korozja chlorkowa (chlorki sodu i potasu) yy korozja wywołana wykraplaniem się na powierzchni rur niskotopliwych eutektyk szczególnie agresywnych korozyjnie yy katastrofalne szlakowanie kotła yy gigantyczne narosty osadów popiołów na rurach

yy trudne do przewidzenia skutki spalania różnych biomas (zwłaszcza typu rolniczego po częściowej fermentacji lub przy zaawansowanych procesach gnilnych) yy intensywne odgazowanie biomas w niższych temperaturach w porównaniu ze spalaniem węgla

Okres lat 70.

WEWNĘTRZNA POWIERZCHNIA RUR yy korozja wżerowa (powstawanie obszarów katodowych na powierzchni rur) yy nadmierna kumulacja osadów eksploatacyjnych na półobwodzie rury po stronie komory paleniskowej (głównie związków wapnia, magnezu , fosforanów, yy korozja wodorowa miedzi metalicznej, związków cynku) związana ze złą jakością wody kotłowej lub przeciekami wody yy zjawisko wzrostu stężenia fosforanów w wodzie kochłodzącej kondensatory lub związana z nadmiertłowej w czasie uruchamiania kotłów po kilkugodzinnym obciążeniem cieplnym ekranów nym postoju (zjawisko związane z dyfuzją wtórną fosforanów zawartych w osadach eksploatacyjnych, tzw. zjawisko hide out) yy korozja podosadowa

Okres lat 70.

yy miejscowe pocienienia ścianek rur po stronie komory paleniskowej związane z powstawaniem (stałych lub wędrujących ognisk wrzenia spontanicznego) yy pęknięcia związane z kruchością wodorową (jeden gram żelaza utlenionego do magnetytu Fe3O4 uwalnia 47,8 mg wodoru) yy odkształcenie plastyczne (wybrzuszenie) ścianki rur po stronie komory paleniskowej (w skutek powstania poduszki parowej)

yy nadmierne obciążenie cieplne rur po stronie komory paleniskowej

yy ubytki grubości ścianki rur w miejscu przypawania kołków do podtrzymywania izolacji (wymurówki), odsłoniętych po złuszczeniu wymurówki

Po wprowadzeniu amin do korekcji wody kotłowej

yy korozja postojowa

yy brak ruchu wody wypełniającej kocioł podczas dłuższego postoju

yy procesy korozyjne związane ze wzrostem zawartości miedzi metalicznej i związków cynku w osadzie eksploatacyjnym na wewnętrznej powierzchni rur

yy korozja selektywna mosiężnych rurek kondensatorów wywołana aminami (niektóre frakcje amin niesione wraz z parą)

yy przypadki uszkodzeń korozyjnych osprzętu i wewnętrznej powierzchni walczaka

yy zastosowanie niewłaściwych amin lub ich przedawkowanie

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

45

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 1. System diagnostyczny jako element planowania [4]

o stanie technicznym orurowania znajduje się w jednym miejscu i jest w optymalny sposób zarządzana. Poza informacjami na temat awaryjności i obszarów o zwiększonym ryzyku powstania nieszczelności moduł posiada funkcję obrazowania na podstawie danych rzeczywistych prognozowania tempa zużycia i informowania z wyprzedzeniem o potencjalnych uszkodzeniach.

Dodatkowo skojarzenie tego typu wiedzy ze zdolnością predykcji bazującą na bieżących wskaźnikach techniczno-ekonomicznych pracy bloku energetycznego daje pełniejszą informację służącą wypracowaniu optymalnych decyzji w procesie zarządzania produkcją. Cechą budowy Systemów TKE® jest to, że są one rozwiązaniami dedykowanymi dla danego obiektu w ujęciu specyfiki posiadanego opomiarowania i potrzeb raportowania. Podobnie sprawa wyglądać będzie z nowym modułem. Dodatkowo istotnym elementem jest możliwość specjalistycznego wsparcia posiadacza Systemu TKE® we wszystkich obszarach jego funkcjonowania począwszy od zagadnień związanych z eksploatacją, tzn. działań służących utrzymaniu poprawności jego działania, a skończywszy na wsparciu

46

służb użytkownika w interpretacji wyników danego zdarzenia czy wykonanej analizy predykcyjnej. Rozwiązania zastosowane w Systemie TKE® posiadają jeszcze kilka istotnych dla użytkownika cech, takich jak np. łatwy dostęp do Systemu dla dowolnej liczby użytkowników, którym zamawiający nada stosowne uprawnienia.

po zużycia materiału w podobnych warunkach pracy będzie zbliżone. Dla nowych urządzeń warto systematycznie zbierać dane od początku eksploatacji, aby w późniejszym okresie na podstawie znanej szybkości degradacji z większą precyzją wymienić obszary najbardziej zdegradowane i nie dopuścić do lawinowych awarii.

W planowaniu długoterminowym należy przyjąć, że nadrzędnym celem okresowych badań diagnostycznych jest ocena rzeczywistego stanu technicznego i określenie perspektywy dalszej bezpiecznej eksploatacji, w tym nakreślenie kierunku ewentualnych remontów i modernizacji w celu wydłużenia trwałości urządzenia. Bezcenny w tym przypadku jest nadzór diagnostyczny oparty o dobrze opracowane narzędzie informatyczne. Aby trafnie prognozować potrzebne są odpowiednio usystematyzowane dane i w oparciu o ich analizę można szacować dalsze zachowanie się materiału elementów w stosunkowo długim okresie dalszej eksploatacji w zadanych warunkach roboczych.

Uwzględnienie danych historycznych w tym obszarze jest ważne, gdyż tem-

Profilaktyka w zakresie okresowych analiz jest, jak wcześniej wspomniano, jednym z kluczowych czynników decydujących o zwiększeniu żywotności urządzeń, a bezwzględnie konieczna dla optymalnego planowania remontów. Ponoszenie nakładów na nieprzemyślane i źle zorganizowane działania oraz brak profilaktyki eksploatacyjnej grożą tym, że stawiane diagnozy mogą być błędne, a wynikająca z nich realizacja zaleceń może wpłynąć negatywnie na możliwości pracy urządzenia i zwiększenie ich awaryjności.

Rolą badań diagnostycznych wykonywanych w ramach planowanych postojów remontowych jest dostarczenie danych do systemu, których automatyczna analiza pozwoli oszacować tempo zużywania powierzchni ogrzewalnych, szybkość narastania osadów

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 2. Monitorowanie grubości ścianki wężownic przegrzewaczy na podstawie pomiarów grubości ścianki jako element profilaktyki [4]

na wewnętrznych powierzchniach i straty spowodowane zmniejszającą się wymianą ciepła. Dane służą również do prognozowania zadań remontowych, w tym określenia ewentualnej konieczności oczyszczenia powierzchni ogrzewalnych z osadów.

W przypadku znaczących odstępstw od wymagań stanu technicznego któregoś z elementu bieżąca analiza wyników pomiarów daje oczywiście wiedzę o ewentualnej konieczności natychmiastowej reakcji, np. wymiany pojedynczych rur, koniczności alkaicznego gotowania itp.

Rys. 3. Monitorowanie grubości ścianki ekranów komory paleniskowej na podstawie pomiarów grubości ścianki jako element profilaktyki [4]

PODSUMOWANIE

Okresowe kontrole stanu technicznego powierzchni ogrzewalnych w praktyce wykonuje się w celu eliminacji potencjalnych nieszczelności. Badania i pomiary są też wymagane przez UDT dla dopuszczenia do dalszej eksploatacji. Zbierana na ich podstawie wiedza o kondycji kotła może stanowić znakomite źródło informacji pod warunkiem odpowiedniego zarządzania tą wiedzą.

System diagnostyczny dedykowany dla powierzchni ogrzewalnych daje możliwość przewidywania, a co za tym idzie – zapobiegania potencjalnym awariom, co w prosty sposób może przełożyć się na zwiększenie dyspozycyjności i pewności ruchowej poprzez zmniejszoną awaryjność jednostek. Daje również możliwość bieżącego monitorowania procesów niszczenia rur, a w konsekwencji optymalizacji zakresu prac remontowych. Przekłada się to wprost na optymalizację kosztów remontów i wydłużenie okresów międzyremontowych.

Ponieważ powierzchnie ogrzewalne są jednym z najbardziej awaryjnych elementów kotła, warto wdrożyć system, w którym wiedza o stanie technicznym będzie odpowiednio zarządzana. Nie wymyślono jeszcze co prawda systemu dającego 100% gwarancję bezawaryjnej pracy kotła, jednak dzięki przemyślanemu wykorzystaniu wiedzy i doświadczeń można znacząco ograniczyć ryzyko awarii. Dokładając dodatkowo informacje pozyskane z innych modułów Systemu TKE® – pozwalające ocenić bieżącą efektywność procesu energe-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

tycznego – zyskujemy także możliwość lepszego zarządzania obszarem planowania produkcji i dodatkowo mamy możliwość wspierania gospodarowania środkami przeznaczonymi na remonty. n Artur Jasiński Zakład Chemii i Diagnostyki „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o., Tomasz Słupik Zakład Techniki Cieplnej „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o.,

LITERATURA

1. Bielikowski W.: Nietypowe uszkodzenia korozyjne zewnętrznej powierzchni rur ekranowych kotła WP120, „Energetyka” 2013, nr 10.

2. Jasiński A., Kwiecień M: Trwałość wężownic przegrzewaczy pary i ekranów kotłów w perspektywie ich dalszej eksploatacji przy współspalaniu biomasy, „Energetyka” 2011, nr 11.

3. Dobrzański J.: Diagnostyka uszkodzeń elementów ciśnieniowych urządzeń energetycznych w ocenie przyczyn powstawania awarii na podstawie badań materiałowych, Prace IMŻ, nr 2, Gliwice 2009.

4. Jasiński A.: Diagnostyka jako element planowania, „Chemia Przemysłowa” 2012, nr 2.

5. Bielikowski W., Jasiński A., Kwiecień M., Kołodziej A, Paryż D.: Sprawozdania oraz wyniki prac pomiarowych i badawczych, opracowania „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o., Zakład Chemii i Diagnostyki, Gliwice

47

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Nowe słupy i maszty oświetleniowe firmy Elektromontaż Rzeszów Dobiega końca realizacja nowej linii produkcyjnej słupów i masztów stalowych wykonywanych w technologii cięcia i spawania laserowego, obecnie trwają prace rozruchowe w drugiej części linii realizującej sam proces spawania laserowego, pierwsza część linii rozkroju i formowania słupów pracuje jużod 6 miesięcy.

