Urządzenia dla Energetyki nr 3/2018

ISSN 1732-0216 INDEKS 220272

Nr 3/2018 (110)

w tym cena 16 zł ( 8% VAT )

| www.urzadzeniadlaenergetyki.pl | • Wpływ II etapu ekodyrektywy na parametry i konstrukcję transformatorów • CZIP®-PRO - nowa generacja cyfrowych zabezpieczeń • • Biegunowość podłączenia przewodów a poprawność wyniku pomiaru • Dławiki sieciowe i komutacyjne • • Infrastruktura Smart Grid w dobie digitalizacji •

110

Specjalistyczny magazyn branżowy

OCHRONA DZIKICH ZWIERZĄT Kompleksowa oferta Możliwość instalacji pod napięciem Produkty dostosowane do wymagań rynku

Znaczniki przewodów służą poprawie widoczności przewodów.

• Wykonane z trwałego materiału PVC, odpornego na promieniowanie UV • Dostępne w wielu kolorach • Lekkie i łatwe w instalacji (bez użycia narzędzi lub przy pomocy wysięgnika) • Dobre dopasowanie zapewnia, że znaczniki nie ulegną przesunięciu • Duża żywotność bez utraty własności materiałowych

Znacznik przewodów typu SWAN

Znacznik przewodów | BFD

Odstraszacz ptaków | BFLL-Yellow Odstraszacze ptaków mają na celu zwiększenie widoczności linii dla ptactwa. Przynosi to obustronną korzyść ochraniając ptactwo i linię.

The RAPTOR PROTECTOR™ Platform | RPP33 Platforma ma na celu stanowić dla ptactwa alternatywne miejsce do gnieżdżenia się, co pozwala uniknąć niebezpieczeństwa wywołania zwarcia oraz skutków oddziaływania ptaków na elementy sieci.

Kula ostrzegawcza | SM Kule instalowane są na przewodzie odgromowym przy pomocy połączenia śrubowego lub oplotu.

Odstraszacz grzebieniowy | NK 20551

Osłona izolatorowa | RPC-0810 + RPC-0860 Osłona izolatorowa stosowana jest by uchronić ptactwo przed przypadkowym zetknięciem się z przewodami co skutkuje śmiercią ptaka, przerwą w dostawie prądu oraz nierzadko uszkodzeniem linii.

Odstraszacz grzebieniowy uniemożliwia ptactwu siadanie i gnieżdżenie się na słupach linii.

• Trwały i lekki • Łatwy w instalacji • Wykonany z materiału izolacyjnego, który nie powoduje zmniejszania zakładanej międzyfazowej przerwy izolacyjnej

BELOS-PLP Spółka Akcyjna, ul. Gen. J. Kustronia 74, 43-301 Bielsko-Biała +48 33 814 50 21, +48 532 750 160,

oferty@belos-plp.com.pl, www.belos-plp.com.pl

Wszystkie prezentowane produkty znajdują się na oficjalnej stronie producenta Preformed Line Products (http://preformed.com/energy/distribution/wildlife-protection)

OD REDAKCJI

Spis treści n WYDARZENIA I INNOWACJE Oprogramowanie napędem innowacji .............................................................4 Alfa Laval DuroShell zwiększa wydajność zakładu energetycznego we Francji......................................................................6 n TECHNOLOGIE, PRODUKTY, INFORMACJE FIRMOWE

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 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: Andrzej Kołodziejczyk, tel. kom.: 502 548 476, e-mail: andrzej@lidaan.com

Wpływ II etapu ekodyrektywy na parametry

Dr inż. Andrzej Maciej Maciejewski, tel. kom.: 601 991 000, e-mail: andrzej.maciejewski3@neostrada.pl

i konstrukcję transformatorów............................................................................... 10

Sekretarz redakcji: Agata Marcinkiewicz tel. kom.: 505 135 181, e-mail: agata.marcinkiewicz@gmail.com

Technologia przyszłości............................................................................................. 12

Prof. dr hab. 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

Monitorowanie i kontrola w stacjach SN/nn – doświadczenia projektu Upgrid........................................................................ 14 Przesuwniki fazowe – wybór rozwiązania konstrukcyjnego............... 20 Transformatory rozdzielcze z podobciążeniowym przełącznikiem zaczepów jako element systemów zdalnej stabilizacji napięcia ..... 26 Nowe możliwości rozwiązań obwodów wtórnych stacji elektroenergetycznych.................................................................................. 34 Infrastruktura Smart Grid w dobie digitalizacji ........................................... 38 CZIP®-PRO-nowa generacja cyfrowych zabezpieczeń........................... 44 Małe złącza a wielki wpływ na rentowność instalacji PV!...................... 48

Redaktor ds. wydawniczych: Dr hab. inż. Gabriel Borowski 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.

Biegunowość podłączenia przewodów

Współpraca reklamowa:

a poprawność wyniku pomiaru ........................................................................... 52

TRAFTA.................................................................................................I OKŁADKA ZPRAE..................................................................................................II OKŁADKA RELPOL............................................................................................. III OKŁADKA FLUKE................................................................................................ IV OKŁADKA ALFA LAVAL............................................................................................................ 9 BELOS-PLP.............................................................................................................. 3 ELEKTROBUD......................................................................................................15 ENERGETAB..........................................................................................................63 ENERGOELEKTRONIKA.PL..............................................................................39 ENSTO....................................................................................................................45 HITACHI.................................................................................................................65 INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI........................................................................ 7 MERSEN.................................................................................................................35 PCE..........................................................................................................................21 SEMICON...............................................................................................................53 SONEL....................................................................................................................57 TRAFECO...............................................................................................................59 WIKA.......................................................................................................................61 ZEG-ENERGETYKA............................................................................................... 5 ZENEX.....................................................................................................................11

Dławiki sieciowe i komutacyjne............................................................................ 56 Pomiar wilgotności gazu SF6................................................................................... 58 n EKSPLOATACJA I REMONTY Oferta Hitachi Power Tools Polska ...................................................................... 62 n TARGI EVII KONFERENCJA „Stacje elektroenergetyczne ....................................... 64 WN/SN i SN/nn” Kołobrzeg, 16-17 maja 2018 r............................................ 64 Między nauką, praktyką i doświadczeniem „Łączniki w eksploatacji 2018”................................................................................ 66 Dziękujemy i zapraszamy za rok!.......................................................................... 68

4

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

CZAZ-SZ ZABEZPIECZENIE SZYN ZBIORCZYCH ASD-1 SYSTEM KONTROLI DOZIEMIEŃ

www.zeg-energetyka.pl ZEG-ENERGETYKA Sp. z o.o. ul. Fabryczna 2, 43-100 Tychy tel.: +48 32 775 07 80 fax: +48 32 775 07 83 marketing@zeg-energetyka.pl

WYDARZENIA I INNOWACJE

Oprogramowanie napędem innowacji Trudno wyobrazić sobie koncepcję Przemysłu 4.0 bez oprogramowania, które już dziś zwiększa wartość dodaną generowaną przez maszyny.

Najnowocześniejsze oprogramowanie wpływa na konkurencyjność przedsiębiorstwa oraz czas wprowadzania nowych produktów na rynek.

W fabryce przyszłości będzie odgrywać jeszcze ważniejszą rolę – modułowe, mobilne i połączone komponenty zyskają dzięki niemu niezbędną inteligencję.

O

gromny potencjał w tym obszarze potwierdza oferta Connected Automation firmy Bosch Rexroth. Cechą charakterystyczną każdego oprogramowania firmy Bosch Rexroth jest otwarta architektura z interfejsem Open Core (OCI) na czele. Zapewnia ona bezpośredni dostęp do funkcji sterowania oraz stanowi podstawę efektywnego projektowania.

Sterowniki, napędy czy komponenty automatyki można konfigurować oraz kontrolować w sposób spójny i ujednolicony.

Dzięki modułom i szablonom funkcji, standardowe aplikacje tworzymy w bardzo prosty sposób – wystarczy wprowadzić odpowiednie parametry.

Dla bardziej zaawansowanych środowisk dostępne są również nowoczesne środowiska i popularne języki programowania wysokiego poziomu, które można bez ograniczeń wykorzystać do programowania rozwiązań przemysłowych. Symulacja pracy maszyn i obiektów przemysłowych skraca szybkość oraz jakość testowania - zwiększa to ich bezpieczeństwo, a jednocześnie przyspiesza wprowadzanie na rynek nowych produktów. Dzięki obsłudze zarówno dedykowanego środowiska OCI jak i protokołów z rodziny OPC, rozwiązania firmy Bosch Rexroth z zakresu automatyki są coraz lepiej przygotowane do obsługi środowisk I4.0 oraz IoT (Przemysłowego Internetu Rzeczy).

W obszarze systemów CNC firma Bosch Rexroth stale rozwija swoją platformę MTX, która w wersji 14 została rozszerzona o nowe funkcje obróbki obejmujące wiele technologii, nawet z 60 kanałami i 250 osiami. W dedykowanym oprogramowaniu na platformie MTX pojawiło się wiele nowych lub ulepszonych bibliotek oraz aplikacji w zakresie gięcia, toczenia, frezowania,

6

szlifowania, tłoczenia, wykrawania, cięcia strumieniem wody i przenoszenia obrotowego. Dzięki innowacyjnym funkcjom można wytwarzać produkty w małych partiach, również za pomocą przemysłowych drukarek 3D. Ponadto, otwarta architektura umożliwia dodawanie funkcji dostosowanych do wymagań klienta.

Nowoczesne oprogramowanie jest również wykorzystywane w systemach kontrolera ruchu MLC firmy Bosch Rexroth. Gotowe do użycia zestawy narzędzi przeznaczone do obsługi robotów, sterowniki PLC, funkcje bezpieczeństwa, zintegrowane funkcje serwonapędów oraz kompleksowy sterownik ruchu pozwalają na standaryzację platform sterujących, które są przeznaczone dla firm wyspecjalizowanych m.in. w produkcji i pakowaniu.

Zestaw funkcji narzędziowych Generic Application Template (GAT) automatycznie generuje modułowe programy dla maszyn oparte na standardach IEC 61131-3 i PLCopen PLC. W przypadku złożonych aplikacji pozwala to zredukować niezbędny nakład prac inżynie-

ryjnych nawet o 60%. Za pomocą zestawu funkcji narzędziowych CamBuilder można tworzyć i symulować w postaci graficznej elektroniczne krzywki.

Po udanej symulacji bloki funkcyjne sterowników są automatycznie generowane, co znacznie ogranicza występowanie błędów powstałych na skutek ręcznego ich tworzenia.

Kolejną innowacją software’ową w ofercie Bosch Rexroth jest możliwość przekształcenia sterowników PLC (Programmable Logic Control) w ILC (IoT Logic Control) za pomocą zestawów funkcji narzędziowych, takich jak Open Core Interface. System PLC ILC w wersji 14 z obsługą IoT pomaga w konstruowaniu specjalistycznych maszyn, systemów logistycznych i systemów automatyki ogólnej oraz umożliwia ich łatwe połączenie ze środowiskiem IIoT. Oprócz rozwiązań Sercos, ProfiNET i EthernetIP oprogramowanie ILC w wersji 14 oferuje nowe narzędzie EtherCAT Softmaster do kontrolowania współpracy z urządzeniami wejścia/wyjścia.

www.boschrexroth.pl n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

WYDARZENIA I INNOWACJE

Alfa Laval DuroShell zwiększa wydajność zakładu energetycznego we Francji

Francuski zakład energetyczny osiągnął 4% wzrost wydajności elektrowni dzięki zainstalowaniu wymiennika Alfa Laval DuroShell jako wstępnego podgrzewacza wody zasilającej kocioł. Obecnie moc elektrowni wynosi blisko 800 MW, co oznacza, że jest jedną z największych elektrowni, pracującą w cyklu kogeneracyjnym we Francji.

O

biekt pierwotnie służył jako elektrownia podstawowa, ale w związku ze zmianami na europejskim rynku energetycznym zarząd przedsiębiorstwa postanowił zacząć wykorzystywać ją w charakterze elektrowni szczytowej. W związku z tą decyzją i w celu zwiększenia jej wydajności, w elektrowni przeprowadzono prace modernizacyjne.

Wstępny podgrzewacz wody zasilającej kocioł Podczas jednego z etapów modernizacji zainstalowano podgrzewacz wody zasilającej, co pozwoliło zwiększyć ogólną sprawność siłowni. Woda zasilająca kocioł jest podgrzewana przez parę odzyskaną z upustu pomiędzy stopniami turbiny.

Inżynierowie nadzorujący ten proces musieli zmierzyć się z dwoma głównymi zagadnieniami. Po pierwsze, ze-

8

spół wstępnego podgrzania należało zainstalować na małej powierzchni nad poziomem gruntu, a to wymagało lekkiego urządzenia o zwartej konstrukcji.

Po drugie, należało przewidzieć nagłe i duże wahania temperatury, ponieważ elektrownia miała być używana tylko w godzinach szczytu. Takie warunki pracy mogą powodować zmęczenie materiału w podgrzewaczu, a co za tym idzie - nieplanowane przestoje.

DuroShell – rozwiązanie idealne Po przeanalizowaniu szeregu możliwości stało się jasne, że wymiennik płytowo-płaszczowy DuroShell jest najlepszym rozwiązaniem i pozwala sprostać dużym wymaganiom. yy Wysoka sprawność termiczna urządzenia sprawia, że jego konstrukcja jest bardzo zwarta, a takie właśnie

cechy jak małe rozmiary i niski ciężar miały decydujące znaczenie dla instalacji. yy Jeden moduł wymiennika DuroShell może funkcjonować zarówno jako skraplacz i dochładzacz, co dodatkowo zmniejsza wymiary całego układu. Gdyby inżynierowie wybrali rozwiązanie bazujące na większym wymienniku o konstrukcji płaszczowo-rurowej, potrzebne byłyby dwa wymienniki. yy Unikatowa konstrukcja wymiennika DuroShell oraz jego wysoka odporność na zmęczenie materiału powodują, że DuroShell jest w stanie wytrzymać zmienne obciążenie przez znacznie dłuższy czas niż wymienniki płaszczowo-rurowe i konwencjonalne wymienniki płytowo- płaszczowe. yy Obsługa DuroShell jest bardzo prosta, a do kontroli poziomu cieczy stosuje się tradycyjne radarowe pomiary poziomu cieczy.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

Płytowo-płaszczowy wymiennik ciepła Alfa Laval Duroshell Unikatowe rozwiązanie dla zakładów energetycznych

Przestrzeń należy do bardzo ograniczonych zasobów w większości elektrowni, a płaszczowo-rurowe wymienniki ciepła zajmują bardzo dużo miejsca instalacyjnego jak i serwisowego.