P

oczątkowo nowa oferta słupów i masztów będzie obejmowała słupy o wysokościach od 3m do 12m o kształtach: yy stożek okrągły, yy stożek sześciokątny, yy stożek ośmiokątny, oraz maszty o wysokości od 12m do 20m o kształtach: yy stożek okrągły, yy stożek ośmiokątny.

Jest to wstępny program produkcji, który ma być rozszerzony i dostosowany do wymagań klientów firmy.

Wykonanie słupów i masztów

Słupy i maszty wykonywane będą z blachy stalowej klasy S235, S275 lub S355 o grubości od 3mm do 4mm (zależnie od potrzeb wytrzymałościowych), ugiętej na profil o przekroju wielokąta lub kołowy o stałej zbieżności. Wyprofilowane blachy łączone będą metodą spawania laserowego, co w znacznym stopniu poprawi estetykę konstrukcji (brak widocznych połączeń zewnętrznych). Posadowienie słupów nie zostanie zmodyfikowane.

Konstrukcje zostaną dostosowane do

48

istniejących typów fundamentów prefabrykowanych.

Wykonanie stopy do słupów i masztów (płyta mocująca)

Słupy oraz maszty oświetleniowe będą posiadały trwale przymocowaną stopę (płytę mocującą), dzięki czemu mogą być ustawione na fundamentach betonowych lub innym odpowiednio stabilnym podłożu. Mocowanie następuje za pomocą śrub lub śrub kotwiących.

Słupy oświetlenia ulicznego o wysokościach od 3 m do 12 m będą wyposażone w zaczep zawiasowy ułatwiający ustawianie słupa.

Stopy do słupów i masztów posadowionych na fundamencie prefabrykowanym wytłaczane będą z blachy i odpowiednio użebrowane, konstrukcja węzła mocującego całkowicie ukryta Grubość stali w mm ≥1,5 do <3 ≥3 do <6 ≥6

jest w dolnej części stopy. Również śruby mocujące stopę oraz zawias ukryte będą w jej dolnej części, co zabezpiecza złącze śrubowe od działania szkodliwych czynników zewnętrznych.

Otwory rewizyjne śrub zakryte będą zaślepkami po przykręceniu stopy słupa (masztu) do fundamentu.

Rozwiązanie stopy gwarantuje wysoką estetykę i umożliwia spełnienia wymagań normy EN 12767 dotyczącej bezpieczeństwa biernego słupów oświetleniowych. Rozwiązanie konstrukcyjne jest chronione w U.P.RP. Stopy do masztów posadowionych na fundamentach prefabrykowanych lub monolitycznych wykonane będą z blachy o grubości od 18mm do 25mm z odpowiednim użebrowaniem zwiększającym sztywność połączenia maszt – fundament.

Powłoka cynkowa (z jednej strony) Lokalna grubość powłoki (wartość minimalna)

Uśredniona grubość powłoki (wartość minimalna)

45mm (315g/mkw) 55mm (385g/mkw ) 70mm (485g/mkw )

55mm (385g/mkw) 70mm (485g/mkw ) 85mm (585g/mkw )

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Zabezpieczenie ochronne powierzchni

Powierzchnia zewnętrzna i wewnętrzna będzie zabezpieczona antykorozyjnie przez cynkowanie zanurzeniowemu (ogniowemu), które zapewnia powłokę cynkową o grubości jak w załączonej tablicy.

Trwałość takiego zabezpieczenia gwarantuje bezobsługowe użytkowanie słupów i masztów od kilkunastu do kilkudziesięciu lat, w zależności od rodzaju atmosfery (przemysłowa, miejska, nadmorska, wiejska). Dla stref o dużej agresywności atmosfery (dwutlenek siarki, tlenki azotu, związki soli), zalecamy pokrywanie słupów powłokami malarskimi. Na życzenie słupy i maszty pokrywa się dodatkowymi powłokami malarskimi w dowolnej palecie kolorystycznej, łącznie z malowaniem farbami specjalnymi: nie przyjmujące brudu, fluorescencyjne, fotoluminescencyjne, efekt Kameleon i wiele innych. Dzięki temu trwałość może być odpowiednio przedłużona.

Grubość powłok cynkowych na częściach, nie poddanych odwirowaniu (wg tablicy 2 normy EN ISO 1461)

Wnęka słupowa

Każdy słup oświetleniowy będzie wyposażony w drzwiczki, które zapewniają dostęp i zabezpieczają wyposażenie elektryczne słupa. Jest to pokrywa mocowana do słupa za pomocą zamka śrubowego na klucz trzpieniowy sześciokątny (imbus).

Zapewnia ona ochronę wnęki w stopniu IP 43. Wnęka słupowa umożliwia instalowanie tabliczki bezpiecznikowej, której wymiary (szer. x głęb. x wys.) wynoszą nie więcej niż: yy dla słupów parkowych i ulicznych H 7m: 85 x 85 x 400 mm yy dla słupów ulicznych H>7m: 90 x 110 x 400 mm yy dla masztów: 110 x 150 x 400 mm Maszty oświetleniowe będą posiadać dwie wnęki pozwalające na wygodny montaż wyposażenia elektrycznego. We wnękach znajduje się zaczep uziemiający z otworem na śrubę M 10.

Wysięgniki

Dla słupów wykonywanych w nowej technologii spawania laserowego został opracowany wysięgnik o długościach 0,5m, 1,0m, 1,5m, 2,0m, 2,5m, przy założeniu zastosowania maksimum 4 ramion wysięgnika. Jego konstrukcja przystosowana będzie do mocowania większości typów opraw oświetleniowych występujących na rynku. Dla masztów, rozwiązanie ich zakończenia będzie pozwalało zamocować wszystkie dotychczasowe konstrukcje będące w produkcji Elektromontaż Rzeszów S.A. n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

49

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Jasno i czytelnie!

Elastyczne oznaczniki z nadrukiem UV, odporne na szereg różnych czynników tabliczki z kwasoodpornej stali nierdzewnej AISI 316 czy nylonowe opaski z opiłkami metali – to tylko niektóre z nowoczesnych propozycji zwiększających bezpieczeństwo instalacji dzięki jej trwałemu i czytelnemu opisowi.

P

rzepisy dotyczące opisywania instalacji elektrycznych pozostawiają wykonawcom stosunkowo dużą swobodę. Ważnym kryterium jest przede wszystkim czytelność oraz trwałość oznaczenia – nawet po kilkudziesięciu latach. Aby zminimalizować ryzyko groźnych pomyłek, producenci opracowują kolejne rozwiązania pozwalające na jednoznaczne oraz trwałe opisywanie kabli oraz pełną orientację w szafie sterowniczej, urządzeniach i instalacji elektrycznej.

Elastyczne rozwiązanie Nie zapominajmy o tym, że do uszkodzenia oznaczników znacznie częściej dochodzi podczas ich montażu niż na późniejszym etapie eksploatacji instalacji. Dlatego też ich zakładanie wymaga od instalatora najwyższej uwagi i precyzji. Oprócz tego zaleca się wykorzystanie materiałów ściśle przylegających do kabla, co eliminuje ryzyko przesuwania się podczas montażu.

Wśród oznaczników pozwalających na szybkie i trwałe opisanie kabli energetycznych wyróżnia się elastyczny PPQ. Oznacznik PPQ nie jest sztywny, dobrze

50

układa się na kablu, idealnie dopasowując się do jego kształtu, nie ulega więc zniszczeniu podczas instalacji oraz eksploatacji, jak niejednokrotnie dochodzi w przypadku twardych, sztywnych tabliczek.

Należy zwrócić uwagę również na możliwości zapisu oznacznika. „Istnieją dwa sposoby znakowania produktów.

Na oznaczniku możemy umieścić jedynie numer (np. w standardzie kodowania KKS, stosowanym w elektrowniach i elektrociepłowniach), który następnie zostanie dokładnie opisany w dokumentacji technicznej, lub utrwalić na nim pełny, kompletny opis, w którym pojawią się najważniejsze informacje o rodzaju przewodu, specyfice instalacji, roku ułożenia itp. – tłumaczy Tomasz Ćwik, szef sprzedaży w firmie Partex Marking Systems. Druga metoda zabezpiecza użytkowników obiektu czy osoby przeprowadzające prace serwisowe sieci energetycznej przed skutkami zniszczenia lub zagubienia dokumentacji”. Oznaczniki PPQ mają stosunkowo duże pole do zadruku (są dostępne w rozmiarze nawet 38 na 100 mm), dzięki czemu zmieszczą

do 4 linijek tekstu, czyli w rezultacie pełny opis przewodu.

Istotną kwestią jest także jakość i trwałość opisu. W tym przypadku wykonuje się go w innowacyjnej technologii nadruku UV. Tusz po nałożeniu zostaje utwardzony przez specjalne lampy, co pozwala na uzyskanie wysokiej odporności na szereg czynników, w tym promieniowanie UV i działanie rozpuszczalników, dzięki czemu tę metodę druku wykorzystuje się również w warunkach przemysłowych.

Oznaczenie do zadań specjalnych Dobór oznaczników musi być poprzedzony analizą charakterystyki przewodów oraz warunków, w jakich pracować będzie instalacja po ułożeniu. W przypadku oznaczników w rozdzielniach czy na kablach ułożonych we wnętrzu wybór jest zasadniczo prosty. Zatrzaskiwane lub o zamkniętym kształcie (w zależności, czy oznaczamy niepodłączone, czy już podłączone przewody), oznaczniki elastyczne, przylegające do kabla, termokurczliwe rurki, samolaminujące etykiety – producenci oferują szereg różnego rodzaju znaczników, pozwalających na trwałe i czytelne opisanie instalacji. Wspomniana trwałość staje się kryterium kluczowym, gdy oznacznik montowany jest w warunkach wymagających, czyli np. na zewnątrz lub w środowisku agresywnym. „Najbardziej trwałym materiałem do znakowania jest stal nierdzewna – tłumaczy Tomasz Ćwik. Produkty z kwasoodpornej stali nierdzewnej AISI 316, jak oznaczniki PKS, wykorzystuje się wszędzie tam, gdzie wymagana jest najwyższa odporność na działanie czynników zewnętrznych, promieniowania UV, bardzo niską i bardzo wysoką temperaturę, nawet do +400°C, czyli w przypadku instalacji ułożonej w ziemi, a także w przemyśle morskim, górniczym, petrochemicznym, kolejowym

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE i chemicznego. W przypadku, gdy opaska ulegnie uszkodzeniu czy zerwaniu i spadnie na linię produkcyjną, detektory metalu wykryją ją, zanim trafi do produktu lub opakowania.

Supertrwały nadruk

oraz spożywczym i farmaceutycznym.