Nic więc dziwnego że wiele firm energetycznych od dawna szukało bardziej kompaktowego rozwiązania.

Alfa Laval Duroshell to rozwiązanie, które zapewnia niezrównane efekty począwszy od niskociśnieniowego podgrzewu wody użytkowej, poprzez podgrzewacze średniociśnieniowe, a kończąc na skraplaczach i wyparkach procesowych.

Dzięki unikalnemu wzorowi wytłoczenia płyt i spawanej laserowo kompaktowej konstrukcji wymienniki Duroshell są średnio od trzech do pięciu razy mniejsze od tradycyjnej konstrukcji płaszczowo-rurowej o tej samej mocy.

Alfa Laval Polska Sp. z o.o. ul. Marynarska 15, 02-674 Warszawa tel. 22 336-64-64, fax: 22 336-64-60

3 powody, dla których warto wybrać Duroshell 1. Unikatowa wytrzymałość - brak nieplanowanych przestojów Specjalna konstrukcja i kształt płyt oraz cało spawany płaszcz odporny na ekstremalne temperatury i ciśnienia (nawet 450°C i 150 bar) posiadający dużą wytrzymałość zmęczeniową.

2. Najwyższa wydajność Opatentowany układ wytłoczeń na płycie zwiększający wymianę ciepła pozwoli na znaczne zmniejszenie wymiennika.

3. Kompaktowa konstrukcja Kompaktowa konstrukcja pozwala zredukować koszty inwestycji oraz instalacji. Brak uszczelek powoduje obniżenie kosztów eksploatacji urządzenia

9

WYDARZENIA I INNOWACJE

Efekty Wymiennik ciepła Alfa Laval Duroshell Kompaktowy, płytowo-płaszczowy wymiennik ciepła Alfa Laval DuroShell posiada niezwykle wysoką sprawność cieplną i odporność na zmęczenie materiałowe. Zaprojektowany do pracy przy ciśnieniu do 100 bar oraz w temperaturze do 450°C jest doskonałym rozwiązaniem dla cieczy, gazów i oparów, w tym czynników agresywnych.

Inżynierowie i kadra zarządzająca są bardzo zadowoleni z pracy urządzenia i jest bardzo prawdopodobne, że DuroShell stanie się standardowym rozwiązaniem stosowanym do wstępnego podgrzewu wody we wszystkich elektrociepłowniach przedsiębiorstwa.

Korzyści osiągnięte przez zakład energetyczny Wymienniki ciepła Alfa Laval Duroshell oferują yy Maksymalny czas pracy dzięki wytrzymałej konstrukcji. yy Minimalne zużycie energii i ograniczony wpływ na środowisko ze względu na wysoką efektywność cieplną. yy Zmniejszone koszty instalacji ze względu na kompaktową budowę i małą wagę. yy Pracę w warunkach wysokiego ciśnienia ze względu na unikatową konstrukcję. yy Wysokie zabezpieczenie przed wyciekiem dzięki w pełni spawanej konstrukcji.

10

yy 4-procentowy wzrost ogólnej wydajności elektrowni yy Zwarta i lekka konstrukcja yy Skraplanie i dochładzanie odbywajace się w jednym urządzeniu yy Bardzo wysoka odporność na zmęczenie materiałowe

Alfa Laval Polska Sp. z o.o. ul. Marynarska 15, 02-674 Warszawa e-mail: poland.info@alfalaval.com tel. 22 336-64-64 n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

Szyny profilowe AlCubar H50R / H100R

Unikatowy system szyn profilowych w rozdzielnicach Zenergy Alcubar H50R - 1250A / H100R - 2500A Dedykowane do ekonomicznych, standardowych rozłączników bezpiecznikowych przykręcanych na śruby. Śruby rozłącznika nie kolidują z szynami zasilającymi po drugiej stronie, rozłączniki można przesuwać wzdłuż szyny.

Profil dwustronny umożliwia wstawienie śrub M12 w dowolnym miejscu od strony rozłączników i śrub M8 z drugiej strony (zasilanie, lub dodatkowy odbiornik) - możliwa modyfikacja dołożenia / przesunięcia śrub, nawet w pracującej rozdzielnicy.

1

2 3 4 5 6

Szyna miedziana zasilająca

Dwustronny profil AlCubar H50R

Dwustronne połaczenie

1

Miedziane szyny zasilające

2

Rozłącznik bezpeicznikowy

3

Standardowe połączenie rozłącznika

4

Dwustronne połączenie AlCubar H50R

5

Izolator 3P symbol: 36110

6

Śruba zamkowa 12x35mm

... ekonomia, szybkość i elastyczność montażu!

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Wpływ II etapu ekodyrektywy na parametry i konstrukcję transformatorów Wydane w 2014 roku Rozporządzenie Komisji UE NR 548/2014 wymusiło zmianę parametrów transformatorów na bardziej energooszczędne począwszy od lipca 2015. Zmiana parametrów w myśl tego rozporządzenia następuje dwuetapowo. Pierwszy etap już obowiązujący ograniczył straty transformatorów do określonego poziomu. W roku 2021 zacznie obowiązywać drugi etap, redukujący straty do poziomu jeszcze niższego. Poniżej przedstawiono przykłady korzyści jakie przyniesie obniżenie strat oraz symulacji w jaki sposób nowe poziomy strat maksymalnych mogą wpłynąć na konstrukcję transformatorów olejowych oraz żywicznych.

Ekodyrektywa Pod pojęciem ekodyrektywy w odniesieniu do transformatorów mieści się zbiór uregulowań prawnych i normatywnych, z których głównymi są: yy Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE (21 października 2009 r.) ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów związanych z energią yy Rozporządzenie Komisji (UE) nr 548/2014 (21 maja 2014) w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do transformatorów elektroenergetycznych małej, średniej i dużej mocy yy EN 50588 Transformatory średniej mocy 50 Hz, o najwyższym napięciu urządzenia nieprzekracza-jącym 36 kV -- Część 1: Wymagania ogólne (zastępująca EN 50464-1 oraz EN 50541-1) yy EN 50629 Sprawność energetyczna transformatorów dużych mocy (Um >36 kV lub Sr ≥ 40 MVA) Celem wprowadzenia ekodyrektywy jest redukcja strat związanych z przesyłem i rozdziałem energii elektrycznej w krajach Unii Europejskiej do poziomu

12

16,2 TWh do roku 2025, redukcja emisji CO2 o 3,7 Mt, eliminację związków szkodliwych a także podniesienie bezpieczeństwa niezakłóconych dostaw energii.

Skutki wdrożenia Ekodyrektywa różnicuje wymagane poziomy strat (i sprawności) ze względu na rodzaj transformatora (olejowe, suche) a także na jego wielkość. Stąd też 2.etap ekodyrektywy w różnym stopniu wpływać będzie na zmiany konstrukcyjne. W przypadku transformatorów suchych (żywicznych) o mocach od 800 kVA w górę konieczna będzie redukcja strat jałowych o 10%, podczas gdy straty obciążeniowe nie będą musiały ulec zmianie. W przypadku transformatorów mniejszych oprócz 10% redukcji strat jałowych konieczna będzie redukcja strat obciążeniowych o 6 – 18% w zależności od wielkości transformatora. Przy takiej umiarkowane redukcji możliwe będzie pozostanie przy dotychczasowych materiałach magnetycznych a szacowany wzrost masy może wynieść od 5 – 20 %. Korzyścią dla użytkownika będą oszczędności energii rzędu 2 – 6 MWh/ rok w zależności od wielkości i stopnia obciążenia transformatora.

Dla transformatorów olejowych konieczne będą większe redukcje strat.

Straty jałowe ulegną zmniejszeniu o 10% a straty obciążeniowe około 15% dla transformatorów większych (od 1250 kVA) oraz około 30% dla mocy niższych (do 1000 kVA).

W tym przypadku redukcja strat jest więc znaczna. Skutkiem tego będzie konieczność użycia lepszych gatunków blach dla których oczekiwanym poziomem stratności będzie 0,60 – 0,65 W/kg. Natomiast przełoży się to na oszczędności energii do 13 MWh/rok w zależności od mocy transformatora i jego obciążenia. Obniżenie strat przekłada się na wzrost sprawności urządzeń. Porównanie sprawności transformatorów suchych i olejowych dla przykładowych mocy w 1.oraz 2.etapie ekodyrektywy pokazano na rysunku 1a i 1b Transformatory (urządzenia) wyłączone z konieczności redukcji strat: Do takich transformatorów, które znajdują się w profilu produkcyjnym firmy TRAFTA należą między innymi transformatory uziemiające, prostownikowe, górnicze a także dławiki kompensacyjne, ograniczające i gaszące. Mimo formalnego braku limitów dla strat tych urządzeń firma TRAFTA wprowadza na rynek wersje o zredukowanych stratach i hałasie (rys 2).

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys 1a Porównanie sprawności transformatorów suchych w 1.i2. etapie ekodyrektywy

Rys 1b Porównanie sprawności transformatorów olejowych w 1.i2. etapwie ekodyrektywy

Podsumowanie Drugi etap ekodyrektywy przyniesie wymierne korzyści podczas eksploatacji transformatorów i jednocześnie zmniejszy negatywny wpływ energetyki na środowisko. Masa transformatorów może wzrosnąć, co powinno być uwzględnione przez producentów stacji natomiast z uwagi na niższe straty łączne nie powinno być problemów z nadmierną emisją ciepła wewnątrz stacji transformatorowych. Dla transformatorów suchych i dla wyższego zakresu transformatorów rozdzielczych olejowych możliwe będzie pozostanie przy dotychczasowych materiałach magnetycznych przy nieznacznie zwiększonym zapotrzebowaniu na materiały. Dla niższego zakresu transformatorów rozdzielczych olejowych konieczne będzie zastosowanie gatunków lepszych niż dotychczasowe; oczekiwanym poziomem stratności powinno

być 0.60 – 0.65 W/kg, tak by osiągnąć wymagany poziom strat przy racjonalnych poziomach gęstości prądu i indukcji. Dla innych wyrobów nieobjętych wymogiem ekodyrektywy również jest możliwa redukcja strat, co firma TRAFTA w swych wyrobach wprowadza.

Jacek dziura n

Rys.2. Przykład dławika ograniczającego prąd zwarciowy produkcji firmy TRAFTA o zredukowanym hałasie

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

13

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Technologia przyszłości Część przedsiębiorców decydujących się na rozpoczęcie nowej inwestycji zazwyczaj z braku wiedzy decyduje się na wprowadzenie tradycyjnych produktów zasilających. Mankamenty tradycyjnego rozwiązania minimalizuje stworzenie zasilania energetycznego zakładu przy zastosowaniu przemysłowej stacji ICZ-E firmy Elektrobud.

W

śród dostępnych na rynku stacji transformatorowych, jedynie opatentowana przez Elektrobud S.A. przemysłowa stacja transformatorowa spełnia wymagania przemysłu w obniżaniu stałych kosztów. Jest najlepszym rozwiązaniem dla tych, którzy szukają rozwiązań, które efektywnie i skutecznie zmniejszają zużycie energii elektrycznej. Wielu z tworzących swoje zakłady przedsiębiorców nie ma wiedzy o faktycznych różnicach w kosztach budowy stacji transformatorowych, a także kosztach eksploatacji. Warto stosować rozwiązania, które efektywnie zmniejszają zużycie energii elektrycznej, potrzebnej do wytworzenia tej samej liczby produktów.

Koszty eksploatacji i budowy powinny być wyliczone już na etapie opracowywania projektu inwestycji. Obniżenie kosztów budowy następuje w wyniku zabudowy przemysłowej stacji transformatorowej w pobliżu urządzeń potrzebujących dużo energii elektrycznej.

Zyski generuje się poprzez zakup małej ilości kabli niskiego napięcia. W tradycyjnych rozwiązaniach ilość i długość kabli niskiego napięcia jest bardzo duża, ponieważ taka stacja transformatorowa zabudowana jest przy jej granicy.

Wybór tradycyjnego rozwiązania skutkuje zakupem drogich, grubych miedzianych kabli niskiego napięcia. Kable elektryczne nagrzewając się od przepływającego prądu, zamieniają znaczną część energii elektrycznej w ciepło.

Mankamenty tradycyjnego rozwiązania minimalizuje budowa zasilania energetycznego zakładu przy zastosowaniu przemysłowej stacji ICZ-E. Inteligentne Centrum Zarządzania Energią to nowoczesne rozwiązanie na skalę europejską, które betonowe czy słupowe stacje transformatorowe wyprzedza technologicznie nie tylko dzięki korzyściom finansowym, ale możliwości zlokalizowania przemysłowej stacji transformatorowej nie

14

przy granicy działki, gdzie znajduje się przedsiębiorstwo produkcyjne, ale wewnątrz na przykład hali produkcyjnej.

Co jednak w sytuacji, gdy w budynku nie ma już miejsca? Wówczas przemysłową stację transformatorową ICZ-E możemy umieścić na dachu przedsiębiorstwa. Jej specjalna obudowa odporna jest na warunki atmosferyczne.

Należy tylko podłączyć ją do instalacji odgromowej.

Stacje transformatorowe, nie dość, że zajmują przestrzeń na działce, gdzie znajduje się zakład produkcyjny, to jeszcze niekoniecznie stanowią estetyczne otoczenie przedsiębiorstwa.

Dzięki zastosowaniu unikalnych rozwiązań, przemysłowa stacja transformatorowa ICZ-E generuje o wiele niższe straty ciepła niż tradycyjne stacje trafo (zarówno kontenerowe, jak i słupowe).

Klient stosując wnętrzową, kompaktową stację transformatorową ICZ-E do zasilania swojego zakładu, zużywa o ok. 20 proc. mniej energii elektrycznej

w stosunku do rozwiązania tradycyjnego. Produkcja energii elektrycznej związana jest z emisją CO2, SO2, NO2 oraz pyłów. Zastosowanie, w celu dostarczania energii wnętrzowej, kompaktowej stacji transformatorowej ICZ-E spowoduje zmniejszenie: emisji CO2 z 0,824 Mg/MWh na 0,659 Mg/MWh, Dzięki zastosowaniu unikalnych rozwiązań, przemysłowa stacja transformatorowa ICZ-E generuje o wiele niższe straty ciepła niż tradycyjne stacje trafo (zarówno kontenerowe, jak i słupowe).