Oznacznik jest odporny na ogień, wodę, wilgoć oraz korozję, a wykonawca zyskuje pewność, że opis instalacji pozostanie czytelny nawet po kilkudziesięciu latach” – kontynuuje ekspert firmy Partex. Stalowy oznacznik zapewnia trwałość opisu mimo montażu w ekstremalnych warunkach. Za jego czytelność odpowiada zaś wyraźne tłoczenie, widoczne nawet po zamalowaniu czy zabrudzeniu tabliczki oraz satynowe wykończenie powierzchni, które nie odbija światła.

Bezpieczne mocowanie Oznaczniki przewodów można podzielić na produkty do samodzielnego montażu oraz takie, których zainstalowanie wymaga użycia specjalistycznych taśm lub opasek. Pamiętajmy, że także materiały, z których wykonuje się te ele-

menty, powinny charakteryzować się bardzo dobrymi parametrami wytrzymałościowymi. Wśród produktów tego typu wyróżniają się przede wszystkim opaski z nylonu 6.6., odznaczającego się dużą twardością, przy jednoczesnej elastyczności, wytrzymałością na uszkodzenia mechaniczne, odpornością na promieniowanie UV oraz na szeroki zakres temperatur (od -40 do 100°C). Należy zaznaczyć, że jest to materiał nietoksyczny, bezhalogenowy, co oznacza, że podczas ewentualnego spalania nie dochodzi do uwalniania trujących gazów pochodnych halogenów, czyli chlor, bromu i fluoru. Zapobiegają one również dalszemu rozprzestrzenianiu się ognia.

Nylonowe opaski PKBM zostały dodatkowo wzbogacone pigmentami metalu, dzięki czemu są dedykowane przede wszystkim branżom przemysłu spożywczego, farmaceutycznego

Poruszając temat znakowania przewodów, nie możemy zapomnieć również o innych urządzeniach usprawniających proces opisywania instalacji.

Dużą popularnością cieszą się przede wszystkim nowoczesne urządzenia termotransferowe – z uwagi na właściwości nadruku termotransferowego. Wyróżnia się on wyjątkową odpornością na promieniowanie UV, wilgoć, kwasy, pyły, oleje. Wybierając odpowiednie urządzenie, należy zwrócić uwagę na jego ciężar oraz obudowę, co zadecyduje o wygodzie transportowania oraz pracy na miejscu wykonania instalacji, a także na intuicyjność obsługi. Drukarka PROMARK T-800 waży niespełna 2 kg, dzięki czemu z łatwością użyjemy jej w nietypowych miejscach i warunkach. Dzięki sterowaniu polskojęzycznym oprogramowaniem możliwe jest importowanie plików programu Excel z komputera lub wprowadzenie tekstu za pomocą klawiatury drukarki. Program posiada również rozbudowane menu z indeksem produktów, profili Partex, w zależności od których urządzenie automatycznie ustawia odpowiednią pozycję tekstu oraz głębokość nacinania. Zadaniem wykonawcy jest więc jedynie sporządzenie czytelnego, prawidłowego opisu oraz wprowadzenie profilu. Z drugiej strony za wprowadzenie profili może też odpowiadać ich automatyczny podajnik, który odwija profile z rolki, zapewniając im płynne wejście do drukarki, znacznie przyspieszając proces znakowania, szczególnie w przypadku dużej instalacji. Interesującym usprawnieniem dostępnym jako wyposażenie dodatkowe jest również podgrzewacz profili zapewniający im osiągnięcie odpowiedniej temperatury, umożliwiając nadruk w wymagających warunkach.

Uniwersalne metody opisywania instalacji nie istnieją, a dobór odpowiednich produktów musi poprzedzić analiza charakterystyki sieci i urządzeń. Nie należy jednak bagatelizować tego etapu – odpowiednie oznaczniki sprawią, że użytkowanie oraz serwisowanie instalacji będzie bezpieczne także w przyszłości. n

52

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Podłączenia kablowe do urządzeń rozdzielczych za pomocą głowic konektorowych NEXANS (div. EUROMOLD) Budowa i konstrukcja ekranowanych kabli SN w głównej mierze oparta jest na dwóch naprężeniach elektrycznych – naprężeniu promieniowym, które symbolizują linie strumieniowe i naprężeniu wzdłużnym, które mogą być rozpatrywane jako linie ekwipotencjalne. Dla właściwej pracy osprzętu w postaci głowic na kable SN musi nastąpić właściwe wysterowanie linii sił pola.

Rozkład linii sił pola bez wysterowania

O

sprzęt marki Euromold wykorzystuje kilka rozwiązań do sterowania polem w podłączeniach kabli przez głowice konektorowe: I. Podejście pojemnościowe polegające na użyciu tradycyjnego stożka sterującego polem. Półprzewodnikowy krzywy kształt stożka sterującego polem pozwala na lepszą dystrybucję linii ekwipotencjalnych, które obniżają koncentrację naprężeń.

Stożek sterujący musi być zbudowany z części izolującej do wzmocnienia głównej izolacji kabla oraz z części przewodzącej do współpracy z ekranem półprzewodzącym na izolacji kabla. Musi być również elementem nadzorującym taki rozkład linii ekwipotencjalnych, który przy ich nadmiarze wokół kabla wystarczająco szybko je wysteruje i nie dopuści do jonizacji powietrza przy ich gwałtownym zagęszczeniu, mogącego uszkodzić kabel.

Stożki sterujące z tym rozwiązanie w osprzęcie EUROMOLD są tak wykonane, by spełniać tę specjalną funkcję, ale również jednocześnie ze względu na fakt, że są one wbudowane w głowicy, automatycznie tworzą lepszą współpraca pomiędzy materiałem przewodzącym a izolującą gumą ze względu na ich idealne dopasowanie już przy produkcji i właściwym formowaniu osprzętu.

II. Podejście refrakcyjne polegające na użyciu materiału o wysokiej przenikalności elektrycznej lub o wysokiej stałej dielektrycznej materiału. Materiał ten załamuje linie ekwipotencjalne, a zatem obniża koncentrację naprężeń.

54

Rozkład linii sił pola w typowym układzie połączeń

Rozkład linii sił pola w typowym układzie połączeń

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

at the core of performance

Because so much of your performance runs through caBles Kable i systemy kablowe Nexans są obecne w każdym miejscu naszego codziennego życia. Tworzą infrastrukturę energetyczną i telekomunikacyjną, występują w przemyśle, budownictwie, statkach, farmach wiatrowych, pociągach, samochodach, samolotach, … Prawdopodobnie nawet o tym nie wiesz, bo nie widzisz ich na co dzień. Nasze kable i systemy kablowe otwierają drzwi do światowego postępu.

Nexans Polska sp. z o.o. · ul. Wiejska 18, 47-400 Racibórz marcom.info@nexans.com · www.nexans.pl

Światowy ekspert w dziedzinie kabli i systemów kablowych

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rozkład linii sił pola w typowym układzie połączeń

Podejście refrakcyjne zastało wykorzystane w nowych seriach głowic konektorowych 430,-484,-944TB na napięcia do 42kV. Na przykładzie głowicy konektorowej 430TB (podobne rozwiązanie jest w seriach wszystkich głowic EUROMOLD), wyposażona jest w reduktor kabla 430CA, reduktor ten jest elementem służącym do sterowania polem elektrycznym metodą refrakcyjną.

Dlaczego stworzono tego typu rozwiązanie ?

1. Aby być uniezależnionym od rozmiarów kabli. Ponieważ nie jesteśmy zależni od kształtu stożka sterującego polem i można formować elastyczny EPDM, dzięki temu można produkować część, która jest bardziej elastyczna i akceptuje więcej rozmiarów kabli.

To wydatnie redukuje zapas magazy-

Korpus głowicy konektorowej 430TB

56

nowy. W tym przypadku na przykład, jeden rozmiar, 430CA-18, dopasowuje kable z średnicą izolacji żyły roboczej od 19,0 mm do 32,6 mm. Odpowiada to kablom od 95 mm2 do 400 mm2 dla napięcia 10 kV i kablom od 50 mm2 do 300 mm2 dla napięcia 20 kV. 2. Aby dostarczyć reduktor kabla ze zintegrowanym sterowanie.

Umożliwia to: – uproszczoną instalację, – mniejsza ilość elementów.

3. Aby uzyskać przerwę ekranu. Reduktor ten jest formowany z nieprzewodzącego materiału w celu uzyskania przerw pomiędzy ekranem kabla a uziemieniem, co pozwala wytrzymać wymagane minimalne stałe napięcie 5 kV przez 5 minut (dla pełnego wyobrażenia, układ reduktora wytrzymuje 15 kV napięcia zmiennego i 25 kV napię-

Korpus głowicy sprzęgającej 300PB

cia stałego). Wywodząca się z 40 lat doświadczeń marki EUROMOLD przy produkcji i projektowaniu tego rodzaju zakończeń kabli, ta głowica do przepustu Interface C, zaprojektowana przez wysoko wykwalifikowany zespół badawczo/rozwojowy Euromold, spełnia wymagania rynku uniwersalnych produktów.

Uzyskane dzięki temu rozwiązaniu produkty przekroczyły oczekiwania odnośnie możliwości zastosowania na kablach o różnych wymiarach i dzięki temu można je zastosować również na już dostępnych na rynku kablach o zredukowanej grubości izolacji.

Najbezpieczniejsze w użytkowaniu głowice konektorowe.

Jak wszystkie głowic konektorowe Euromold wykonane z EPDM, głowica 430TB posiada 3 milimetrową grubą zewnętrzną warstwę przewodzącą. Warstwa ta służy do przenoszenia ładunku elektrycznego do uziemienia. Czyni to produkt bezpiecznym w przypadku niezamierzonego dotyku. Własności przewodzenia tego materiału z EPDM są udowodnione od lat, co zapewnia bezpieczne warunki dla wszystkich użytkowników, nawet w przypadku zanurzenia. Wysoka jakość wykonania produktu była sprawdzana w programach testowych. Między innymi w „teście przepływu prądu zwarciowego w żyle powrotnej wg normy CENELEC 629.1” dla najniższych napięć w podanym zakresie. Ten specyficzny test demonstruje, że możliwa awaria głowicy

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Głowice konektorowe w układzie pojedynczym…

konektorowej nie jest niewykrywalna w sieci. Przy normalnym napięciu fazowym, prąd zwarcia doziemnego musi być wywoływany i utrzymywany w całym zakresie napięć. Zapewnia to użytkownikom bezpieczną pracę w sieci przy napięciu do 20 kV.

Końcówka śrubowa głowicy 430TB z systemem zatrzaskowym

Wielozakresowa głowica konektorowa EPDM Głowice EPDM są wysoko cenione za ich wytrzymałość mechaniczną, specjalną adaptację do powtarzalnego procesu łączenia / rozłączania. Tę własność otrzymaliśmy również podczas sprawdzania elastyczności konstrukcji.