Klient stosując przemysłową stację transformatorową ICZ-E do zasilania swojego zakładu, zużywa o ok. 20 proc. mniej energii elektrycznej w stosunku do rozwiązania tradycyjnego.

Wszystkich zainteresowanych tym innowacyjnym rozwiązaniem, którym jest przemysłowa stacja transformatorowa ICZ-E zachęcamy do zapoznanie się z ofertą firmy: www.elektrobud.pl Produktowi Elektrobud S.A. warto się dokładniej przyjrzeć. n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Monitorowanie i kontrola w stacjach SN/nn – doświadczenia projektu Upgrid 1. Wstęp Zrównoważony rozwój, jakość dostaw energii do odbiorców, efektywność wykorzystywania energii oraz zwiększenie udziału źródeł odnawialnych, to hasła klucze do rozwoju sektora elektroenergetyki w Unii Europejskiej w najbliższych latach. Operatorzy Sieci Dystrybucyjnej (OSD) każdego stają również przed nowymi wyzwaniami: wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną, konieczność dostosowania infrastruktury sieciowej pod nowe inwestycyjne – w tym systemy ładowania pojazdów elektrycznych oraz ciągły wzrost ilości przyłączanych mikroźródeł do sieci SN i nn. Sieć przyszłości będzie musiała w inteligentny sposób zintegrować działania i zachowania wszystkich uczestników rynku energii zapewniając wysoką niezawodności i efektywność pracy. Oprócz rozwoju tradycyjnych technologii istotnym elementem wspierającym rozwój sieci stają się rozwiązania z obszaru sieci inteligentnych. W stosunku do tradycyjnej definicji sieci dystrybucyjnej poję-

cie sieci inteligentnej obejmuje nowe funkcje związane z monitorowaniem, sterowaniem i gromadzeniem danych, które dotychczas były i są wykonywane w sieci dystrybucyjnej w niewielkim zakresie. W celu sprostaniu przyszłym oczekiwaniom stawianym OSD konieczne jest wyszukiwanie rozwiązań w ramach projektów demonstracyjnych. Jednym z takich projektów pilotażowych rozwiązań był projekt Upgrid.

2. Projekt Upgird Międzynarodowy projekt Upgrid realizowany był z dofinansowaniem z Unii Europejskiej w ramach programu Horizon 2020. Głównym celem projektu był rozwój funkcjonalności, które służą integracji sieci nn i SN z systemami zarządzania stroną popytową i generacją rozproszoną. Wyżej opisany celu realizowana był poprzez zwiększenie poziomu obserwowalności sieci oraz możliwości oddziaływania na nią. Prace projektowe prowadzone były w 4 obszarach demonstracyjnych, w ramach których wybudowane i przetestowane

zostały nowe funkcjonalności wykorzystujące zaawansowane monitorowanie w sieci SN i nn. Polski obszar demonstracyjny skupiał się na zbudowaniu i weryfikacji rozwiązań „miejskiej sieci przyszłości”, która stanowi kompletne rozwiązanie w zakresie monitorowania, sterowania i zarządzania siecią SN i nn wykorzystujące zintegrowane dane z wielu źródeł - w tym z systemu inteligentnego opomiarowania AMI – z możliwością zarządzania mikrogeneracją w celu podniesienia efektywności i niezawodności sieci SN i nn. W projekt zaangażowanych było 19 partnerów (operatorów systemów dystrybucyjnych OSD, instytutów badawczych, firm komercyjnych, wyższych szkół technicznych) z 7 krajów Unii Europejskiej. W skład polskiego konsorcjum realizującego obszar demonstracyjny, poza ENERGA-OPERATOR, wchodzą: Politechnika Gdańska, Instytut Energetyki Oddział Gdańsk oraz firma Atende Software. Ważnym partnerem współpracującym z konsorcjum i realizującym nowe funkcjonalności w systemie SCADA jest firma Mikronika.

Rys. 1. Fragment sieci dystrybucyjnej, na którym realizowany był projekt UPGRID w Polsce

16

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE 3. Obszar DEMO Polski obszar demonstracyjny zlokalizowany był w Gdyni na obszarze 3 dzielnic: Witomino, Działki Leśne oraz Chwarzno. Obejmował on 55 stacji SN/nn, z których zasilanych jest blisko 15000 odbiorców. Sieć średniego napięcia składa się wyłącznie z linii kablowych o łącznej długość 33,71 km. Sieć niskiego napięcia jest obejmuje zarówno linie kablowe jak i napowietrzne o łącznej długości 102 km. Obszar demonstracyjny został przedstawiony na rysunku 1.

Na obszarze projektu pilotażowego została zainstalowana infrastruktura inteligentnego opomiarowania AMI umożliwiająca prowadzenie zdalnego odczytu liczników energii elektrycznej.

Zwiększenie poziomu obserwowalności sieci SN i nn zostało zagwarantowane w projekcie poprzez zaprojektowanie i wdrożenie nowych rozwiązań do monitoringu i kontroli w stacjach SN/ nn. Doświadczenia i wiedza zdobyta z poprzednich pilotażowych projektów wdrożenia sieci inteligentnych w ENERGA-OPERATOR tj. projekt pilotażowy wdrożenia sieci inteligentnej na Półwyspie Helskim [1], [2] wykazały zasadność opracowania koncepcji scalającej rozwiązania stosowane w ramach projektu AMI oraz programu automatyzacji sieci SN. Szczególnie przy masowej skali wdrożenia liczników AMI i zakrojonej na szeroką skalę automatyzacji sieci SN. Nowe rozwiązania dla stacji SN/ nn integrują obecną infrastrukturę AMI z zaawansowaną automatyzacją sieci SN oraz rozbudowują ją o nowe elementy monitorowania sieci. Integracja rozwiązań odbywa się zarówno na poziomie sprzętowym tj.: wspólny modem komunikacyjny na potrzeby prowadzenia ruchu sieci i AMI oraz informacyjnym tj.: pomiary i sygnały alarmowe także z liczników AMI, w tym liczniki bilansujące w stacjach SN/nN wykorzystywane bezpośrednio do monitorowania pracy sieci nn i stopnia obciążenia transformatorów SN/nn. Zintegrowane podejście pozwala na ograniczenie kosztów, zwiększa obserwowalność sieci, umożliwia wdrażanie nowych funkcjonalności przy jednoczesnym zapewnienia najwyższego poziomu bezpieczeństwa. Efektem tych działań było wdrożenie na terenie projektu dwóch wariantów szaf sterowniczych: 1 W - dla stacji wnętrzowych oraz 2 W dla stacji wnętrzowych, wyposażonych w układy telemechaniki. Na rysunku 2 przedstawiono przykładowe szafki za-

Rys. 2. Prototypowe zintegrowane szafki AMI + Smart Grid w wariancie 1W i 2W.

Rys. 3. Nowe układy monitorowania sieci nn zainstalowane w ramach projektu na obszarze DEMO.

instalowane w ramach projektu.

Każda z szafek była wyposażona w poniższe elementy: 1. zestaw licznik bilansujący-koncentrator – umożliwiający zdalne odczyty liczników AMI oraz zapewniający monitorowanie napięcia po stronie nn transformatora oraz stopień obciążenia stacji; 2. wspólny modem komunikacyjny dla AMI i na potrzeby prowadzenia ruchu sieci; 3. zasilacz; 4. zasilanie gwarantowane 24V; 5. sterownik z zintegrowanym modułem wykrywania zwarć, rozbudowany o możliwość sterowania łącznikami rozdzielnicy SN w wariancie 2W. We wszystkich stacjach transformatorowych SN/nn zlokalizowanych na

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

obszarze projektu zostały zainstalowane nowe zintegrowane szafki AMI+SG, zapewniając 100% pokrycie układami do wykrywania zwarć. Blisko 30% stacji zostało wyposażonych w możliwość zdalnego manewrowania łącznikami zainstalowanymi po stronie SN. Dzięki zastosowaniu wyżej wymienionych rozwiązań możliwe jest dokładne zidentyfikowanie miejsca uszkodzenia sieci oraz szybkie wyizolowanie uszkodzonego fragmentu. W celu zwiększenia obserwowalności sieci nn w wybranych stacjach SN/nn zostały zastosowane rozdzielnice nn umożliwiające pełne monitorowanie parametrów elektrycznych pól liniowych wraz z informacją o przepaleniu wkładki bezpiecznikowej. Rozwiązanie to zostało zaprezentowane na rysunku 3.

17

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 4. Zakres kontroli i monitorowania sieci na obszarze projektu demonstracyjnego.

Na obszarze 7 obwodów nn zasilanych z dwóch stacji SN/nn zostało zainstalowanych 9 nowych złącz kablowych wyposażonych w sygnalizację przepłynięcia prądu zwarciowego oraz pomiar wielkości elektrycznych.

Rozwiązanie zostało przedstawione na rysunku 3.

4. Rozwiązania ITC W celu efektywnego wykorzystania wszystkich dostępnych danych i informacji nt. stanu pracy sieci, pochodzących z układów telemechaniki SN, pomiarów z rozdzielnic nn, opomiarowanych złącz kablowych oraz liczników AMI konieczne jest zastosowanie systemu informatycznego wspierającego proces zarządzania siecią dystrybucyjną. W ENERGA-OPERATOR na co dzień wykorzystywane są głównie narzędzia do wspomagania prowadzenia ruchu sieci SN i WN w postaci systemu SCADA i Distribution Management Systems (DMS). Ważnym elementem wdrożonym w projekcie Upgrid był opracowywany system informatyczny do zarządzania siecią nn - DMS nn. Funkcjonalności systemu DMS nn bazowa-

18

Rys. 5. Nowy system informatyczny do zarządzania siecią nn, bazujący na danych i sygnałach z układów monitorowania.

ły głównie na danych i informacjach z zainstalowanych w sieci urządzeń monitorujących stan pracy sieci nn – w tym z prototypowych szafek AMI+SG – oraz informacji pozyskiwanych z liczników inteligentnych zainstalowanych u odbiorców końcowych

i systemu AMI. System składał się z kilku głównych modułów oraz wykorzystywał dane z innych systemów IT tj. system GIS (dane o majątku sieciowym), Centralna Baza Pomiarowa (dane z AMI), SCADA SN wykorzystując do tego standard CIM.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Głównym modułem systemu DMS nn jest SCADA nn będąca interfejsem dla dyspozytorów, który odpowiedzialny jest za akwizycję danych z urządzeń przyłączonych do sieci nn, wizualizację sieci na podkładzie mapowym i w postaci schematu oraz wizualizację informacji przesyłanych przez inne moduły wchodzące w skład systemu DMS. Moduł analityczny systemu DMS jest podstawowym narzędziem umożliwiającym wykonywanie obliczeń rozpływowych w czasie quasi-rzeczywistym w oparciu o opracowany w ramach projektu model sieci nn. Model zasilany jest danymi z liczników AMI (ze stacji SN/nn i od odbiorców końcowych) oraz urządzeń monitorujących stan pracy sieci, w tym układów zainstalowanych w głębi sieci nn. Do budowy modelu wykorzystano system GIS i zawarte w nim dane o majątku sieciowym tj. typy, przekroje i długości przewodów, dane transformatorów, układ połączeń sieci nn wraz z miejscami podziału sieci. Moduł analityczny, bazujący na modelu sieci nn umożliwia między innymi: wykonywanie analiz strat technicznych, optymalizację układu pracy sieci (punkty podziału sieci), optymalizację parametrów pracy transformatorów, analizę jakości zasilania w trybie offline, analizy strat nietechnicznych. Dodatkowo system DMS nn zapewnia możliwość zarządzania mikrogeneracją przyłączoną do sieci nn oraz wspiera proces zarządzania wy-

łączeniami planowanymi i awariami.

W systemie DMS nn zostały zaimplementowane narzędzia ostrzegające służby ruchowe o zagrożeniach pojawiających się w sieci. Operator posiada możliwość dowolnego ustawianie parametrów dla progów alarmowych obserwowanych parametrów: obciążenia i temperatury transformatora, prądów i napięć, mocy chwilowych oraz wartości THD. Wszelkie wyniki obliczeń z modułu analitycznego DMS oraz alarmy widoczne są w SCADA, dzięki czemu dyspozytor nie ma potrzeby pracować równocześnie na dwóch systemach.

5. Podsumowanie Wdrażanie innowacyjnych rozwiązań z obszaru Inteligentnej Sieci Energetycznej jest jednym ze sposobów realizacji strategii, która ma pozwolić sprostać obecnym i przyszłym wyzwaniom stawianym OSD. Coraz większy nacisk w przyszłości będzie kładziony na zagadnienia związane z jakością zasilania i ciągłością dostaw.

Podstawą jest rozwój i budowanie systemów monitorowania i nadzoru pracy sieci w tym również sieci nN. Projekt Upgrid w sposób szczególny skupia się na sieci nN i budowie roz-

Rys. 6. Przykładowy wykres napięcia i obciążenia stacji transformatorowej – widok w systemie DMS nn.

Rys. 7. Przykładowy podgląd zdarzeń i alarmów dla wybranej stacji transformatorowej – widok w systemie DMS nn.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

19

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 8. Alarmy o przekroczeniu wartości dopuszczalnej widoczne w dzienniku zdarzeń systemu SCADA nn.

wiązań z wykorzystaniem posiadanych obecnie danych, w tym danych z systemu AMI. To właśnie AMI stanowić może główne źródło danych niezbędnych do efektywnego zarzadzania siecią nN. Dzięki integracji rozwiązań monitorowania i kontroli sieci dystrybucyjnej z system AMI możliwe jest pozyskanie znacznej ilości danych do budowy zaawansowanych systemów informatycznych, zwiększających efektywność i niezawodność pracy sieci. Dodatkowo integracja obu rozwiązań w ramach jednej zintegrowanej szafki AMI+SG zapewnia szereg korzyści: yy obniżenie kosztów implementacji – uproszczenie konstrukcji, brak dublowania elementów, standardowe rozwiązania yy wzrost obserwowalności sieci, w tym sieci nn dzięki wprowadzeniu rozwiązań 1W jako standardowe rozwiązanie dla stacji wnętrzowych yy możliwość szybszej reakcji w przypadku nieautoryzowanego wtargnięcia na stację bądź niedozwolonych działań tj. kradzież transformatora yy wzrost bezpieczeństwa przesyłania danych dzięki zastosowaniu

20

nowego rozwiązania telekomunikacyjnego yy skrócenie czasu trwania awarii - szybsza identyfikacja miejsca uszkodzenia dzięki zastosowaniu w szafkach 1W sygnalizatorów przepłynięcia prądów zwarciowych Zebrane w ramach projektu Upgrid doświadczenia i wiedza pozwolą na powzięcie przez ENRGA-OPERATOR decyzji o dalszych kierunkach rozwoju i wdrażania rozwiązań z obszaru

sieci inteligentnych w celu zapewnienia najwyższej jakości świadczonych usług w zakresie jakość i ciągłość zasilania.

Sławomir Noske – ENERGA OPERATOR SA Dominik Falkowski – ENERGA OPERATOR SA

n

BIBLIOGRAFIA • Noske S., Falkowski D., Helt P.: Monitorowanie, pomiary w sieciach inteligentnych- projekt pilotażowy Smart Grid na Półwyspie Helskim, VI konferencja naukowo – techniczna straty energii elektrycznej w sieciach elektroenergetycznych, Ossa, 7-8 maja 2014 r.

• Noske S., Falkowski D. Helt P., Kołodziejczyk K.: Increase in power network observability as a data source to improve the efficiency of the power network - results of the pilot Smart Grid project, 23rd International Conference on Electricity Distribution, Lyon, 15-18 June 2015.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

PCE Polska sp. z o. o. ul. Podwalna 8A 12, 58-200 Dzierżoniów, TEL 74 831 76 00, FAX 74 831 17 00, www.pce.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Przesuwniki fazowe – wybór rozwiązania konstrukcyjnego na podstawie potrzeb systemu energetycznego Streszczenie Dzisiejszy model rynku energii determinuje połączenie krajowych systemów elektroenergetycznych, gwarantując niezawodność ich działania oraz umożliwiając przesył na duże odległości. Zawierane umowy międzypaństwowe na zakup - sprzedaż energii, wywołują potrzebę wyznaczenia optymalnej ścieżki przesyłowej. Komplikacje spowodowane różnicą wielkości wytwarzanej energii przy zmiennym zapotrzebowaniu i niekontrolowanych przepływach, stanowią problem kontroli rozpływu mocy w systemach elektroenergetycznych. Środkiem, który umożliwia kontrolę rozpływu mocy czynnej jest przesuwnik fazowy. Poprzez odpowiednie połączenia uzwojeń z różnych faz, możliwym jest wymuszenie przesunięcia kąta fazowego napięcia, pomiędzy zaciskami wejściowymi a wyjściowymi, co pozwala na kontrolę rozpływu mocy czynnej w systemie elektroenergetycznym. Zjawiska elektromagnetyczne zachodzące w trakcie eksploatacji urządzeń, wymagają od konstruktora odpowiedniego warsztatu wiedzy oraz konieczności przeprowadzenia złożonych obliczeń czy symulacji. Projektowanie przesuwnika fazowego, jako wyspecjalizowanego urządzenia systemowego, wymaga również szczegółowych ustaleń z operatorem sieci. Ograniczenia gabarytowe często przekładają się na sugerowany typ rozwiązania przesuwnika – jedno lub dwurdzeniowego. Uzgodnienia prowadzone między stronami kontraktu winny zwrócić szczególną uwagę na zagadnienia techniczne takie jak: rodzaj zastosowanej regulacji (symetryczna lub asymetryczna), zakres bezobciążeniowego i obciążeniowego kąta regulacji przesunięcia fazowego napięć - α, czy finalnie zmienność impedancji zwarcia przesuwnika, pracującego pod obciążeniem w funkcji kąta

22

α. Uzgodnienia tych parametrów są niezbędne do wyboru optymalnego rozwiązania przesuwnika oraz spełnienia wymagań systemowych. W artykule przedstawiono przegląd możliwych rozwiązań konstrukcyjnych przesuwników i omówiono właściwości każdego z tych rozwiązań. Ukazano zależność wymaganych parametrów na wybór optymalnej konstrukcji urządzenia.

1. Wstęp W dzisiejszych czasach systemy elektroenergetyczne wielu krajów są ze sobą połączone w celu zagwarantowania niezawodności działania czy umożliwienia przesyłu energii na duże odległości. Otwarty rynek prowadzi do zawierania umów między państwami na zakup bądź sprzedaż energii, a drogi przesyłu często przebiegają przez systemy elektroenergetyczne państw, które nie są stroną kontraktu [4]. Komplikacje w postaci zmian generacji energii, zróżnicowanego zapotrzebowania czy niekontrolowanych przepływów do in-

nych sieci stanowią problem gospodarki kontroli rozpływu mocy w systemach elektroenergetycznych, które często mają miejsce na połączeniach międzynarodowych. Środkiem zaradczym, który umożliwia kontrolę przepływu mocy czynnej jest specjalne rozwiązanie transformatora mocy zwanego przesuwnikiem fazowym. Kontrola przesyłu mocy pozornej między dwoma punktami sieci wymaga wymuszenia różnicy przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem źródłowym VS, a napięciem zacisku obciążenia VL oraz różnicy wartości tych napięć. Rozpatrując rozpływ mocy w sieci na jej składnik czynny i pozorny można stwierdzić, że najłatwiejszym sposobem kontroli mocy czynnej jest regulacja przesunięcia fazowego napięć na końcach linii, a mocy biernej – regulując różnicę wartości tych napięć [6]. Wprowadzenie przesunięcia fazowego napięć, a więc kontrola rozpływu mocy czynnej w sieci może być zrealizowana poprzez aplikację przesuwnika fazowego w linii elektroenergetycznej. Zjawisko prze-

Rys. 1. Napięcie dodawcze ΔV występujące między zaciskiem S i L dla dwóch trybów pracy przesuwnika fazowego.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE sunięcia fazowego i zasada działania przesuwników jest znana i stosowana w elektrotechnice od ponad 50 lat, natomiast zastosowanie dużych PF mocy w sieciach elektroenergetycznych jest zjawiskiem stosunkowo nowym i wciąż rozwijającym się [4]. Przesuwnik fazowy zgodnie z normą IEC 62032, będącą „Przewodnikiem zastosowania, specyfikacji i badania przesuwników fazowych”, definiowany jest jako „transformator, który wyprzedza lub opóźnia napięciową zależność kątową jednego obwodu względem drugiego”[4].

Wspomniana wyżej zależność kątowa wyrażana jest w stopniach kątowych.

Wyprzedzający kąt regulacji fazowej występuje gdy napięcie zacisku obciążenia VL wyprzedza napięcie zacisku źródłowego VS. Opóźniający kąt regulacji fazowej występuje w przypadku opóźnienia napięcia zacisku obciążenia VL względem napięcia zacisku źródłowego VS. Zasadę tę ukazano na rys. 1.

Przykładowa aplikacja przesuwnika fazowego została przedstawiona na rys.2. Schemat uproszony przedstawia dwie długie linie połączone równolegle. W linii pierwszej zainstalowano przesuwnik fazowy. Przypadek A charakteryzuje stan pracy przesuwnika, który nie wprowadza przesunięcia fazowego α skutkiem czego rozpływ mocy czynnej w obydwu liniach jest równomierny.

Generowana przez przesuwnik siła elektromotoryczna ΔV wymusza przesunięcie fazowe α między napięciem fazowym zacisku źródłowego S, a napięciem zacisku obciążenia L. Dla uproszczenia zamodelowana SEM posiada kierunek zgodny ze spadkiem napięcia na reaktancji linii długiej.

Zwrot SEM generowanej przez PF może wystąpić jako zgodny ze spadkiem napięcia na linii, otrzymując efekt redukowania przesyłu mocy czynnej – praca opóźniająca (rys. 2, przyp. B) lub przeciwnym, powodując efekt wzmocnienia przesyłu – praca przyspieszająca (rys. 2, przyp. C).

wione wad. Cechą charakterystyczną tego rozwiązania jest szeregowe podłączenie uzwojenia regulacyjnego z podobciążeniowymi przełącznikami mocy do zacisków linii wysokiego napięcia. Pracujące w takiej konfiguracji PPZ są więc bezpośrednio narażone na skutki występujących prądów zwarciowych oraz przepięć łączeniowych i piorunowych. Przełączniki te powinny cechować się wysokim poziomem izolacji oraz wysoką zdolnością łączeniową. Istotną właściwością tego rozwiązania jest niska impedancja zwarciowa przesuwnika zmieniająca się w przedziale od zera do okre-

ślonego konstrukcyjnie maksimum.

Stosunek wartości prądów zwarciowych przepływających przez uzwojenia przesuwnika do jego prądów znamionowych może być znaczący, zwłaszcza w systemach charakteryzujących się niską impedancją zwarciową. Czynniki te muszą zostać rozpatrzone na etapie doboru PPZ oraz przy obliczeniach występujących sił zwarciowych w uzwojeniach [1]. Cecha ta uniemożliwia rozpatrywanie PF o konstrukcji jednordzeniowej jako czynnika limitującego wartości prądów zakłóceniowych występujących w sieci.

Stosowanie tego typu przesuwników

Rys. 2. Kontrola przepływu mocy czynnej w liniach połączonych równolegle za pomocą przesuwnika fazowego [2].

2. Przesuwniki fazowe konstrukcji jednordzeniowej.

Przesuwniki fazowe składające się z jednej części aktywnej są rozwiązaniem uzasadnionym ekonomicznie.

Jeden rdzeń konstrukcji asymetrycznej z nawiniętymi cylindrycznie uzwojeniami przynosi oszczędności użytych materiałów i czasów montażowych na etapie produkcji. Przesuwniki jednordzeniowe nie są jednak pozba-

Rys. 3. Zmiana impedancji zwarciowej w funkcji kąta α dla PF o konstrukcji jednordzeniowej (krzywa żółta) i dwurdzeniowej (krzywa niebieska) [2].

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

23

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE jest więc uzasadnione w systemach o dużych impedancjach, lub w bliskiej odległości do transformatora lub autotransformatora.

Aby uzyskać przesunięcie fazowe między zaciskiem źródłowym i obciążenia należy połączyć wydzieloną część uzwojenia jednej fazy z uzwojeniem fazy drugiej. Poniżej przedstawiono dwie charakterystyczne konfiguracje przesuwników fazowych konstrukcji jednordzeniowej, przesuwnik fazowy symetryczny i asymetryczny.

W PF symetrycznym uzwojenie regulacyjne połączone z fazą V2 – V3 zostało rozdzielone na dwie części i podłączone szeregowo między zaciski S – L fazy V1.

W konstrukcji asymetrycznej pracuje jedno uzwojenie regulacyjne, które nie zostało podzielone. Poprzez zastosowanie podobciążeniowych przełączników mocy pracujących w uzwojeniu regulacyjnym, kąt przesunięcia fazowego α oraz napięcie dodawcze ΔV mogą być kontrolowane w warunkach obciążenia. W przypadku przesuwników konstrukcji symetrycznej i asymetrycznej, zastosowano PPZ z odwracalnym wybierakiem zaczepów (przeznaczonym do pracy w regulacji odwracalnej), dzięki czemu możliwe jest uzyskanie dwóch charakterystycznych stanów pracy przesuwnika – pracy opóźniającej i wyprzedzającej.

Aby uzyskać przesunięcie fazowe α napięcia między zaciskiem źródłowym i obciążenia, konieczne jest wprowadzenie napięcia dodawczego ΔV, które pokazano dla stanu jałowego PF konstrukcji symetrycznej na rys.5. Uzwojenie regulacyjne z PPZ umożliwia podłączenie żądanej liczby zwojów, dzięki

Rys. 6. Wykres wskazowy przesunięcia napięć zacisku źródłowego i obciążenia w PF konstrukcji asymetrycznej.

24

Rys. 4. Przesuwnik fazowy w konfiguracji symetrycznej i asymetrycznej [1].

Rys. 5. Wykres wskazowy przesunięcia napięć zacisku źródłowego i obciążenia w PF konstrukcji symetrycznej [1]

Rys. 7. Uzwojenie regulacyjne PF symetrycznego umieszczone jako zewnętrzne

Rys. 8. Uzwojenie regulacyjne PF symetrycznego z rozdzieleniem regulacji

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE temu wartość składnika ΔV jest kontrolowana. Dzięki uzwojeniom głównym skojarzonym w trójkąt, napięcie dodawcze ΔV1 jest przesunięte o 90° względem napięcia doziemnego fazy VΔ - V10 wymuszając w ten sposób przesunięcie fazowe między zaciskiem S i L. W rozwiązaniu symetrycznym jedynym czynnikiem wpływającym na kontrolę przepływu mocy czynnej jest wprowadzany kąt przesunięcia fazowego α. Takie rozwiązanie wymaga zastosowania dwóch PPZ jednofazowych, na każdą fazę przesuwnika.

W rozwiązaniu asymetrycznym przesuwnika uzwojenie regulacyjne nie zostało podzielone, a więc porównując tę konstrukcję do przesuwnika symetrycznego z rys. 4 można przyjąć, że pracuje tylko jedna jego połowa.

Rozwiązanie tego typu niesie za sobą korzyść redukcji ilości kolumn przełączników. Należy jednak zauważyć, że stosunek napięć źródłowego VS do obciążenia VL zmienia się wraz ze zmianą wprowadzanego kąta przesunięcia fazowego α (rys. 6). Przyjmuje się, że ta zmienność jest pomijalna dla zakresów regulacji kąta α w zakresie -10° ÷ +10° i dla takich wymogów można bez przeszkód konstrukcje niesymetryczne PF stosować.

Rozwiązania konstrukcyjne przesuwników fazowych konstrukcji jednordzeniowej nie odbiegają znacząco od transformatorów mocy. Często spotykanym rozwiązaniem układu uzwojeń w PF jednordzeniowych jest umiejscowienie regulacji jako uzwojenia zewnętrznego, co pozwala na bezpośrednie i łatwe promieniowe wyprowadzenie połączeń do PPZ, rys. 7.