Możemy proponować klientom jedyną taką na rynku wielozakresową głowicę konektorową EPDM, dla żył kabli

...i podwójnym

w przedziale od 25 do 300 mm2 z jakąkolwiek grubością izolacji w sieci tak 10kV, 20kV jak i 30 kV. Wykorzystana w głowicy końcówka kablowa ze specjalnego stopu umożliwia jej zastosowanie w układach o prądzie znamionowym kabla do 1250 A. Końcówka ta została zaprojektowana tak, aby jej parametry były wystarczające do przeniesienia większych wartości prądu nawet w niespodziewanych sytuacjach, unikając niepotrzebnych perturbacji.

Końcówki śrubowe mogą być zastosowane dla wszystkich kabli z aluminiową lub miedzianą żyłą roboczą o różnych przekrojach żyły dla jednej końcówki. Opatentowany system zatrzaskowy końcówki został zaprojektowany tak, aby zapewnić łatwiejszy wielokrotny montaż i instalację w korpusie, bez jego uszkadzania.

Głowice konektorowe posiadają również pojemnościowy dzielnik napięcia.

Testowanie i identyfikacja Każda głowica Euromold przechodzi fabryczny test wytrzymałości napięciowej i wyładowań niezupełnych. Powykonawcze sprawdzanie głowic konek-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Głowica w trakcie próby napięciowej

torowych zamontowanych na kablach odbywa się za pomocą wtyku pomiarowego 400TR. Wszystkie głowice posiadają indywidualny numer identyfikacyjny wspomagający system rejestracji i informacji o dosłownie każdym produkcie. To gwarantuje wysoką jakość produktu.

Głowice mogą być stosowane z w pełni certyfikowanym zgodnym systemem ograniczników przepięć do napięć do 42kV. Zastosowanie tych głowic wnętrzowe i napowietrzne w podstawowej formie umożliwia podłączanie kabli za ich pomocą również do transformatorów mocy. n Paweł Kiełkowski, Grzegorz Cyganek Nexans Power Accessories Poland, Racibórz.

57

ENERGETYKA JĄDROWA

Seminarium AFCEN i IS w Krakowie

Z

cymi ( NDT/NDE) z uwzględnieniem m.in. konstrukcji stalowych i procesu ich spawania oraz inspekcji i kontroli jakości wg kodu RCC-M oraz norm EN. W imieniu organizatorów seminarium odtworzył Michel Debes z EDF International z Francji, a ze strony polskiej Jerzy Niagaj, profesor z Instytutu Spawalnictwa z Gliwic.

Witając zebranych obaj mówcy podkreślili wagę problematyki przedstawianej w trakcie seminaryjnych obrad, która mocno rzutuje na bezawaryjną i bezpieczną pracę instalowanych w elektrowniach jądrowych urządzeń.

Na wstępie przedstawił zadania organizacji AFCEN. Grupa energetyczna EDF oraz firma Framatome, bazując na doświadczeniu nabytym w przemyśle jądrowym i podczas realizacji francuskiego programu energetyki jądrowej utworzyła w 1978 roku AFCEN, aby zapewnić spójność projektowania, wytwarzania i użytkowania elektrowni jądrowych.

Misją AFCEN jest opracowanie zasad dotyczących projektowania, produkcji, instalacji i uruchomienia wszystkich urządzeń służących do generowania energii elektrycznej oraz ich kontroli, w tym dokonywania stosownych badań nieniszczących w trakcie eksploatacji elektrowni jądrowych. Przestrzeganie zasad zawartych w dokumentach AFCEN tworzonych przez jej komisje eksperckie i przedkładanych do konsultacji urzędowi dozoru jądrowego gwarantują wysoki stopień bezpieczeństwa i niezawodności pracy urządzeń pracujących w reaktorach jądrowych.

Konieczność opracowania przepisów i warunków ich przestrzegania umożliwia w praktyce monitorowanie procesu od projektu przez eksploatację po likwidację elektrowni jądrowych. Przepisy (kody) ustalają procedury monitorowania, badań okresowych i oceny ich wyników oraz postępowania w przypadku nieprawidłowości i utraty właściwości do prawidłowej eksploatacji.

Z w.w. względów przepisy ( kody) stają się ważnym narzędziem kreującym zaufanie, a zarazem gwarantem co do wysokiej jakości elementów, instalacji i konstrukcji, oczywiście przy ich stałym przestrzeganiu.

Przepisy kreują zaufanie

Kto okaże się niezbędny?

Pierwszy referat „Rola przepisów (kodów) w bezpiecznym projektowaniu i długotrwałym użytkowaniu na podstawie doświadczeń grupy EDF” wygłosił Michel Debes z Sekcji Generacji i Inżynierii EDF. We Francji zainstalowanych jest 58 reaktorów wodno-ciśnieniowych (PWR).

Produkcja energii elektrycznej we francuskich elektrowniach jądrowych wyniosła w 2013 roku – 403,7 TWh. Już powyższe dane wymownie wskazują na skalę zagadnienia w aspekcie unijnych dyrektyw dotyczących bezpieczeństwa. ( Dyrektywa Rady UE 20009/71/ EUROATOM z czerwca 2009).

Referat nt. udziału polskiego przemysłu w budowie elektrowni jądrowej przedstawił Andrzej Patrycy, prezes Energoprojekt-Warszawa S.A. Referent zaznaczył, iż zgodnie z Prawem budowlanym projektant, realizator i inwestor zobligowani są zatrudniać pracowników według wymogów określonym tymże Prawem w następujących specjalnościach: architektonicznej, konstrukcyjno-budowlanej,drogowej, mostowej, kolejowej, wyburzeniowej, telekomunikacyjnej i instalacyjnej.

Wybudowanie elektrowni jądrowej wymaga niezbędnej wiedzy i kwalifikacji w zakresie wielu specjalności inżynie-

inicjatywy francuskiej organizacji AFCEN i Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach przy współudziale Wydziału Energetyki Jądrowej Ambasady Francji w Polsce zorganizowano w dniach 4-5.06.2014 r. w Krakowie seminarium dotyczące zagadnień budowy i eksploatacji obiektów i urządzeń dla energetyki jądrowej oraz ich badania metodami nieniszczą-

58

ryjnych, m.in. budowlano-konstrukcyjnej, budowlano-hydrotechnicznej, instalacyjnej, dotyczącej automatyki, informatyki, fizyki i chemii jądrowej, mechaniki, energetyki, ochrony środowiska, telekomunikacji.

Każda firma starająca się o udział w realizacji EJ musi mieć wdrożony System Zarządzania Jakością w oparciu o normę EN ISO – 9001-2009 ponadto musi spełniać ponad dziesięć innego typu wymagań i standardów krajowych i międzynarodowych. Andrzej Patrycy przypomniał, że „historycznie, za czasów budowy EJ Żarnowiec zagadnieniami związanymi z przepisami , w tym normami, wytycznymi, procesem technologicznym, kontroli sposobu wykonania, jakości i odbiorów, m.in. elementów spawanych, w zakresie energetyki jądrowej zajmowały się Polski Komitet Normalizacji i Miar oraz nieistniejący już Ośrodek Badawczo-Rozwojowy OBREL w konsultacji z Urzędem Dozoru Technicznego. Póki co, stare polskie przepisy się zdezaktualizowały, nowych brak.

Nie dotyczy to przepisów w zakresie bezpieczeństwa jądrowego dotyczących dozoru jądrowego, które Państwowa Agencja Atomistyki na bieżąco aktualizuje”.

Ponadto a Sejm RP m.in. przyjął nowa ustawę o Prawie Atomowym z dnia 4 kwietnia 2014 r. o zmianie ustawy – Prawo atomowe oraz niektórych innych ustaw). Referent nawiązał też do kwestii podnoszonej ostatnio, że w Polsce przejmiemy przepisy w zakresie budowy EJ z kraju dostawcy technologii.

Jeśli tak to jak słusznie zauważył Andrzej Patrycy: „I tak nie ominie nas konieczność zaimplementowania tych przepisów do prawa polskiego. Czeka nas jeszcze dużo pracy w zakresie przygotowania infrastruktury państwa do budowy EJ”.

Dostarczenie urządzeń i usług na rzecz energetyki jądrowej wymaga od uczestniczących przedsiębiorstw wysokich kompetencji technologicznych, a także wykazania odpowiedniego dla energetyki jądrowej przygotowania w zakresie personelu, organizacji oraz systemu zapewnienia i kontroli jakości.

Udział krajowego przemysłu w budowie polskiej elektrowni jądrowej będzie wymagał odpowiednich działań przygotowawczych, szkoleniowych i organizacyjnych, głównie ze strony polskich przedsiębiorstw wspieranych

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

ENERGETYKA JĄDROWA przez ministra ds, gospodarki oraz inwestora wspieranego przez firmę oferująca technologię. „Wszak oprócz przepisów i norm krajowych – zaznaczył prezes Andrzej Patrycy – czeka na nauka szczegółowych procedur realizacyjnych Dostawcy Technologii i EPC, których przy budowie Ej bywa kilkadziesiąt tysięcy”. Są to wszystko kwestie bardzo istotne, bowiem im większa będzie ilość usług wykonywanych przez firmy krajowe tym bardziej zmniejszy się koszt budowy EJ, a jednocześnie nastąpi ożywienie na rynku pracy.

Warto w tym miejscu powołać się też na dane mówiące o zidentyfikowaniu czterech kategorii podmiotów gospodarczych działających w Polsce, które mogłyby zostać zaangażowane na rzecz energetyki jądrowej. Takich przedsiębiorstw doliczono się aż 240, z czego 90 z nich już posiada doświadczenie przy realizacji – co najmniej jednego projektu jądrowego – w ciągu ostatnich pięciu lat. Są to przede wszystkim polskie przedsiębiorstwa realizujące prace i dostawy dla polskiego reaktora badawczego Maria, producenci aparatury dozometrycznej, prace i dostawy dla zagranicznych EJ (budowa, remonty, modernizacja) oraz ośrodków naukowo-badawczych CERN,ZIBJ, NCBR, ITER. W tej liczbie 240 podmiotów znajdują się (acz nieliczne) polskie filie zagranicznych koncernów, w których polscy specjaliści realizują zlecenia dla zagranicznych EJ. Szacuje się również, że w liczbie 240 firm około 140 polskich przedsiębiorstw posiada znaczne kompetencje, które przy określonych działaniach dostosowawczych mogły swój potencjał produkcyjny wykorzystać w przemyśle jądrowym.