Fizyka występujących zjawisk w układzie pokazanym na rys. 7 wymaga dodatkowych rozważań - prądy płynące w uzwojeniu regulacyjnym nie są ze sobą w fazie, co stanowi istotne zagadnienie. Konsekwencją tego zjawiska jest niestandardowy rozkład strumienia rozproszenia, który z jednej strony generuje znaczne straty dodatkowe w uzwojeniach, a z drugiej skutkuje znacznymi siłami zwarciowymi. Rozwiązaniem tego zagadnienia może być umiejscowienie jednej połowy uzwojenia regulacyjnego przy rdzeniu, a drugiej za uzwojeniem skojarzonym w trójkąt [3]. Układ ten obrazuje rys. 8.

Taki układ uzwojeń w porównaniu rozwiązania z regulacją umieszczoną na zewnętrz, wymaga bardziej skomplikowanych zabiegów konstrukcyjnych przy projektowaniu odpływów i połączeń z PPZ.

3. Przesuwniki fazowe o konstrukcji dwurdzeniowej.

Przesuwniki fazowe w rozwiązaniu z dwiema częściami aktywnymi są jednostkami dość złożonymi kon-

strukcyjnie. Znaczna ilość połączeń wewnętrznych oraz konieczność zachowania wymaganych odstępów izolacyjnych, wymaga od konstruktorów pracochłonnych analiz projektu, zarówno zjawisk elektromagnetycz-

Rys. 9. Przesuwnik fazowy w konfiguracji dwurdzeniowej. [1]

Rys. 10. Przesuwnik dwufazowy w konfiguracji dwurdzeniowej. [2]

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

25

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 11. Wykres wskazowy przesunięcia napięć zacisku źródłowego i obciążenia w PF konstrukcji dwurdzeniowej, symetrycznej. [2]

Rys. 12. Aranżacja uzwojeń PF dwurdzeniowego z regulacją grubą – drobną.

nych jak i naprężeń mechanicznych.

Przesuwniki fazowe konstrukcji dwurdzeniowej składają się z dwóch części aktywnych. Jednostka podłączona szeregowo do linii elektroenergetycznej nosi nazwę transformatora szeregowego lub dodawczego, natomiast druga jednostka nazywana jest transformatorem wzbudzającym. Rozwiązania charakteryzujące się niewielkimi napięciami znamionowymi (≤ 230 kV) oraz niskimi mocami własnymi umieszcza się najczęściej w jednej kadzi, wspólnej dla obu części aktywnych.

Konstrukcje dwurdzeniowe, przeznaczone dla wyższych napięć i mocy, ze względu na ograniczenia transportowe, wykonuje się raczej jako dwie oddzielne jednostki umieszczone w osobnych kadziach. Ilość wymaganych materiałów, złożony projekt elektryczny i mechaniczny powoduje, że jednostka dwurdzeniowa w tej konfiguracji bywa rozwiązaniem znacznie bardziej kosztownym, w porównaniu do konstrukcji jednordzeniowej.

PF z dwiema częściami aktywnymi poza wysokim stopniem skomplikowania i dużą masą, posiada szereg zalet. Impedancja zwarciowa takiego przesuwnika jest sumą impedancji jednostki dodawczej i wzbudzającej, która zawsze jest większa od zera, gdyż impedancja jednostki dodawczej jest stała i niezmienna w funkcji kąta przesunięcia fazowego. Jak wcześniej wspomniano, PF z jedną częścią aktywną charakteryzują się pomijalną impedancją własną przy zerowym kącie przesunięcia fazowego

α. W przesuwniku dwurdzeniowym dla dowolnego położenia PPZ, jego impedancja własna jest większa od zera. Stanowi to pewne zabezpieczenie przed skutkami prądów zwarciowych pojawiającymi się w sieci.

Przewidując połączenie transformatora szeregowego ze wzbudzającym, umieszczonych w oddzielnych kadziach, z reguły wyklucza się ich wykonanie napowietrzne, gdyż zwarcie występujące na drodze TR szeregowy – TR dodawczy skutkowałoby wystąpieniem znacznych sił zwarciowych.

Dlatego połączenia te wykonuje się jako hermetyczne, bezpośrednio łączące dwie jednostki ze sobą. Zastosowanie tego rodzaju połączenia, często zawierającego szczelne kołnierze separujące olej dwóch jednostek, wymaga wysokiej precyzji mechanicznej.

Podobciążeniowe przełączniki zaczepów pracujące w uzwojeniach regulacyjnych jednostek wzbudzających PF konstrukcji dwurdzeniowej nie znajdują się na wysokim potencjale sieci przesyłowej, jak to ma miejsce w przypadku konstrukcji jednordzeniowej. Przełączniki są więc w mniejszym stopniu narażone na pojawiające się w linii przepięcia piorunowe, łączeniowe czy prądy zwarciowe. Dlatego dużą zaletą rozwiązania PF w konfiguracji dwurdzeniowej jest możliwość zastosowania jednego PPZ o niskim poziomie izolacyjnym (niezależnym już od napięcia sieci przesyłowej).

Transformator dodawczy zawiera uzwojenia podłączone szeregowo do

26

zacisków S i L oraz uzwojenie dodawcze połączone z uzwojeniem regulacyjnym jednostki wzbudzającej. Transformator wzbudzający składa się z uzwojenia wzbudzającego zasilanego napięciem doziemnym systemu trójfazowego oraz uzwojenia regulacyjnego z podłączonym PPZ. Schemat połączeń przedstawiono na rys. 9.

W połowach uzwojeniach szeregowych, pomiędzy zaciskami S i L zostały wyprowadzone odczepy, które są połączone z uzwojeniem wzbudzającym transformatora wzbudzającego. Taki układ połączeń jest charakterystyczny dla rozwiązania symetrycznego, które nie wprowadza różnicy między amplitudami napięć VS i VL. Uzwojenie dodawcze danej fazy zasilane jest napięciem międzyfazowym dwóch pozostałych faz uzwojenia regulacyjnego jednostki wzbudzającej, zgodnie z rys. 10.

Idea wymuszenia przesunięcia fazowego α napięcia między zaciskiem źródłowym S i obciążenia L została omówiona dla stanu jałowego PF konstrukcji dwurdzeniowej symetrycznej.

Napięcie międzyfazowe B2 – B3 dwóch faz uzwojenia regulacyjnego zasila pojedyńcze uzwojenie dodawcze transformatora szeregowego. Napięcie odłożone na uzwojeniu szeregowym wprowadza składnik dodawczy ΔV, (przesunięty o 90° względem napięcia fazowego uzwojenia wzbudzającego E1) między wektory napięć doziemnych Vs i VL wymuszając ich przesunięcie fazowe α. Ideę obrazuje rys. 11. Uzy-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE skane przesunięcie fazowe α jest ściśle zależne od wprowadzonego składnika napięcia dodawczego, regulowanego ilością zwojów pracujących w uzwojeniu regulacyjnym transformatora wzbudzającego.

Jedną z często spotykanych aranżacji uzwojeń PF o konstrukcji dwurdzeniowej jest ta przedstawiona na rys.

12. PF w tej konfiguracji zawiera dwa uzwojenia regulacji grubej oraz jedno regulacji drobnej z wyprowadzonymi zaczepami.

Uzwojenia regulacyjne pod postacią regulacji grubej – drobnej znalazło zastosowanie w aplikacji PF dwurdzeniowych w przypadku gdy wymagane są duże zakresy regulacji i konieczność redukcji wartości napięć na stopień przełącznika. Rozwiązanie to wymaga użycia specjalnego przełącznika (ARS - Advanced Retard Switch), umożliwiającego podobciążeniową rekonfigurację połączenia regulacji do pracy przyspieszającej lub opóźniającej PF [5].

4. Główne parametry przesuwników fazowych i ich wpływ na wybór konstrukcji jednostki.

Sposób wykonania przesuwników fazowych może być różny. Podstawowy podział konstrukcji to: dwurdzeniowe oraz jednordzeniowe, a każda z tych grup posiada wiele możliwych wersji wykonania: symetryczne, niesymetryczne, z różnymi aranżacjami uzwojeń i modyfikacjami ich połączeń.

Głównymi parametrami przesuwników fazowych są: yy Znamionowe napięcie uzwojenia szeregowego UN. yy Moc przechodnia SN – określana iloczynem napięcia i prądu znamionowego płynącego w uzwojeniu szeregowym podłączonym do linii elektroenergetycznej (pomiędzy zaciskami S i L, PF). Moc przechodnia PF związana jest z maksymalnym, dopuszczalnym obciążeniem linii, w której zainstalowano PF. yy Moc własna STD – określana iloczynem wytwarzanego napięcia dodawczego oraz prądu płynącego w uzwojeniach PF. Moc własna uzależniona jest od zmiennego zakresu kąta regulacji α. yy Zakres regulacji kąta regulacji α, który może być definiowany dla stanu jałowego, lub obciążenia. yy Rodzaj regulacji – symetryczna lub asymetryczna – należy zwrócić uwagę, że jest to inny parametr niż rodzaj przesuwnika („sy-

metryczny” – „niesymetryczny”) yy Znamionowa impedancja zwarcia określona dla różnych kątów α.

Pomiędzy mocą przechodnią, a własną przesuwnika fazowego zachodzi następująca zależność (zakładając konstrukcję symetryczną jednostki):

Przyjmowanie przez nabywcę niektórych parametrów PF z zapasem może prowadzić do nawet kilkukrotnego zwiększenia masy, a więc kosztów tych jednostek. Dlatego szczególnie istotna, w przypadku planowania zastosowania przesuwników fazowych w systemie energetycznym jest dyskusja z konstruktorem tych urządzeń, podczas której na bieżąco można dokonać analizy kosztów i zysków wszystkich możliwych wariantów projektu.

Prowadząc ustalenia powyższych parametrów z nabywcą końcowym należy ustalić zakres żądanego kąta regulacji przesunięcia fazowego α, który zdecydowanie wpływa na wartość mocy własnej (a więc determinuje gabaryty PF) oraz dostosować wartość mocy przechodniej do rzeczywistych warunków w systemie elektroenergetycznym.

6. Podsumowanie aplikacji PF w dzisiejszym systemie elektroenergetycznym Zastosowanie przesuwników fazowych przynosi szereg korzyści operatorom sieci elektroenergetycznych.

Odpowiednie umiejscowienie ich w sieci umożliwia kontrolę rozpływu mocy czynnej w systemie przesyłowym. Zmienny kąt α oraz właściwy tryb pracy PF, ogranicza lokalne przeciążenia linii lub z drugiej strony umożliwia zwiększenie przesyłu mocy - w zależności od zapotrzebowania.

Obserwując tendencję rynku energii elektrycznej, coraz większa liczba operatorów decyduje się na aplikację PF w systemie elektroenergetycznym, zwłaszcza na połączeniach transgranicznych [4].

Projekt przesuwnika fazowego, chodź pod względem rozwiązania konstrukcyjnego, zbliżony do konwencjonalnych transformatorów mocy, wymaga precyzyjnych ustaleń parametrów technicznych z nabywcą końcowym. Żądane parametry przesuwnika bardzo znacząco wpływają na jego gabaryty. Dlatego niezmiernie istotne jest wspólne ustalenie wymagań pomiędzy zamawiającym a producentem, tak aby uniknąć niepotrzebnego przewymiarowania konstrukcji.

7. Legenda skrótów.

PF – przesuwnik fazowy SEM – siła elektromotoryczna PPZ – podobciążeniowy przełącznik zaczepów Marcel Ciesielski - ABB Sp. z o.o.

Piotr Dargiel - ABB Sp. z o.o.

Grzegorz Drygała - ABB Sp. z o.o. n

Literatura • [1] International Standard IEEE Std C57.135 / IEC 62032, Edition 2.0 2012-06.

• [2] Materiały wewnętrzne firmy ABB Sp. Z.O.O. • [3] “Electric Power Transformer Engineering”, Edited by James H. Harlow, CRC Press LLC, 2004 • [4] „Wybrane zagadnienia doboru przesuwników fazowych”, Adam Klimpel i Wojciech Lubicki • [5] Special considerations on the Selection of On-load Tap-changers for Phase-shifting Transformers, A Kramer, D Dohnal, B.Herrmann, Maschinenfabrik Reinhausen BmbH, Germany. CIGRE A2-205, 2006, Zurich, Szwajcaria.

• [6] „Nowoczesne urządzenia do kontroli rozpływu mocy w systemie elektroenergetycznym oparte na wielofazowym przekształtniku macierzowym – referat konferencyjny”, Jerzy Szczepaniak, Tomasz Seńko • [7] Dobór głównych parametrów przesuwników fazowych dla zachodnich połączeń transgranicznych KSE – Henryk Kocot, Roman Korab, Maksymilian Przygrodzki, Kurt Żmuda. Politechnika Śląska, Instytut Elektroenergetyki i Sterowania Układów.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

27

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Transformatory rozdzielcze z podobciążeniowym przełącznikiem zaczepów jako element systemów zdalnej stabilizacji napięcia w elektroenergetycznych inteligentnych sieciach rozdzielczych SN Wstęp

We współczesnej gospodarce świata energia elektryczna odgrywa bardzo istotną rolę. Jej światowe zużycie szybko wzrasta, mimo coraz efektywniejszego jej wykorzystywania. Rozwojowi gospodarki światowej i wzrostowi zaludnienia towarzyszy nieustanny wzrost zapotrzebowania na energię.

W celu pokrycia wzrastającego zapotrzebowanie na energię elektryczną, jej światowa produkcja wzrosła na przestrzeni ostatnich 15 lat o prawie 60% [1].

Poniższe zestawienie prezentuje wielkość produkcji energii elektrycznej w latach 2000-2015.

Według najnowszych prognoz prezentowanych w „International Energy Outlook 2016”, w 2040 roku podaż elek-

tryczności wyniesie 37 000 TWh, czyli blisko o 80% więcej niż w roku 2010.

Równocześnie, wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię rośnie koszt pozyskania surowców naturalnych wykorzystywanych do jej produkcji oraz kurczą się ich źródła. Jest to szczególnie widoczne w państwach europejskich, które w coraz większym stopniu zależne są od importu paliw kopalnych, wykorzystywanych w transporcie i do produkcji elektryczności. Paliwa kopalne stanowiły w 2008 roku aż 78% [3] wewnętrznego zużycia energii brutto w Unii Europejskiej. Pomimo systematycznego spadku w kolejnych lat ich udział jest nadal bardzo znaczący i wynosił w 2015 roku 72,6%. W świetle rosnącego zapotrzebowania na energię

elektryczną, ograniczonych zasobów paliw kopalnych oraz coraz bardziej rygorystycznych norm ochrony środowiska, producenci energii zmuszeni są do korzystania z niekonwencjonalnych sposobów jej pozyskiwania.

Szczególnie w ostatnich latach można zauważyć dynamiczny rozwój nowych technologii związanych z odnawialnymi źródłami energii oraz ciągle zwiększający się udział tych źródeł w bilansach energetycznych większości krajów rozwiniętych.

Ogółem w 2014 roku ponad 20% energii elektrycznej zostało wyprodukowane z wykorzystaniem źródeł energii odnawialnej, z czego największy udział miały elektrownie wodne i wiatrowe.

Wzrost znaczenia źródeł energii odna-

Rys.1: Produkcja Energii Elektrycznej na Świecie w latach 2000-2015 [2]

28

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE wialnej w strukturze sektora wytwarzania energii pociąga za sobą zmiany w całej infrastrukturze energetycznej krajów. Oprócz tradycyjnych elektrowni oraz dużych farm wiatrowych i słonecznych powstają mniejsze jednostki w bezpośrednim sąsiedztwie odbiorców energii (rysunek 3). Zaletą kogeneracji rozproszonej jest redukcja kosztów rozbudowy sieci transmisyjnych oraz zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego na obszarze jej stosowania. Jednak w niektórych rejonach gdzie powstają nowe instalacje ma to negatywny wpływ na stabilność sieci dystrybucyjnych ze względu na ograniczoną ilość odbiorców energii elektrycznej. Najczęstszym zjawiskiem występującym w sieciach średniego i niskiego napięcia jest znaczne

Struktura Produkcji Energii Elektrycznej na Świecie 2014

Rys.2: Produkcja Energii Elektrycznej na Świecie w 2014 roku [4]

Rys.3: Porównanie tradycyjnej infrastruktury systemu wytwarzania, transmisji i dystrybucji energii z koncepcją „Smart Grid” [5]

Rys.4: Regulacja napięcia transformatora poprzez zmianę ilości zwojów [6]

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

29

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE wahanie napięcia w cyklu dobowym.

Coraz częściej dochodzi do sytuacji, kiedy operatorzy sieciowi nie są w stanie, za pomocą istniejących urządzeń, dotrzymać wymagań określonych w normie DIN EN 50160, która określa maksymalny wzrost i spadek napięcia na poziomie ± 10% od wartości nominalnej.

Podstawowe rozwiązania regulacji napięcia pod obciążeniem.

Aktualnie dostępne są różne metody umożliwiające kompensację zmian napięcia w sieci i jego utrzymanie w zakresach dopuszczalnych przez normę.

Poniżej zostały wymienione najczęściej stosowane rozwiązania do regulacji napięcia pod obciążeniem w elektroenergetycznych sieciach rozdzielczych SN. Należą do nich : yy Transformator wyposażony w podobciążeniowy przełącznik zaczepów. Aktualnie stosowane rozwiązania opierają się na konstrukcjach mechanicznych przełączników. Mechaniczny przełącznik zaczepów podłączony jest do odczepów regulacyjnych uzwojeń SN. Obecnie do-

stępny jest przełącznik wyposażony w rezystory przejściowe, który zastąpił wcześniejszą wersję z dławikami ograniczającymi prąd. yy Transformator z przekształtnikiem po stronie niskiego napięcia. W tym rozwiązaniu po stronie niskiego napięcia transformatora podłączony jest przekształtnik o mocy znamionowej przynajmniej równej mocy transformatora umożliwiający zmianę większości parametrów napięcia wyjściowego (poziom, częstotliwość, cos φ i inne) yy Transformator hybrydowy z przekształtnikiem we fragmencie uzwojenia niskiego napięcia. W powyższej konstrukcji część uzwojenia niskiego napięcia jest zasilana z przekształtnika. Takie rozwiązanie pozwala na regulację napięcia w niewielkim zakresie. Natomiast zastosowany przekształtnik może charakteryzować się mocą znamionową na poziomie kilku procent mocy znamionowej transformatora.

Poniżej porównane zostały w formie tabelarycznej główne cechy transformatora z mechanicznym podobciążeniowym przełącznikiem zaczepów, trans-

Metody regulacji podobciążenowej napięcia w transformatorach i ich wpływ na konstrukcję i funkcjonalność transformatora rozdzielczego

Konieczność zmiany napięcia strony pierwotnej czy też wtórnej transformatora wynika z konieczności zapewnienia stabilnej wartości tegoż napięcia niezależnie od dynamicznych zmian obciążenia w sieci zasilanej przez transformatory. Problem ten został zauważony już ponad 100 lat temu i pierwsze patenty dotyczące rozwiązania problemu zostały opublikowane już w początkach dwudziestego wieku.

Zmiana napięcia strony wtórnej lub pierwotnej transformatora odbywa się poprzez zmianę przekładni zwojo-

Główne cechy

Rozwiązanie Transformator z mechanicznym podobciążeniowym przełącznikiem

formatora współpracującego z przekształtnikiem oraz transformatora hybrydowego.

Dalsza część referatu poświęcona jest przykładowym sposobom kompensacji wahań napięcia w sieciach dystrybucyjnych poprzez zastosowanie transformatora rozdzielczego wyposażonego w podobciążeniowy przełącznik zaczepów.

Wady Wysoka cena. Prawdopodobnie stała w przyszłości i niezależna od mocy i napięcia transformatora co limituje opłacalność dla małych jednostek.

Transformator z przekształtnikiem Duże dodatkowe straty po stronie niskiego napięcia

Zalety Brak dodatkowych strat (przy rozwiązaniu rezystorowym) Możliwość zmiany parametrów napięcia wyjściowego (poziom, częstotliwość)

Niska sprawność

Płynna regulacja napięcia

Wysoki poziom generowanego hałasu

Możliwość regulacji cos φi

Duże gabaryty

Aktywna filtracja wyższych harmonicznych

Wysoka cena Transformator hybrydowy

Dodatkowe straty

Mała moc znamionowa przekształtnika

Niewielki zakres regulacji napięcia Wymagana dodatkowa powierzchnia przy instalacji

Rys.5: Najczęściej stosowane schematy podobciążeniowej regulacji napięcia [7]

Rys.6: Wybrane parametry techniczne przełączników podobciążenuiowych z regulacją liniowa produkcji firmy ABB do instalacji na kadzi lub w kadzi [8]

30

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE wej zgodnie ze znanym powszechnie równaniem transformatora. W zaprezentowanych wzorach uzwojenie o napięciu V1 ma liczbę zwojów Z1 i uzwojenie o napięciu V2 odpowiednio ma liczbę zwojów Z2.

Wyróżniamy 3 podstawowe typy przełączników, sposobów regulacji yy Liniowy yy Z regulacją odwracalną yy Z regulacją zgrubną i dokładną Wybór rodzaju regulacji związany jest z wieloma czynnikami, ale w przypadku transformatorów rozdzielczych możemy śmiało powiedzieć, że decydującym czynnikiem będzie zakres i ilość stopni regulacji. W praktyce, biorąc pod uwagę typowe wymagania klientów, wymagania dotyczące jakości energii elektrycznej oraz przewidując niekorzystny wpływ rozproszonej ge-

neracji energii na stabilność napięć, możemy śmiało założyć, że regulacja +-10% w 2,5% stopniach usatysfakcjonuje wszystkich europejskich klientów.

Wymagania dotyczące szerszego zakresu regulacji pojawiają się najczęściej w przypadku problemów wyspecyfikowanych przez klientów z krajów, gdzie sieć energetyczna jest lokalnie słabo rozwinięta np. Indie.

Rozwiązaniem najprostszym, a zatem i najefektywniejszym ekonomicznie w przypadku transformatorów rozdzielczych będzie regulacja liniowa.

Analizując przykładowe specyfikacje dostępnych na rynku rozwiązań przełączników zaczepów widać, że parametry techniczne tychże przekraczają znacznie wymagania, jakie przynoszą transformatory rozdzielcze. Poniżej widoczna jest przykładowa specyfikacja

przełącznika typu UZ i UBB produkcji ABB. Przełączniki te zostały wybrane, jako urządzenia zaprojektowane na najmniejsze wartości napięć probierczych, najbardziej zbliżone do poziomów probierczych urządzeń instalowanych w sieciach rozdzielczych.

Ze względu na zakresy prądowe i napięciowe urządzeń tych nie możemy zaliczyć do najtańszych. Zastosowanie tychże rozwiązań z pewnością gwarantuje długotrwałą i bezawaryjną eksploatację zestawu transformator rozdzielczy-przełącznik pod obciążeniowy, ponieważ żaden z elementów konstrukcyjnych przełącznika nie jest narażany na pracę w wymagających warunkach prądowo- napięciowych. Zaznaczyć należy, że prezentowane przełączniki nie są urządzeniami bezobsługowymi.

Konieczna, zatem jest zarówno wymian

Rys.7: Wybrane parametry techniczne przełączników podobciażeniowych z komorami próżniowymi produkcji firmy ABB do instalacji na kadzi lub w kadzi [9]

Rys.8: Wybrane parametry techniczne przełączników podobciażeniowych z komorami próżniowymi produkcji firmy ABB do instalacji na kadzi lub w kadzi [10]

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

31

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE oleju jak i wymiana części mechanicznych oraz styków przełącznika. Z powodu braku doświadczenia dotyczącego pracy przełącznika w warunkach mniej wymagających, producent nie podaje wskazówek dotyczących zmiany częstości przeglądów przełącznika w przypadku współpracy z transformatorem rozdzielczym. Typowo dla przełącznika UB producent zaleca przegląd, co 7 lat po 80- 1000 tysiącach przełączeń.

Niedogodności związane z powstawaniem łuku podczas przełączania zaczepów transformatora zostały rozwiązane przez wprowadzenie konstrukcji z komorami próżniowymi. Rozwiązanie to pozwala na przeprowadzenie czynności łączeniowych w komorach próżniowych, a zatem łuk nie powoduje negatywnych zjawisk w oleju. Warto zaznaczyć, że żywotność komór próżniowych jest bardzo duża i pozwala na wykonanie wielu milionów łączeń bez konieczności wymiany. Możemy, zatem mówić, że w przypadku rozwiązania, które obejmuje transformator rozdzielczy z przełącznikiem podobciążeniowym z komorami próżniowymi jest to urządzenie w dużym stopniu bezobsługowe. Poniżej zamieszczone zostały przykładowe specyfikacje przełączników produkcji ABB, które obejrzeć możemy na sąsiednich rysunkach Jednostki wyposażone w podobciążeniowe przełączniki zaczepów były produkowane przez Łódzką fabrykę transformatorów, ale głownie dla potrzeb Centrum Rozwoju Transformatorów Rozdzielczych. W tych przypadkach starając się spełnić róż-

Rys.10: Zdjęcie części aktywnej transformatora wyposażonego w przełącznik ECOTAP VPD. [12]

32

norakie wymagania oraz optymalizując koszt i funkcjonalność urządzeń stosowano przełączniki zbliżone typem do przełącznika UBB.

Aby zobrazować skutki takiego rozwiązania posłużyć możemy się poniższą ryciną, gdzie widoczne są fizyczne rozmiary różnych przełączników produko-

Rys.9: Przełącznik ECOTAP VPD.(1 – zespół przełącznika z opornikiem przejściowym i wyłącznikiem próżniowym ; 2- zespół wybieraków) [11]

Tabela 1. Dane znamionowe przełącznika ECOPTAP VPD. [15]

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE wanych przez firmę ABB na tle których, zobaczyć można rozmiary typowego transformatora rozdzielczego o mocy 630 kVA i stratach odpowiadających serii Ao Bk wg normy EN50464, wyposażonego w beznapięciowy przełącznik zaczepów.

Jak widać na załączonej rycinie dominującym gabarytowo w zestawieniu typu transformator rozdzielczy plus przełącznik zaczepów jest przełącznik.

Rozwiązanie takie z pewnością możemy nazwać bardzo pewnym, ale trudno będzie je nazwać kompaktowym.

Rozwiązanie takie nie nadaje się do zastosowania w kompaktowych podstacjach energetycznych, ani do zastosowania w tradycyjnych podstacjach przeznaczonych do transformatorów rozdzielczych.

Dostępnym obecnie rozwiązaniem, będącym odpowiednikiem klasycznych podobciążeniowych przełączników zaczepów do zastosowania w transformatorach rozdzielczych jest konstrukcja stworzona przez firmę Maschinenfabrik Reinhausen GmbH o nazwie ECOTAP VPD. Jest to produkt przeznaczony do transformatorów rozdzielczych, głównie ze względu na swoje gabaryty.

Dzięki stosunkowo niewielkim rozmiarom podobciążeniowy przełącznik zaczepów typu ECOTAP VPD nie wymaga tak znacznego powiększania kadzi transformatora jak ma to miejsce w przypadku zastosowania klasycznych, olejowych przełączników dedykowanych do transformatorów mocy.

Transformatory wyposażone w przełączniki ECOTAP VPD są produkowane przez firmę ABB w Zakładzie Transformatorów Rozdzielczych w Łodzi od 2016 roku.

Elementami wykonawczymi w procesie łączeniowym są komory próżniowe.

Takie rozwiązanie pozwoliło na znaczne ograniczenie erozji styków, a co za tym idzie na osiągnięcie wysokiej trwałości łączeniowej szacowanej przez producenta na ok. 500 000 cykli łączeniowych (o częstotliwości maksymalnej 20 przełączeń na minutę) [13]. Nie bez znaczenia pozostaje również fakt, iż łuk elektryczny palący się na stykach komory próżniowej został w ten sposób odseparowany od oleju w kadzi transformatora, co sprawiło że proces przełączania zaczepów nie wpływa na jego zanieczyszczenie i nie degraduje go.

Rys.10: Zdjęcie części aktywnej transformatora wyposażonego w przełącznik ECOTAP VPD. [12] W przełączniku ECOTAP VPD zastosowano szybkobieżny obrotowy me-

Rys.11: Przykładowy schemat połączeń jednej fazy transformatora z przełącznikiem dla strefy zaczepowej na początku uzwojenia (TW_0_U: główna część uzwojenia strony górnej; TW_1_U: część regulacyjna uzwojenia górnej strony; TS_U: podobciążeniowy przełącznik zaczepów;).[16]

Rys.12: Przykładowy schemat połączeń jednej fazy transformatora z przełącznikiem dla strefy zaczepowej pośrodku uzwojenia (TW_0_U oraz TW_2_U: główne części uzwojenia strony górnej; TW_1_U: część regulacyjna uzwojenia górnej strony; TS_U: podobciążeniowy przełącznik zaczepów;) [17]

chanizm z opornikami przejściowymi.