O wiele jednak gorzej przedstawiają się w prognozach szacunkowe wskaźniki procentowe, dotyczące udziału polskich przedsiębiorstw, liczone procentowo do całości nakładów potrzebnych na realizację elektrowni jądrowych w Polsce. Z wstępnych wyliczeń wynika, że w realizacji Polskiego Programu Energetyki Jądrowej w roku 2020 byłoby to 10%, w 2024 30%, aby docelowo w 2025 – 2030 osiągnąć 60%.

O przewidywanych obszarach udziału krajowych podmiotów w budowaniu energetyki jądrowej w Polsce mówił podczas swojego wystąpienia Jerzy Nagaj, profesor w IS w Gliwicach. Podstawowe urządzenia i konstrukcje elektrowni jądrowej wymagające udziału spawalników to budowlane konstrukcje stalowe spawane, reaktor, genera-

tor pary, stabilizator ciśnienia, rurociągi, pompy i zawory, układy filtrowentylacyjne oraz zespól turbinowy: turbina, skraplacz etc.

Obecnie w Polsce – niestety – tylko nieliczne zakłady z branży metalowej posiadają doświadczenia w wykonywaniu urządzeń i konstrukcji dla energetyki jądrowej oraz mają już wdrożone specjalne systemy zarządzania jakością dedykowane specjalnie dla tego typu energetyki. Potencjalni kandydaci muszą być na liście kwalifikowanych dostawców.

A w przypadku personelu spawalniczego potrzebne są specjalne kwalifikacje.

lub RCC-M oraz obecność na liście kwalifikowanych dostawców.

Oferta z Polski Wymaganiom w zakresie badań nieniszczących (NDT/NDE) z uwzględnieniem zapisów dotyczących zapewnienia jakości i kryteriów zawartych w przepisach RCC-M praz europejskich normach poświęcona była prelekcja przygotowana przez Jean Yves Gourdin z firmy AREVA. Zagadnienia dotyczące badań NDT złączy spawanych podczas budowy

Francusko-fińskie doświadczenia Do firm polskich mających największe doświadczenie w budowie elektrowni jądrowych należą Energomontaż Północ S.A. Gdynia, ELEKTROBUDOWA S.A. Katowice, Fabryka Aparatury i Urządzeń FAMET S.A. z Kędzierzyna – Koźle, Energomontaż – Północ S.A. Gdynia KMW Engineering Sp. z o.o., ZT-B POLBAUM Sp. z o.o., grupa FORMAT-LAMBDA, Warszawa, ERBUD Sp. z o.o.

Rybnik oraz dwadzieścia jeden innych firm polskich uczestniczyło w budowie elektrowni jądrowych.

Najczęściej firmy polskie były podwykonawcami u innych zagranicznych podmiotów gospodarczych. Energomontaż Północ S.A. Gdynia wykonywał oraz dokonał transportu, a następnie zamontowania stalowej wykładziny obudowy bezpieczeństwa reaktora na zlecenie niemieckiej firmy „BABOCK NOELL NUCLEAR Gmbh. Firma z Opola ZTB-POLBAU Sp. z o.o. była podwykonawca prac niemieckiego koncernu „HEITKMD” i wykonywała szereg prac budowlanych m. in. roboty zbrojarsko-betoniarskie przy budynku maszynowni i pompowni w EJ. Z kolei warszawska grupa FORMAT – LAMBDA przeprowadziła prace zbrojarskie 22 tys. ton stali, rybnicki ERBUD też był jednym z podwykonawców. Natomiast samodzielny kontrakt z firmą AREVA podpisała katowicka ELEKTROBUDOWA S.A w wyniku którego m. in. na budowie w Olkiluoto wykonywała montaż instalacji elektrycznych kabli i urządzeń rozdzielczych, aparatury kontrolno-rozdzielczej i automatyki, rurek impaktowych oraz różnych części reaktora.

Jednym z ważnych warunków udziału w budowie elektrowni jądrowej jest projektowanie, wytwarzanie i kontrola jakości w oparciu o wymagania ASME III

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

elektrowni jądrowej w aspekcie możliwości krajowych podmiotów gospodarczych oraz ofertę Instytutu Spawalnictwa w tym względzie omówili: Sławomir Sikora, Janusz Czuchryj i Jerzy Niagaj.

Wymagania w zakresie prac na budowie elektrowni jądrowych są bardzo wysokie. Polskie firmy są oczywiście w stanie rozszerzyć zakres świadczonych usług także o prowadzenie badań nieniszczących dla EJ pod warunkiem dysponowania pakietem stałych zleceń na tego rodzaju usługi. Co również przyspieszyłoby rozwój tych firm.

Tym bardziej, że Ośrodek Kształcenia i Nadzoru Spawalnictwa z Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach prowadzi też odpowiednie kursy w tym zakresie. Do wykonania określonych czynności nie wystarczy jednak tylko przeszkolony personel i dobra znajomość procedur. Potrzebne są odpowiednie narzędzia. Firmy musiałyby więc zainwestować w kosztowny sprzęt do badań nieniszczących. Wydatek ten jest spory, a obecne zapotrzebowanie na rynku na tego rodzaju usługi nie zrekompensuje firmom w krótkim czasie zwrotu nakładów poniesionych na wyposażenie badawcze.

(MB) n

59

EKSPLOATACJA I REMONTY

Nowa seria młotowiertarek 2 kg HITACHI Klasa młotków dwukilogramowych to najbardziej wszechstronne, a co za tym idzie najpopularniejsze elektronarzędzia do codziennej pracy. Wiercenie, wiercenie z udarem, podkuwanie czy nawet wkręcanie sprawiają, że tego typu narzędzie jest najpowszechniejszym wyposażeniem każdej ekipy remontowobudowlanej. Uniwersalność sprawia że młotowiertarkę z udarem znajdziemy na wyposażeniu każdego majsterkowicza jak również każdego warsztatu zajmującego się drobnymi naprawami, serwisowaniem różnego rodzaju instalacji technicznych czy tzw. utrzymaniem ruchu.

K

ażdy profesjonalny wytwórca elektronarzędzi w swojej ofercie posiada odpowiednią gamę takich maszyn w różnej konfiguracji, odpowiednio dostosowując swoja ofertę do zapotrzebowania rynkowego. Jedną z najpopularniejszych młotowiertarek na polskim rynku jest Hitachi model DH24PC3 młotowiertarka udarowa z podkuwaniem. Cała obecna gama maszyn z serii DH w roku 2013 doczekała się następcy.

Hitachi wprowadza właśnie całą nową grupę młotowiertarek z udarem pneumatycznym do sprzedaży w Polsce. Od jesieni obecnego roku będzie dostępnych w profesjonalnej sieci dealerskiej sześć nowych maszyn.

Seria DH24 składa się z dwu nowych modeli. DH24PG to dwufunkcyjny młotek przeznaczany do wiercenia oraz wiercenia z udarem w zakresie od 3,4 do 24 mm w betonie, w stali do 13mm i drewnie do 32mm. Natomiast model DH24PH to młotek trójfunkcyjny wyposażony dodatkowo w funkcje podkuwania. Obydwa urządzenia wyposażone zostały w silnik o mocy 730W uzyskujący maksymalne obroty na poziomie 1050 obr./min. Kolejne dwa urządzenia to tzw. średni zakres a więc młotowier-

60

tarki mogące wiercić w betonie do max. średnicy 26mm stąd ich oznaczenie jako seria DH26. Analogicznie jak w opisywanych powyżej urządzeniach mamy dwa modele do wyboru. DH26PB młotowiertarka z udarem przeznaczona do pracy w zakresie od 3,4 do 26 mm w betonie, w stali do 13mm i drewnie do 32mm. Z kolei DH26PC to młotowiertarka trójfunkcyjna wyposażona dodatkowo w funkcje podkuwania. Silniki zastosowane do napędzania tej serii posiadają moc zwiększoną do 830W natomiast maksymalna prędkość obrotowa wynosi 1100 obr./min. Nowością w ofercie Hitachi jest zwiększenie średnicy wiercenia do Ø28 w tej klasie urządzeń. Mamy całkowicie nową serię DH28 przystosowaną do pracy z wiertłami właśnie w rozmiarze Ø28mm. Model DH28PBY to dwufunkcyjny młotek o parametrach pracy w betonie od 3,4 do 26 mm, w stali do 13mm i drewnie do 32mm. DH28PCY został wyposażony w trzecią funkcję – podkuwania. Seria DH28 jest napędzana jeszcze mocniejszym silnikiem o mocy 850W natomiast maksymalna prędkość obrotowa wynosi 1100 obr./min. Dodatkowo serię DH 28 wyposażono w oryginalny system pochłaniania wibracji opracowa-

ny przez Hitachi - UVP (User Vibration Protection). Jest to system znany już z większych urządzeń Hitachi zapewniający redukcję niekorzystnego wpływu wibracji na operatora do 33% w porównaniu z tradycyjnym rozwiązaniem.

Jak wspomnieliśmy jest to całkowicie nowa seria urządzeń, zaprojektowana od początku z uwzględnieniem najnowszych technologii oraz wymagań rynku jak również najnowszych przepisów. Nowa konstrukcja przeniesienia napędu oraz udaru zapewnia wzrost parametrów wiercenia do ponad 30% w porównaniu z dotychczasową konstrukcją. Mechanizm udaru został całkowicie przeprojektowany w porównaniu z poprzednimi modelami. Zmiana konstrukcyjna ma zapewnić dwukrotny wzrost wytrzymałości i niezawodność konstrukcji. Dodatkowo nowa seria młotowiertarek Hitachi otrzymała zmienione rękojeści boczne w miękkiej absorbującej wibracje okładzinie jak również nowoczesne obudowy wyłożone elastomerem dla poprawy wygody i komfortu pracy. Nowa seria urządzeń znajdująca się właśnie w sprzedaży z pewnością powtórzy sukces poprzedniej serii DH. Hitachi n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Seria młotowiertarek Hitachi DH 28PCY / DH 28PBY / DH 26PC / DH 26PB DH 24PH / DH 24PG

SDS plus

NOWOŚĆ

*1

a ł a m y z r t y w j e i ć z ś d o r k a d b ę r x p *2 2 e i o s ł a e o l j c Ok sza w k a r b i w e p i e k l j s i n Na i a i n e c r e i w

g k2k PB3 H 24 wi er t are D / PC 3 i e m ł o t o H 24 e li D w w kl a s d o ch m uk tó sow yych prod a z c c h st ę p n d ot y u d o o ś ró d d o i n a równu 2013, p ki) o W po c *1: W czer w Hitachi K e : i 2 n * (b a d a

EKSPLOATACJA I REMONTY

Dane techniczne nowych młotowiertarek Hitachi

Model

DH 26PC DH 26PB Beton: 3,4 - 26mm Stal: 13mm Koronka: 25 - 50mm Drewno: 32mm Moc 830W Mocowanie wiertła SDS-plus Prędkość obr. (bez obc.)