Oporniki przejściowe charakteryzują się dużą wytrzymałością i zostały zaprojektowane z uwzględnieniem liczby operacji gwarantowanej dla przełącznika.

Konstrukcja przełącznika wykorzystuje sprawdzoną od dziesięcioleci elektro-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

mechaniczną zasadę działania opartą na technologii próżniowej. Takie rozwiązanie umożliwia wyeliminowanie dodatkowych strat energii generowanych w przełączniku. Występowały one we wcześniejszej wersji przełącznika Gridcon iTap wykorzystującej dławiki,

33

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE które pełniły dwojaką funkcję. Z jednej strony ograniczały prąd jaki płynie w zamkniętej pętli prądowej utworzonej przez dwa sąsiednie (zwarte ze sobą w czasie procesu przełączania) odczepy uzwojenia transformatora.

Z drugiej strony były wykorzystywane do pracy ciągłej przy podziale na pół napięcia jakie występuje pomiędzy dwoma sąsiednimi odczepami uzwojenia. Wyróżniane tu były pozycje stabilne i pozycje tzw. mostkowe, w których dławik na każdej z faz jest wpięty pomiędzy dwa kolejne stopnie regulacji, dzieląc różnicę napięć dwóch sąsiednich odczepów po połowie. W tym rozwiązaniu w przypadku gdy przełącznik był ustawiony w pozycji mostkowej, generowane były dodatkowe starty w dławikach. W nowej konstrukcji podobciążeniowego przełącznika zaczepów typy ECOTAP VPD straty dodatkowe zostały wyeliminowane.

Dla konstrukcji ECOTAP VPD największą możliwą liczbą dostępnych pozycji jest wersja 9-cio pozycyjna [14], przy ograniczeniu maksymalnego napięcia na stopień do ośmiuset dwudziestu pięciu woltów. Zakres prądu znamionowego do 100 A i napięcia znamionowego do 36 kV zapewnia możliwość zastosowania w transformatorach o mocy do 8 MVA. Pozwala to na zaprojektowanie transformatora o dość szerokim zakresie regulacji. Wyprodukowane i w pełni przetestowane konstrukcje firmy ABB obejmują transformatory o różnych przekładniach (np. 20/0,4 kV) i różnych zakresach regulacji (np. ± 4 x 2,5%). W zależności od układu połączeń uzwojeń SN transformatorów rozdzielczych strefa regulacyjna jest projektowana w różnych miejscach uzwojenia. Poniżej przedstawione zostały schematy dotyczące typowych rozwiązań konstrukcyjnych.

Wyeliminowanie w konstrukcji ECOTAP VPD dławików i zastąpienie ich opornikami przejściowymi w kadzi transformatora pozwoliło na zmniejszenie jej gabarytów przy zachowaniu niezbędnych odległości izolacyjnych poszczególnych elementów przełącznika.

W zależności od poziomu napięcia, mocy transformatora i zakresu regulacji producent przełącznika projektuje i dostarcza przełączniki o odpowiednich parametrach i gabarytach.

Napędem przełącznika jest silnik krokowy, który przesuwając styki ruchome (główne) oraz specjalną krzywkę sterującą stykami ruchomymi komór próżniowych, powoduje zmianę po-

34

zycji przełącznika zaczepów nie powodując jednocześnie przerwy w zasilaniu. Odpowiednia budowa mechaniczna sprawia, że prąd obciążenia transformatora nie zostaje przerwany w czasie procesu przełączania.

Sterowanie przełącznikiem odbywa się za pomocą skrzynki sterowniczej, w której umieszczony jest sterownik PLC z odpowiednimi modułami rozszerzeń (zasilaczem, sterownikiem silnika krokowego, przetworników napięcia, modułów wejścia/wyjścia oraz modułów komunikacji). Praca przełącznika zaczepów może odbywać się w trzech trybach: yy manualnym (sterowanie przyciskami na skrzynce lub podłączonymi fizycznie do skrzynki przyciskami w sterowni podstacji); yy automatycznym, w którym przełącznik zbiera pomiary napięcia strony dolnej każdej z faz i w sposób automatyczny dostosowuje swoje położenie do panujących w sieci warunków; yy zdalnym, gdzie decyzja o zmianie zaczepów może być wysłana do przełącznika za pośrednictwem sieci LAN. Przełącznik może być dodatkowo wyposażony w moduł CONTROL PRO rozszerzający zakres dostępnych funkcji. Dzięki zastosowaniu tego modułu użytkownik uzyskuje możliwość : yy Zdalnej komunikacji zgodnej z IEC 60870-4-104, IEC 61850, DNP3 i MODBUS TCP yy Zaawansowanych algorytmów regulacji napięcia

yy Regulacji napięcia przy pracy równoległej yy Trójfazowego pomiaru napięcia i prądu yy Przechowywania pomiarów jakości energii Istnieje możliwość aktualizacji oprogramowania sprzętowego i konfiguracyjnego modułu za pośrednictwem portu Ethernet lub USB. Podsumowując, rozwiązanie firmy Reinhausen o nazwie ECOTAP jest ciekawym produktem pozwalającym na realizację podobciążeniowej zmiany napięcia w transformatorach rozdzielczych, a co za tym idzie na produkcję transformatorów rozdzielczych z automatyczną regulacją napięcia, które z powodzeniem mogą być elementami składowymi inteligentnej sieci dystrybucyjnej. Niekwestionowanymi zaletami tego typu rozwiązania jest brak konieczności znacznego powiększania kadzi transformatora (zwiększa się tylko wysokość) , bezobsługowość wynikająca z odizolowania palącego się łuku elektrycznego od oleju w kadzi transformatora oraz wyeliminowanie start dodatkowych generowanych w przełączniku w trakcie eksploatacji transformatora.

• Autorzy:Autorzy: Paweł Kłys - ABB Sp. z o.o.

Witold Sobczak - ABB Sp. z o.o.

Przemysław Szczepanik - ABB Sp. z o.o.

Sławomir Cybulski - ABB Sp. z o.o. n

Literatura

• [1] Global Energy Statistical Yearbook 2016 • [2] Global Energy Statistical Yearbook 2016 • [3] Komisja Europejska “Energia odnawialna zmienia świat”, Luksemburg: Urząd Publikacji Unii • Europejskiej 2011 • [4] Opracowania własne na podstawie danych z OECD Library • [5-10] Opracowania własne ABB • [11] On-Load Tap-changer ECOTAPVPD. Operating Instructions 4899642/01 EN. www.reinhausen.com • [12] Technical data – ECOTAP VPD. The Compact Class For Distribution Transformers. www.reinhausen.com • [13] ECOTAP VPD. The Compact Class For Distribution Transformers. www. reinhausen.com • [14] ECOTAP VPD. The Compact Class For Distribution Transformers. www. reinhausen.com • [15-17] On-load tap-changer ECOTAP VPD Operating Instructions 4899642/01 EN www.reinhausen.com

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

OFERTA DLA ROZDZIAŁU ENERGII NISKIEGO NAPIĘCIA

ZAKRES : • Bezpieczniki cylindryczne, Modulostar® • Bezpieczniki NH, D0 • Multivert®, Multibloc® • Rozłączniki bezpiecznikowe Linocur® • Ograniczniki przepięć • Rozłączniki izolacyjne • Bloki rozdzielcze FSPDB

E P. M E R S E N .CO M

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Nowe możliwości rozwiązań obwodów wtórnych stacji elektroenergetycznych 1.Krótki opis stosowanych obecnie rozwiązań System zabezpieczeń i układów automatyki na stacjach elektroenergetycznych jest oparty na: yy cyfrowych zespołach zabezpieczeniowych yy cyfrowych modułach wyłącznikowych yy cyfrowych sterownikach polowych yy urządzeniach telezabezpieczeń do przesyłania sygnałów binarnych Urządzenia te mogą zbierać wprowadzone na wejścia binarne sygnały stanu położenia łączników WN pola, sygnały ostrzegawcze, czy sygnały o zadziałaniu np. zabezpieczeń firmowych transformatora.

Zgromadzone w ten sposób informacjie mogą być retransmitowane do

36

systemów SCADA i dalej do ośrodków nadzoru.

Odwrotnie z centrów nadzoru mogą być przekazywane na stację polecenia sterownicze do łączników WN czy układów automatyki (np. załączenie/ odstawienie automatyki SPZ , układów synchronizacji czy sterowania przełącznikiem zaczepów).

W stacjach 110/SN funkcja sterownika polowego realizowana jest przez zabezpieczenie, a w stacjach NN instalowane są dedykowane sterowniki polowe połączone siecią światłowodową ze sterownikami stacyjnymi tworząc SSiN. Aparatura ta (szczególnie zainstalowana w ostatnich latach ) posiada możliwość transmisji danych w protokole zgodnym z IEC 61850 jednak zastosowanie tego protokołu zamyka się najczęściej w obrębie stacji do wymiany

sygnałów pomiędzy zabezpieczeniami ( ogólnie IED) a systemem sterowania i nadzoru stacji.

Transmisja pomiędzy stacją a centrami nadzoru oparta jest przeważnie o protokół IEC 60870 lub DNP, co zresztą nie ma większego znaczenia z racji zawartości tej transmisji.

W stosowanych terminalach zabezpieczeniowych czy sterownikach polowych realizowane są pewne automatyki (np. SPZ,LRW czy kontrola synchronizmu) ale wyłącznie w zakresie pola.

Połączenie w zakresie rozdzielni np. funkcji LRW wymaga wykonania połączeń miedzianych (szyn wyłączających) pomiędzy polami rozdzielni i zainstalowania przekaźników pomocniczych – wykonawczych do otwierania wyłączników pól.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Terminale zabezpieczeniowe posiadają blok swobodnie programowalnych logik lecz są one rzadko wykorzystywane.

2. Nowe możliwości rozwiązań z wykorzystaniem sygnałów GOOSE i SV Producenci aparatury zabezpieczeniowej od opublikowania standardu IEC 61850 zbierają doświadczenia i opanowują technikę budowy tzw. stacji cyfrowej w której komunikacja poprzez szynę procesową pomiędzy urządzeniami IED ( terminale zabezpieczeniowe, sterowniki polowe, przetworniki analogowo-cyfrowe tzw „ merging unit” przesyłające sygnały SV – pomiary z przetworników A/D lub bezpośrednio z cyfrowych przekładników prądowych i napięciowych oraz stany binarne w postaci sygnałów GOOSE ze znacznikiem czasu zarówno dla GOOSE jak i SV).

W tak zaprojektowanych obwodach wtórnych znaczną część połączeń miedzianych zastępujemy połączeniami światłowodowymi a rolę przewodu przejmuje sygnał GOOSE ( IEC 61850-8-1 GOOSE).

Daje to możliwość realizacji np. blokad międzypolowych czy układów LRW bez udziału połączeń drutowych.

W dużych stacjach blokady międzypolowe realizowane są w sterownikach centralnych SSiN gdzie informacje o stanie położenia łączników

WN zbierane są w sterownikach polowych i przez sieć LAN dostępne są w sterownikach centralnych.

Automat yka LRW zrealizowana w oparciu o GOOSE eliminuje miedziane szynki wyłączające pomiędzy polami rozdzielni oraz przekaźniki pomocnicze wyłączające. Logika wyłączająca tworzona może być we wszystkich terminalach zabezpieczeniowych pola (podstawowych i rezerwowych) w oparciu o sygnały GOOSE o przyłączeniu pola do systemu szyn ( stan położenia odłączników systemowych) oraz o wyłączeniu od LRW pól danego systemu.

Oczywiście możliwości i zalety stacji cyfrowych rosną w miarę zdobywania doświadczeń na zbudowanych stacjach i są szeroko propagowane przez producentów aparatury.

Stacja cyfrowa wchodzi również w obszar obwodów pierwotnych dając możliwość zastosowania cyfrowych przekładników prądowych (światłowodowych czy cewek Rogowskiego) oraz przekładników napięciowych.

Cyfrowych- czyli dających na wyjściu sygnał SV wg. standardu IEC 61850-9-2 Nawet w klasycznie zbudowanej stacji istnieją miejsca gdzie przekładniki tradycyjne muszą mieć specjalne wykonanie ze względu na warunki pracy, np. na zasilaniu transformatora potrzeb własnych SN/0,4 kV z uzwojenia SN autotransformatora 400/110 kV

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

po stronie SN występuje bardzo duży prąd zwarciowy ( rzędu 30-40 kA) a prąd pobierany przez transf. p.wł. to maksymalnie 15A. Tradycyjny przekładnik prądowy w wykonaniu specjalnym może posiadać najniższą przekładnię 30/1A przy wytrzymałości zwarciowej Ith=1000 i zapewnia wymaganą klasę dla pomiarów. Natomiast rdzeń zabezpieczeniowy przy tej przekładni nie zapewni wymaganej klasy 5P20 i musimy zastosować drugi przekładnik prądowy o przekładni 1500/1A aby zapewnić prawidłowy pomiar np. dla zabezpieczenia różnicowego autotransformatora głównego.

Zastosowanie przekładnika cyfrowego rozwiązałoby problem zarówno dla pomiarów jak i zabezpieczeń.

Stacja cyfrowa jest nowym rozwiązaniem wykorzystującym sprawdzone już cyfrowe terminale zabezpieczeniowe.

W Polsce powstało już lub jest w trakcie realizacji kilka cyfrowych stacji 110/SN w sieci dystrybucyjnej.

W sieci przesyłowej PSE zrealizowało celem zbierania doświadczeń jedno pole 400kV , gdzie terminale cyfrowe współpracujące z cyfrowym przekładnikiem prądowym oraz przetwornikiem A/D (merging unitem) pracują równolegle do układu zabezpieczeń zasilanych z tradycyjnych przekładników prądowych i napięciowych.

Wydaje się , że stacje cyfrowe będą

37

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

38

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE coraz powszechniej stosowane jeśli przekładniki cyfrowe będą konkurencyjne cenowo z przekładnikami tradycyjnymi i ogólny koszt budowy stacji cyfrowej będzie konkurencyjny do stacji tradycyjnej.

Stacja cyfrowa powinna ułatwić eksploatację i testowanie zabezpieczeń.

Dostępne są już testery dedykowane dla stacji cyfrowych (np. firmy Omikron) ,rejestratory GOOSE , merging unity i inne użyteczne w takiej stacji elementy wyposażenia.