0 - 1 100 obr/min Liczba udarów 0 - 4 300 min Długość 367 mm 2,9kg 2,8kg Waga*1 (z przewodem) Wartość emisji Wartość emisji Wartość emisji Wartość emisji Wiercenie drgań drgań drgań drgań z udarem ah, HD = 11.5m/s2 ah, HD = 11.5m/s2 ah, HD = 14.8m/s2 ah, HD = 14.8m/s2 w betonie K Niepewność = K Niepewność = 1,5 K Niepewność = K Niepewność = Poziom 1,5 m/s2 m/s2 1,5 m/s2 1,5 m/s2 wibracji (triax vecWartość emisji Wartość emisji tor sum)*2 Odpowieddrgań drgań nik wartości ah, CHeq = 10.5m/s2 – ah, CHeq = 11.1m/s2 – dla dłutoK Niepewność = K Niepewność = wania 1,5 m/s2 1,5 m/s2 Parametry

DH 28PCY DH 28PBY Beton: 3,4 - 28mm Stal: 13mm Koronka: 25 - 50mm Drewno: 32mm 850W

Akcesoria standardowe *1 *2

DH 24PH DH 24PG Beton: 3,4 - 24mm Stal: 13mm Koronka: 25 - 50mm Drewno: 32mm 730W 0 - 1 050 obr/min 0 - 3 950 min 2,7kg Wartość emisji Wartość emisji drgań drgań ah, HD = 15.3m/s2 ah, HD = 15.3m/s2 K Niepewność = K Niepewność = 1,5 m/s2 1,5 m/s2 Wartość emisji drgań ah, CHeq = 11.1m/s2 – K Niepewność = 1,5 m/s2

Rękojeść boczna, głębokościomierz, walizka

waga - zgodnie z EPTA-Procedura 01/2003. tri-axial wibracje zostały zmierzone zgodnie z normą EN60745-2-6.

62

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

PL-Ad-VDE-Comp_A4-4c_Wiha2013 24.04.13 14:31 Seite 1

Innowacje w narzędziach VDE praca i lepszy dostęp lżejsza

slimtechnoloGy ... tylko od Wiha:: trzony slim umożliwiają łatwy dostęp do głęboko osadzonych śrub

DynamicJoint Do

40%

mniej siły wymaganej przy cięciu

Maximum bezpieczeństwa: Testowane VDE i GS

Szeroki asortyment: • wkrętaki • system trzonów wymiennych • narzędzia torque • szczypce • zestawy narzędzi Wiha Polska Sp.zo.o Budowlanych 10b, 80-298 Gdańsk info.pl@wiha.com www.wiha.com

EKSPLOATACJA I REMONTY

Kieszonkowy „Anioł Stróż”, czyli Wiha Volt Detector

– podręczny system wczesnego ostrzegania dla elektromonterów Schwarzwald, Schonach - bezpieczeństwo, precyzja i funkcjonalność to słowa kluczowe, które charakteryzują całą gamę produktów oferowanych przez Wiha Werkzeuge GmbH. Zgodnie z tą zasadą zostaje wprowadzony do sprzedaży, całkowicie nowy próbnik do wykrywania napięcia prądu przemiennego: Wiha Volt Detector. Oprócz wymienionych powyżej zalet, tester ten jest ergonomiczny, prosty w obsłudze, posiada ciekawe wzornictwo oraz jest całkowicie bezpieczny.

Przerwany przewód, przepalony bezpiecznik czy źle dokręcone połączenie w skrzynce elektrycznej - żadna usterka nie umknie przed Wiha Volt Detector.

Wszechstronny, poręczny, bezpieczny

Wiha V detektor jest urządzeniem pomiarowym do bezpiecznego badania napięcia przemiennego w zakresie od 230 V AC. Tester jest w pełni wszechstronny i można go wykorzystywać do kontroli przy różnych pracach. Możemy szybko sprawdzić czy w danej instalacji płynie prąd, stan przewodów zasilających oraz wykryć przepalony bezpiecznik lub źle dokręcony zacisk. Ponadto jesteśmy w stanie jednoznacznie określić w przewodach jednofazowych lub trójfazowych żyłę fazową oraz uziemienie. Przy jego pomocy można również znaleźć błąd np. w szeregowym połączeniu żarówek. Przykłady można by mnożyć ale najciekawsze jest to, że te wszystkie kontrole odbywają się bez konieczności przebijania izolacji czy nawet odkręcania zacisków.

64

Ostrzegawcze światło LED

Wiha Volt Detektor jest zarówno poręczny, jak i łatwy w użyciu. Wystarczy zbliżyć białą końcówkę do sprawdzanego detalu. Jeżeli czujnik w otoczeniu 4 mm od kontrolowanego elementu wykryje napięcie elektryczne, większe niż 230 V AC zaświeci się natychmiast czerwona dioda ukryta w środku. Dzięki swojej konstrukcji, w trakcie pomiaru nie jest wymagany przepływ prądu przez użytkownika, tak jak przy innych próbnikach.

Mocny i oszczędny

Bardzo lekki i łatwy w obsłudze V Detektor spełnia najwyższe wymagania.

Czujnik pomiaru bezdotykowy zapewnia szczególnie bezpieczną pracę . Wykrywa napięcia AC między 230 a 1000 V, a zatem jest bardzo silny i bezpieczny dla użytkownika. Tester waży tylko 39g, tak więc jest również bardzo lekki.

Urządzenie jest zasilane przez dwie baterie AAA, które można szybko i łatwo wymienić: yy nacisnąć przycisk na środku klipu (1) yy zsunąć żółty kołpak (2) yy wymienić baterie yy wsunąć kołpak na zatrzask.

Jak należy się spodziewać, Wiha Volt Detektor spełnia wszelkie normy bezpieczeństwa IEC 61010-1. Dokładność pomiaru określona jest kategorią CAT III 1000 V.

Podsumowanie

Tester Wiha Volt Detector przeznaczony jest dla tych, którzy chcą szybko i jednoznacznie kontrolować elementy pod napięciem. Bezinwazyjnie zlokalizować ewentualne usterki. Bezpiecznie wykonywać swoją pracę przy instalacjach i urządzeniach pod napięciem.

Produkt ten, w zakresie funkcjonalności, wzornictwa oraz zastosowań, nie pozostawia nic do życzenia. Użytkownicy mogą śmiało polegać na wielu latach doświadczeń firmy ze Szwarcwaldu. Najlepszym dowodem skuteczności i właściwego kierunku działania Firmy Wiha jest zadowolenie klientów którzy zaufali tej marce.

Wiha Polska Sp. z o.o. www.wiha.com n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

EKSPLOATACJA I REMONTY

Profesjonalne szlifierki kątowe Bosch z hamulcem umożliwiającym szybkie zatrzymanie narzędzia i natychmiastowe wznowienie pracy Efektywna praca i wysoki poziom bezpieczeństwa

standardów bezpieczeństwa, np. w rafineriach, na platformach wiertniczych czy podczas budowy dźwigów, statków i zbiorników. Cztery z ośmiu nowych modeli szlifierek są dodatkowo wyposażo-

ne w wyłącznik czuwakowy „Protection“, który wymaga stałego trzymania w czasie pracy szlifierką, co w znaczący sposób zwiększa bezpieczeństwo np. przy wypadnięciu narzędzia z ręki użytkownika. „Fot. Bosch”

N

owe szlifierki kątowe firmy Bosch są wydajnymi narzędziami z silnikami o mocy do 1.500 W wyposażonymi w bezobsługowy hamulec magnetyczny działający także w przypadku awarii zasilania.

„Fot. Bosch”

Bosch wprowadza na rynek nową serię małych szlifierek kątowych GWS dla profesjonalistów.

Urządzenia wyposażone są w hamulec magnetyczny „Intelligent Brake System“ działający także w przypadku awarii zasilania i gwarantujący nawet o 70% szybsze zatrzymanie narzędzi niż w przypadku modeli konwencjonalnych.

Pierwszy hamulec, który przyspiesza pracę

Nowe szlifierki kątowe firmy Bosch są wydajnymi narzędziami z silnikami o mocy do 1.500 W wyposażonymi w bezobsługowy hamulec magnetyczny. W przeciwieństwie do hamulców mechanicznych czy elektronicznych, hamulec magnetyczny działa niezawodnie także w przypadku awarii zasilania.

Szybki hamulec jest dużą zaletą zwłaszcza w produkcji przemysłowej. Zatrzymanie tarczy umożliwia odłożenie szlifierki pomiędzy poszczególnymi etapami procesu przez co zwiększa się tempo pracy. Oznacza to nie tylko oszczędność czasu, ale i pieniędzy.

Narzędzia spełniające najwyższe standardy bezpieczeństwa

Szybki hamulec zwiększa bezpieczeństwo pracy. Narzędzia dostosowane są do warunków wymagających najwyższych

Nowe szlifierki kątowe oferują moc 1.200 oraz 1.500 W. Wyposażone są w hamulec magnetyczny „Intelligent Brake System“ działający także w przypadku awarii zasilania i gwarantujący nawet o 70% szybsze zatrzymanie narzędzi niż w przypadku modeli konwencjonalnych.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

65

„Fot. Bosch”

EKSPLOATACJA I REMONTY Na czym polega „Intelligent Brake System“ firmy Bosch?

W przypadku wyłączenia szlifierki kątowej lub awarii zasilania, magnesy położone względem siebie równolegle zajmują taką pozycję, że biegun północny i południowy są sobie przeciwstawne.

Pomiędzy magnesami znajduje się tarcza miedziana, w której zgodnie z zasadą prądów wirowych, na skutek przepływu elektromagnetycznego generowany jest moment hamujący, a tarcza szlifierki natychmiast ulega zatrzymaniu. Hamowanie odbywa się automatycznie, bez konieczności włączania hamulca przez użytkownika, a hermetyczna obudowa przekładni chroni „Intelligent Brake System“ przed pyłem oraz zanieczyszczeniami z oleju. Dodatkowo, w przeciwieństwie do systemów mechanicznych i elektronicznych, hamulec magnetyczny jest bezobsługowy i całkowicie odporny na zużycie: nie występuje zjawisko tarcia odczuwalne w systemach mechanicznych, a sam hamulec nie ma wpływu na żywotność szczotek węglowych, co jest widoczne w systemach elektronicznych.

Optymalna kombinacja nowych i sprawdzonych funkcji

Małe szlifierki kątowe w systemie Constant Electronic wyposażone w „Intelligent Brake System“ oferują moc 1.200 oraz 1.500 W. Znajdują zastosowanie podczas szlifowania spawów, usuwania zadziorów i cięcia rur oraz płyt metalowych. Szlifierki można wykorzystywać także do cięcia betonu lub usuwania rdzy i powłok lakierniczych. Nowe narzędzia gwarantują szybką pracę, są wyposażone w beznarzędziowo przestawianą osłonę tarczy i wyróżniają się ergonomicznym wzornictwem. Mają duży przycisk blokady wrzeciona, która zapewnia szybką i łatwą wymia-

Nowe szlifierki kątowe wyposażone są w hamulec magnetyczny „Intelligent Brake System“ działający także w przypadku awarii zasilania i gwarantujący nawet o 70% szybsze zatrzymanie narzędzi niż w przypadku modeli konwencjonalnych.

nę osprzętu. Ponadto są wyposażone w szereg funkcji wspierających bezpieczeństwo: system Vibration Control, blokadę Kick-Back Stop, system łagodnego rozruchu i zabezpieczenie przed ponownym uruchomieniem narzędzia po awarii zasilania. Modele GWS 12-125 CIPX Professional, GWS 12-125 CIEPX Professional, GWS 15-125 CIPX Professional i GWS 15-125 CIPX Professional mają dodatkowo włącznik „Protection“.

Małe szlifierki kątowe wyposażone w „Intelligent Brake System“ są dostęp-

ne w sprzedaży od maja 2014. Ich ceny wahają się od 719 PLN za model GWS 12-125 CIX Professional do 889 PLN za model GWS 15-125 CIEPX Professional. Do wszystkich cen należy doliczyć podatek VAT. Bosch oferuje także obszerny zestaw osprzętu do małych szlifierek kątowych. Użytkownicy znajdą w nim na przykład tarcze tnące, ścierne i fibrowe tarcze szlifierskie.

Więcej informacji: www.bosch.com, www.bosch-press.com, www.bosch.pl n

Nowe urządzenia w ofercie: Urządzenie GWS 12-125 CIX Professional GWS 12-125 CIEX Professional GWS 15-125 CIX Professional GWS 15-125 CIEX Professional GWS 12-125 CIPX Professional GWS 12-125 CIEPX Professional GWS 15-125 CIPX Professional GWS 15-125 CIEPX Professional

66

Moc nominalna

Prędkość obrotowa bez obciążenia

Waga

Średnica tarczy

Sugerowana cena detaliczna PLN brutto

1.200 W

11.500 min-1

2,3 kg

125 mm

884

1.200 W

2.800 – 11.500 min-1

2,3 kg

125 mm

958

1.500 W 1.500 W

-1

11.500 min 2.800 – 11.500 min-1

2,5 kg 2,5 kg

125 mm 125 mm

1057 1081

1.200 W

11.500 min-1

2,3 kg

125 mm

897

1.200 W

2.800 – 11.500 min-1

2,3 kg

125 mm

983

1.500 W

11.500 min-1

2,5 kg

125 mm

1081

1.500 W

2.800 – 11.500 min-1

2,5 kg

125 mm

1106

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

KONFERENCJE I SEMINARIA

Inteligentne liczniki – inteligentna komunikacja

P

olskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej organizuje, już po raz siedemnasty, konferencję poświęconą zagadnieniom marketingu, public relations i obsługi klienta, która w tym roku odbędzie się pod tytułem: „Inteligentne liczniki – inteligentna komunikacja”.

Zgodnie z dyrektywami Unii Europejskiej, Polska zobowiązała się do wdrożenia do roku 2020 u odbiorców energii elektrycznej inteligentnego opomiarowania. Prace trwają już od dłuższego czasu i o ile większość problemów technicznych została już rozwiązana, o tyle dotychczasowe doświadczenia wskazują, że samo inteligentne opomiarowanie, bez wyposażenia odbiorcy w podstawową wiedzę na temat jego funkcjonowania oraz możliwości wykorzystania w zakresie planowania własnego zużycia energii elektrycznej może nie przynieść spodziewanych efektów. Wymaga

to od przedsiębiorstw energetycznych podjęcia szeregu spójnych działań na rzecz podniesienia świadomości odbiorców energii elektrycznej w zakresie możliwości wykorzystania inteligentnego opomiarowania.

Celem konferencji jest wymiana doświadczeń specjalistów z przedsiębiorstw energetycznych, poznanie opinii ekspertów oraz dyskusja nad dalszymi możliwymi działaniami w zakresie edukowania odbiorców energii elektrycznej na temat wykorzystywania inteligentnego opomiarowania.

Konferencja adresowana jest przede wszystkim do pracowników wszystkich segmentów przedsiębiorstw energetycznych, w szczególności działów: promocji, komunikacji, informacji, PR, HR, marketingu, obsługi klienta oraz rzeczników prasowych.

Szczegółowe informacje o konferencji znaleźć można w dziale „Terminarz” na

stronie www PTPiREE o adresie: www. ptpiree.pl.

Patroni Medialni:

Sekretariat Konferencji Biuro Polskiego Towarzystwa Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej ul. Wołyńska 22, 60-637 Poznań tel. 61 846-02-00, faks 61 846-02-09, e-mail: ptpiree@ptpiree.pl Szczegółowe informacje Małgorzata Marciniak, tel. 61 846-02-33, e-mail: marciniak@ptpiree.pl Sebastian Brzozowski, tel. 61 846-02-31, e-mail: brzozowski@ptpiree.pl

Regionalne Seminaria / Szkolenia dla Służb Utrzymania Ruchu QR CODE

Wygenerowano na www.qr-online.pl

06.02.2014 - Bielsko-Biała 13.03.2014 - Legnica 24.04.2014 - Ełk 22.05.2014 - Mielec 26.06.2014 - Zamość 02.10.2014 - Szczecin 20.11.2014 - Włocławek 11.12.2014 - Konin

Jeżeli jesteś zainteresowany uczestnictwem w Seminarium, zaprezentowaniem produktu

c js ie a m zon ść nic Ilo gra o

nowego rozwiązania napisz do nas: marketing@energoelektronika.pl Jeżelilub jesteś zainteresowany uczestnictwem w Seminarium, zaprezentowaniem produktu lub nowego rozwiązania napisz do nas: marketing@energoelektronika.pl Energoelektronika.pl tel. (+48) 22 70 35 291 Energoelektronika.pl tel. (+48) 22 70 35 291

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

Partnerzy:

67

KONFERENCJE I SEMINARIA

Nowe technologie oczyszczania spalin w energetyce i ciepłownictwie Licznie przybyli specjaliści z Polski, a także z USA, Niemiec i Rumunii uczestniczyli w konferencji naukowo-technicznej, jaka odbyła się 27 maja br. w Lubinie na temat nowej technologii oczyszczania gazów w energetyce i ciepłownictwie.

J

ej organizatorami byli: Izba Gospodarcza Energetyki i Ochrony Środowiska, Ciech S.A., United Conveyor Corporation oraz Energetyka sp. z o.o. należąca do grupy kapitałowej KGHM Polska Miedź. Obrady odbywały się w budynku KGHM przy stadionie Zagłębia Lubin, a na placu parkingowym przed stadionem umieszczony był kontener z urządzeniami firmy UCC, gdzie dokonywano prezentacji innowacyjnej technologii oczyszczania gazów.

Konferencję otworzył, a następnie poprowadził Ryszard Popowicz, wicedyrektor generalny IGEiOŚ. Uczestników konferencji – w imieniu gospodarza, czyli KGHM – serdecznie powitał, Bronisław Rybka, wiceprezes Zarządu spółki Energetyka.

Środowisko unijnym priorytetem

Pierwszym referentem był Wojciech Orzeszek, „Energoprojekt-Warszawa” S.A., który w ciekawej i przystępnej formie przedstawił aktualne przepisy oraz nowe unijne dyrektywy m.in. dla gazów wylotowych w energetyce i ciepłownictwie oraz omówił podejmowane przez UE kierunki strategii zmierzającej do skutecznego egzekwowania programów unijnych w dziedzinie ochrony środowiska naturalnego.

Wojciech Orzeszek obszernie poinformował o treści przepisów oraz przedstawił harmonogram ich wprowadzania w życie. Należy się spodziewać, że w kolejnych latach do 2019 roku, ostatecznie wejdą

68

w życie nowe uregulowania prawne UE, które jednoznacznie zobligują producentów energii elektrycznej i cieplnej do respektowania bardzo wysokich wymagań stawianych wytwórcom energii w aspekcie ochrony środowiska.

Tzw. konkluzje BAT dla dużych źródeł spalania opublikowane zostały w czerwcu 2013 roku i dotyczą obiektów o mocy cieplnej w paliwie do 50 MWt i większych objętych dyrektywą 2010/75/UE w sprawie emisji przemysłowych. Będzie to skutkować dla krajowej energetyki bezwzględną koniecznością m.in. zwiększenia efektywności procesu odsiarczania spalin przy spalaniu węgla.

Według danych pomiarowych – uzyskanych i opublikowanych przez Głównego Inspektora Ochrony Środowiska - w 2012 roku na przeważającej części obszarów Polski nie są dotrzymywane normy jakości powietrza według wymogów nowych standardów emisyjnych przyjętych przez UE do realizacji w najbliższym pięcioleciu.

Propozycja w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza ze średnich obiektów spalania ( o mocy cieplnej w paliwie 1-50 MWt) tzw. Dyrektywa Medium Combustion Plants (MCP)opublikowana została 18 grudnia 2013 roku.

Istnieje duże i realne ryzyko mogących wystąpić trudności, związanych z nieprzestrzeganiem zarówno tej, jak i innych dyrektyw, w jednostkach opalanych węglem brunatnym, czy kamiennym. W tym ostatnim przypadku chodzi

o węgiel o podwyższonej zawartości siarki oraz rtęci. Problemem może okazać się też dotrzymywanie standardów w ciepłowniach komunalnych. Jest wysoce prawdopodobne, iż liczenie – jak do tej pory – na derogatywy, w wyniku których nastąpią kolejne przesunięcia w czasie wdrożenia unijnych dyrektyw może okazać się wysoce złudne. Taka strategia podejmowana przez niektóre firmy sektora energetycznego może po prostu doprowadzić do likwidacji produkcji energii z instalacji niespełniających określonych prawem standardów, gdyż firmy nie otrzymają zezwolenia na eksploatację tych urządzeń.

Referent przestrzegł również, że nie należy spodziewać się, że właśnie standardy emisji pyłu – z projektu dyrektywy MCP – ulegną złagodzeniu, biorąc pod uwagę fakt, iż zostały wprost przeniesione z wcześniej już dokonanej zmiany zapisów protokołu z Goeteborgu.

Strategia rozwoju źródeł wytwarzania energii dla dużych źródeł spalania, z uwzględnieniem aspektów dostosowania do zaostrzonych wymagań wynikających z projektu BAT i projektu dyrektywy MCP, które – należy się spodziewać - będą miały charakter wiążący na przełomie 2018/2019 r. będzie obowiązywać już naszą energetykę krajową za najdalej 5 lat. A skoro w większości jest ona oparta na węglu respektowanie tych standardów wymaga już dziś podjęcia stosownych decyzji, co do kierunku inwestycji proekologicznych w sektorze elektroenergetycznym.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

KONFERENCJE I SEMINARIA W związku z wprowadzeniem zaostrzonych wymogów emisyjnych i eksploatacyjnych ( w tym dotyczących też zwiększenia sprawności wytwarzania) dla obiektów, urządzeń i instalacji opartych na węglu oraz wprowadzeniem nowych obowiązków w kontekście emisji rtęci, HCL, HF, N2O, CO, NH3 oraz jakości ścieków z IOS należy już teraz zdecydować się na modernizację starych lub budowę nowych systemów gwarantujących spełnianie proekologicznych wymagań.

Wojciech Orzeszek zadeklarował w imieniu Energoprojekt - Warszawa współpracę i daleko idącą pomoc w opracowaniu strategii dla poszczególnych podmiotów w energetyce w celu wdrożenia efektywnych proekologicznych programów modernizacyjnych.

Wykorzystać atuty

Konsumenci znają napój pod nazwą Blue Sky Organic Soda.

Jednak następna prezentacja mająca na celu zaawizowanie przedsięwzięcia Blue Sky nie dotyczyła oczywiście przemysłu spożywczego, ale możliwości wykorzystania sody jako ...sorbentu w sektorze energetycznym. Piotr Cieślak z Ciechu S.A. skupił się na przedstawieniu grupy chemicznej Ciech – jednej z liderów europejskiego rynku chemicznego. Firmy od 65 lat obecnej na rynku. Zakres działalności Ciech SA wraz ze spółkami zależnymi obejmuje produkcję, handel i dystrybucję chemikaliów oraz działalność usługową związaną z kompleksową obsługę rynku krajowego i zagranicznego. Główna część prezentacji poświęcona była aktualnym przekształceniom firmy i planach jej rozwoju na przyszłość.

Zakup w 1996 roku krajowego kompleksu sodowego, składającego się z Inowrocławskich Zakładów Chemicznych Soda Mątwy i Janikowskich Zakładów Sodowych Janikosoda okazał się traf-

ną inwestycją i stanowi obecnie core business Grupy Chemicznej Ciech. Zakłady zapewniają Grupie m.in. pozycję lidera rynku sody kalcynowanej i znaczącą obecność w europejskim branży chemicznej. Segment sodowy przynosi 40% przychodów Grupie Chemicznej Ciech SA. Dzięki czemu jest ona jednym z największych producentów sody w Europie. Firma – jak zaznaczył referent - jest jedynym producentem sody kalcynowanej w Polsce, a łączne zdolności produkcyjne fabryk w Inowrocławiu i Janikowie wynoszą 1,2 mln ton. Pozostałe dwie fabryki należące do Ciech SA: w Niemczech i Rumunii dysponują potencjałem wytwórczym na poziomie 0,57 i 0,43 mln ton rocznie. Udział ilościowy Grupy Ciech w rynku sody kalcynowanej w Polsce sięga niemal 100%, w Europie wynosi ok. 15%, a na rynku światowym ok. 4%. W tej sytuacji następuje aktywizacja w obszarach gdzie można zagospodarować główny produkt grupy – sodę. Stąd też podjęcie decyzji o nawiązaniu współpracy z United Conveyor Corporation.

Efektywny sorbent dla energetyki

Węglan sodu tradycyjnie używany jest m.in. do wyrobu szkła oraz papieru. Jest stosowany także w przemyśle chemicznym, w tym farmaceutycznym. Okazuje się jednak, że dwutlenek siarki w gorącym strumieniu spalinowym reaguje z wstrzykiwanym sorbentem tzn. technicznym węglanem sodu, w związku z tym sorbent w postaci węglanu sodu może znaleźć zastosowanie w urządzeniach proekologicznych w elektrowniach, elektrociepłowniach i ciepłowniach. Temu ostatniemu zagadnieniu poświęcone były zatem kolejne wystąpienia. Pierwszej referat na ten temat wygłosił Joan Norman, reprezentujący United Conveyor Corporation. Pokrótce przedstawił firmę UCC i stosowane przez nią techniki DSI, odnoszące się do

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014

usuwania tlenków siarki z gazów spalinowych przez wstrzykiwanie strumienia sody jako suchego sorbentu. Tego typu iniekcja suchego sorbentu jest nowym rozwiązaniem technologicznym w stosunku do obecnych konwencjonalnych systemów IOS. Dzięki skuteczności usuwania dwutlenku siarki, prostocie w zastosowaniu i niezawodności eksploatacji urządzeń nowa metoda ma szanse na szersze upowszechnienie, gdyż - zdaniem referenta – jest atrakcyjna z uwagi na wydajność procesu eliminacji SO2 i niezawodność w eksploatacji.

Nowatorskie rozwiązania

Przedstawicieli UCC poinformowali też o nowej opatentowanej i już sprawdzonej niezawodnej technologii znacznie obniżającej koszty eksploatacji oraz stopień kontroli emisji suchego sorbentu iniekcji.

Innowacyjne rozwiązanie lanc podających sorbent zapobiegają zbrylaniu się sorbentu i konieczności zatrzymywania pracy instalacji celem jej przeczyszczenia. Z kolei zastosowanie nowego, opatentowanego typu młynu o nazwie VIPER Mill, zmniejsza wielkość cząstek sorbentu, przyczyniając się do zwiększenia skuteczności usuwania SO2, SO3 i HCL. Po tej części referatów odbyła się przerwa w obradach. W jej trakcie uczestnicy konferencji zapoznali się z mobilnym kontenerem z urządzeniami do odsiarczania spalin metodę zaproponowaną przez UCC. Po prezentacji przystąpiono do referowania kolejnych zagadnień, Tomisław Kozubik z przedsiębiorstwa „Energetyka” Sp. z o.o. omówił plany odnośnie ochrony środowiska, w należących do firmy elektrociepłowniach w Lubinie, Polkowicach, Głogowie i Legnicy, gdzie spalany jest węgiel kamienny. Plany dotyczące spełniania wielkości emisji spalin zawartych w dyrektywie IED nale-

69

KONFERENCJE I SEMINARIA

ży zrealizować w stosunku do instalacji oczyszczania spalin w trzech elektrociepłowniach już w 2014, a w przypadku EC4 Legnica w 2019 roku. Firma podejmuje działania zmierzające do poprawy odpylania spalin, redukcji SO2 i NOx poprzez optymalizację procesu spalania, modernizację lub wymianę instalacji odpylania, budowę instalacji odsiarczania spalin oraz instalacji redukującej NOx. Tomisław Kozubik zaznaczył, że jako kryterium wyboru będą brane pod uwagę: cena instalacji, jej koszt eksploatacji oraz nakłady finansowe związane z zagospodarowania odpadów, powstających w trakcie pracy instalacji. W efekcie musi zostać wybrana do realizacji najefektywniejsza instalacja zapewniająca jednocześnie standardy emisyjne określone dyrektywą IED (2010/75/UE).

Przedstawione zostały też aktualne plany Ciech S.A. odnośnie ochrony środowiska w elektrociepłowniach Inowrocław i Janikowo.

W kontekście określonych potrzeb dotyczących emisji spalania, zainteresowanie wzbudziły informacje Connera Coxa z UCC o już pracujących w USA demon-

stracyjnych (mobilnych) oraz stałych instalacji techniki DSI w oparciu o sorbent sodowy. Zabrał głos także Douglas S. Basler, dyrektor UCC, podkreślając, że cieszy się, że technologia DSI testowana w Polsce, usuwając siarkę ze spalin powstających przy spalania węgla, przyczynia się do poprawy czystości powietrza.

Pozytywne wyniki testów

Badania i wyniki z dozowania kwaśnego węglanu sodu do kotła OR-50, opalanego węglem kamiennym - zainstalowanego w ZG Energetyka w Lubinie i kotła OP-110 zainstalowanego w Soda Polska Ciech w Inowrocławiu przedstawił Jacek Zgóra z Politechniki Wrocławskiej.

W wyniku tychże badań określono skuteczność suchego odsiarczania spalin.

W trakcie testów kwaśny węglan sodu podawany był do kanału spalinowego w różnych ilościach i w różnych miejscach. Zaznaczył, że lepsze wyniki dozowania sorbentu na kotle OR-50 uzyskano w kanale wspomaganym filtrem workowym.

Przeprowadzone testy potwierdziły prawidłowość konfiguracji zestawu

urządzeń DSI produkcji UCC Chicago, zapewniających suche odsiarczanie spalin wylotowych. Zastosowany sorbent (kwaśny węglan sodu) prowadzi do znacznej redukcji SO2 w spalinach kotłowych powstających ze spalania węgla kamiennego w kotłach energetycznych. Uzyskano także dodatkowe potwierdzenie redukcji HCL oraz NO. W toku badań stwierdzono, że znaczący wpływ na skuteczność procesu odsiarczania ma ilość dozowanego sorbentu do kanału spalin, lokalizacja dysz rozpylających, a także znalezienie optymalnego „okna temperaturowego”. Osiągnąć to można po dokonaniu badania rozkładu prędkości spalin w kanale spalin metoda siatkową oraz kształtowania się stężeń spalin w jego przekroju, a także poprzez pomiar rozkładu temperatur spalania w planowanym miejscu dozowania sorbentu.

Analiza wyników przeprowadzonego testu potwierdziła także zasadność zabudowy filtra tkaninowego na drodze spalin kotłowych pomiędzy kotłem, a kominem. Potwierdziły to testy wykonane na kotle OR-50. Uzyskano dzięki temu zwiększenie stopnia redukcji SO2 i innych zanieczyszczeń gazowych poprzez dodatkową reakcję na tzw. placku filtracyjnym.

Inicjatywa zorganizowania konferencji – stwierdził Marian Bosowski, zastępca dyrektora generalnego IGEiOŚ – odpowiada aktualnym potrzebom sektora elektroenergetycznego. Konieczność wyboru optymalnych rozwiązań proekologicznych dla energetyki węglowej w Polsce wymaga bardzo dobrego rozpoznania innowacyjnych technologii.

A probierzem stopnia zainteresowania ze strony energetyków była nie tylko wysoka frekwencja, ale – co cieszy organizatorów konferencji – bardzo aktywny udział jej uczestników w obradach.

Marek Bielski n Fot. Inga Anacka „Energetyka” Sp. z o. o.

70

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2014