Przetestowanie na stacji funkcjonowania szyn procesowych i stacyjnych i stosowanego w nich osprzętu jak switche i routery pozwoli na zbudowanie budzących zaufanie sieci szczególnie w zakresie przesyłu sygnałów GOOSE które mają zastąpić obecnie stosowane połączenia drutowe.

3. Sieć rozdzielcza SN Rozdzielnie SN w stacjach 110/SN w których od wielu lat stosuje się cyfrowe terminale zabezpieczeniowe gdzie międzypolowe połączenia drutowe wykorzystywane są w automatykach LRW

i zabezpieczenia szyn oraz automatyce SCO i SPZ/SCO przy zastosowaniu szyny procesowej IEC61850 połączenia te mogą być zredukowane prawie w 100%.

Rosnące wymagania wobec sieci rozdzielczej w zakresie pewności zasilania odbiorców powoduje konieczność stosowania w głębi sieci reklozerów i wskaźników przepływu prądu zwarciowego.

Aby można było dostarczyć informacje z tych urządzeń do systemów SCADA potrzebne jest niezawodne medium transmisyjne do tego celu wykorzystywane są modemy GPRS lub transmisja radiowa.

Ostatnio pojawiły się modemy umożliwiające transmisję wykorzystując przewody robocze linii SN zarówno kablowych jak i napowietrznych. Umożliwiają one transmisję sygnałów GOOSE a więc mogą być dołączone do szyny procesowej rozdz. SN w GPZ

aparatury służącej do ich realizacji.

Rozwój tego segmentu daje teraz nowe możliwości zastosowania co zostało zilustrowane możliwościami przekładników światłowodowych czy modemu do komunikacji z wykorzystaniem przewodów roboczych linii SN. Ponieważ w większości już zmodernizowanych stacji zainstalowana aparatura jest zdolna do pracy w sieci lokalnej, dlatego śledzenie nowych propozycji dedykowanych dla stacji cyfrowej pozwala na ich zastosowanie w stacjach już działających w miejscach newralgicznych gdzie dotychczas stosowane rozwiązania nie gwarantowały pełnej funkcjonalności.

Henryk Ptasiński BSiPE Energoprojekt Kraków

Podsumowanie

n

Moim celem nie było przedstawienie szczegółowych rozwiązań stacji cyfrowych, gdyż takie są publikowane i omawiane przez dystrybutorów

DRUKOWANY BIULETYN BRANŻOWY WORTAL

eminaria techniczne 22.02.2018 Lublin edycja 59 Utrzymanie Ruchu 13.03.2018 Toruń edycja 60 Utrzymanie Ruchu 17.04.2018 Koszalin edycja 61 Utrzymanie Ruchu 17.05.2018 Mrągowo edycja 62 Utrzymanie Ruchu 20.09.2018 Mielec edycja 63 Utrzymanie Ruchu 18.10.2018 Opole edycja 64 Utrzymanie Ruchu 15.11.2018 Kalisz edycja 65 Utrzymanie Ruchu

Darmo wy wpis p o d s t aw ow y

6-7.06.2018 Bielsko-Biała (2-dni) edycja IX Ex ATEX 13.12.2018 Łódź edycja X Ex ATEX

- nowości z branży - porady specjalistów - przegląd prasy branżowej - katalogi irm i producentów - opisy urządzeń i podzespołów - kalendarium ważnych wydarzeń - słownik techniczny angielsko-polski i polsko-angielski

NEWSLETTER (11.000 ODBIORCÓW)

PRAKTYCZNE SZKOLENIA Programowanie sterowników PLC Siemens S7-1200

Energoelektronika.pl tel. (+48) 22 70 35 290/291, fax (+48) 22 70 35 101 marketing@energoelektronika.pl, www.energoelektronika.pl

39

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Infrastruktura Smart Grid w dobie digitalizacji Współczesne sieci dystrybucyjne muszą sprostać odmiennym wyzwaniom tj. gwałtowne anomalie klimatyczne, wysoka zmienność charakterystyki obciążeń w sieci, jak i restrykcyjne wymogi Urzędu Regulacji Energetyki dotyczące m.in. jakości i niezawodności dostaw energii. Nieustanny wzrost zapotrzebowania i zużycia energii elektrycznej, rozwój i globalna popularność elektromobilności, a także ciągła integracja rozproszonych źródeł energii opartych na zasobach odnawialnych (OZE) np. systemy fotowoltaiczne, generatory wiatrowe, biomasa – zwiększa presję na operatorów sieci dystrybucyjnych (OSD), aby modernizować i zabezpieczać sieci poprzez inteligentne systemy i urządzenia.

Wprowadzenie Tak duży i złożony, system nieliniowy – jakim jest sieć dystrybucyjna - powoduje trudności w optymalnym sterowaniu, zarządzaniu i eksploatacji. Wraz ze wzrostem złożoności rośnie również podatność i prawdopodobieństwo awarii kaskadowych spowodowanych pojedynczym uszkodzeniem w liniach przesyłowych lub dystrybucyjnych. Przeciążenia i niekontrolowane przepływy mocy grożą destabilizacją znacznej części systemu elektroenergetycznego. W odpowiedzi na podobne zagrożenia, Operatorzy Systemów Dystrybucyjnych w roku 2017 przeznaczyli łącznie ponad 420 mln zł (PTPiREE, 2018) na inwestycje dotyczące wdrażania innowacyjnych rozwiązań zwiększających odporności na awarie i zapewniających ciągłą dostępność nowych usług dla coraz bardziej świadomych i wymagających odbiorców.

Należy zdać sobie sprawę, że nie można całkowicie wyeliminować możliwości wystąpienia awarii, dlatego też należy efektywnie wykorzystywać dostępne narzędzia w celu predykcji, minimalizacji obszarów uszkodzeń oraz czasu trwania przerw w dostawie energii.

Koncepcja inteligentnej sieci – współczesne cele i wymagania Jedna z ogólnie przyjętych definicji sieci Smart Grid określa: „Inteligentne Sieci Energetyczne (ISE), jako kompleksowe 1

rozwiązania energetyczne, pozwalające na łączenie, wzajemną komunikację i optymalne sterowanie rozproszonymi dotychczas elementami sieci energetycznych – zarówno po stronie producentów, jak i odbiorców energii 1”.

Realizacje ISE w Polskiej energetyce rozpoczęto od próby zdefiniowania i stworzenia infrastruktury pomiarowej bliskiej odbiorcy końcowemu poprzez instalację inteligentnych liczników AMI. Dopiero po upływie kilku lat postrzeganie sieci typu Smart zostało rozszerzone o nowoczesną automatyzację przesyłu i dystrybucji, aby finalnie przygotować system gotowy do kompleksowego nadzorowania procesem dostaw energii.

Wdrożenie idei Smart Grid w nowoczesnych systemach elektroenergetyczne koncentruje się na realizacji następujących celów na wszystkich poziomach sieci przesyłowych i dystrybucyjnych: yy Niezawodności: energia dostarczana jest zawsze wtedy, gdy jej użytkownicy tego potrzebują i w wymaganej jakości – niezależnie od warunków środowiskowych yy Bezpieczeństwa: bezpieczna sieć może poradzić sobie z atakami fizycznymi i cybernetycznymi bez poważnych przerw lub nadmiernych kosztów odbudowy: inwestycje w kontrolę kosztów, zmniejszone straty w przesyle i dystrybucji energii elektrycznej prowadzą do zwiększenia wydajności produkcji

energii i lepszego wykorzystania aktywów. Ponadto stosuje się m.in. metody kontrolowania przepływu mocy w celu zmniejszenia zatorów przesyłowych, umożliwiając dostęp do zasobów o niskiej mocy, w tym odnawialnych źródeł energii yy Obserwowalności i selektywność: infrastruktura inteligentnych sieci musi odzwierciedlać aktualny układ dystrybucji energii w dowolnej chwili czasu i dostarczać wszystkie wiarygodne informacje z głębi sieci w celu określenia jej ogólnego stanu yy Sterowalności: system zarządzający pracą sieci musi zapewnić możliwość wykonania sekwencji przełączeń w trybie on-line w sposób wiarygodny oraz z pełną obserwowalnością skutków zmian w topologii w obrębie wskazanego obszaru yy Skalowalności: system dystrybucji energii musi być przygotowany do efektywnego dołączania kolejnych odbiorców i źródeł wytwórczych o różnej charakterystyce oraz łatwej adaptacji systemów sterowania i nadzoru do nowej struktury sieci.

Technologie stosowane w inteligentnych sieciach Obecne sieci dystrybucyjne są w dużej mierze zautomatyzowane oraz monitorowane. Pomimo tego, zastosowane standardy i technologie nie umożliwiają inteligentnego i auto-

K. Billewicz, Smart metering Inteligentny system pomiarowy. Warszawa: PWN.

40

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE nomicznego sterowania siecią, które wymaga koordynacji pomiędzy systemami wielkoobszarowym i lokalnymi.

Wcześniej wspominane cele można osiągnąć poprzez fizyczną realizację fundamentów sieci Smart Grid takich jak: yy Budowa inteligentnych stacji WN/SN i SN/nn, gdzie wykorzystano nowoczesną infrastrukturę zarządzająca pracą stacji w tym cyfrowe urządzenie IED do optymalnego monitorowania i kontroli urządzeń stacyjnych. yy Cyfrowa transmisja – dedykowana do realizacji efektywnej i odpornej na zakłócenia komunikacji z systemem nadzorczym lub sąsiednimi sterownikami w głębi sieci w celu przesyłania bardzo dużej ilości danych wytwarzanych przez wyspecjalizowane urządzenia kontrolno-pomiarowe. yy Rozproszony system restytucji, który obejmuje zaawansowane mechanizmy wykrywania, izolacji i odbudowy sieci energetycznej po wystąpieniu anomalii z wykorzystaniem obszarowego lub centralnego nadzoru. yy Inteligentne opomiarowanie, obejmujące zaawansowaną infrastrukturę pomiarową (tj. liczniki bilansujące w stacjach SN/nn, sensory, przekładniki i inne urządzenia stacyjne mierzące wartości elektryczne), która dostarcza klientom i operatorom sieci wiarygodne informacje o zużyciu energii i procesach przebiegających wewnątrz sieci.

Obszar inteligentnych sieci elektroenergetycznych wymaga zastosowania zarazem wyspecjalizowanych jak i uniwersalnych rozwiązań pod względem dłu-

gofalowego użytkowania. Odpowiedzią na tak postawione wymagania stają się uniwersalne sterowniki stacyjne z rodziny Netcon, które zawierają urządzenia dedykowane do nadzoru stacji WN/SN – Netcon 500, stacji SN/nn – Netcon 100, obszarowe koncentratory danych z serii GW502-iM oraz cyfrowe modemy radiowe PDR300.

Inteligentne podstacje WN/SN i RS Urządzenie Netcon 500 (Rys. 1) jest uniwersalnym koncentratorem stacyjnym dedykowanym do stacji WN/SN bądź stacji rozdzielczych SN. Modułowa konstrukcja zapewnia możliwość szybkiej adaptacji do zastanych potrzeb, jak i również szybkiego i łatwego dostosowywania się do rosnących wymagań sieci Smart Grid. Ważną cechą koncentratora Netcon 500 jest możliwość tworzenia matrycy urządzeń składającej się z 16 kaset, które łącznie obsługują do 8000 sygnałów fizycznych wraz z dodatkowymi danymi udostępnianymi przez protokoły komunikacyjne takie jak IEC 61850 lub DNP3.

Sterowniki stacyjne odgrywają najważniejszą rolę w procesie nadzoru i sterowania stacją WN i SN. Urządzenia te muszą spełniać wymogi nieprzerwanej pracy, stabilności i odporność na uszkodzenia. W konstrukcji Netcona 500 uwzględniono ww. oczekiwania już na etapie projektowania architektury urządzenia.

Zastosowanie możliwości duplikowania (redundancji) kluczowych podzespołów np. modułu komunikacyjnego i nadzor-

Rys. 1 Urządzenie Netcon 500 dedykowane do stacji WN/SN (źródło: materiały Netcontrol Oy)

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

czego, działających w trybie uśpienia i gotowych do przejęcia zadań modułów podstawowych bez utraty obserwowalności i sterowalności obiektu.

Pomimo faktu, iż standard IEC 61850 obecny jest w europejskiej energetyce od przeszło 15 lat, na rynku polskim wykorzystywany jest głównie w stacjach wysokich napięć. Stopniowo z biegiem czasu, implementacja i stosowanie standardu IEC 61850 będzie się rozprzestrzeniać również na niższych stopniach sieci dystrybucyjnej. W związku z tym podczas planowania modernizacji istniejących lub budowy nowych stacji WN/ SN, stacji rozdzielczych SN istotnym czynnikiem staje się gotowość do późniejszej integracji w systemach w pełni cyfrowych – bazujących na standardzie IEC 61850.

Zastosowanie urządzenia Netcon 500 daje możliwość prostej adaptacji klasycznego (drutowego) rozwiązania do wykorzystania szyn procesowych, stacyjnych i komunikacji horyzontalnej wewnątrz stacji – bazującej na przepływie w pełni cyfrowych danych i sygnałów pomiarowych z wykorzystaniem redundantnych sieci światłowodowych.

Inteligentne podstacje SN/nn Bardzo istotnym elementem koncepcji inteligentnych sieci w obszarze dystrybucji energii jest zapewnienie sterowalności oraz obserwowalności sieci średniego napięcia. Z punktu widzenia niezawodności systemu energetycznego i redukcji wskaźników SAIDI i SAIFI kluczowym aspektem jest auto-

Rys. 2 Urządzenie Netcon 100 dedykowane do stacji SN/nn (źródło: materiały Netcontrol Oy)

41

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE matyzacja przełączeń w głębi sieci SN oraz szybkie i wiarygodne wykrywanie miejsca zwarcia. Analizując współczynnik automatyzacji w głębi sieci oraz wskaźnik procentowej ilości łączników z telesterowaniem na 100 km linii napowietrznej, który wg. raportu2 w roku 2017 wynosił blisko 10%, wyraźnie zauważalne jest wysokie nasycenie ilości łączników w głębi sieci napowietrznych. Jednak z drugiej strony ten sam raport pokazuje znaczący wzrost inwestycji na automatyzację stacji SN/nn, ponieważ w chwili obecnej spółki OSD zarządzają liczbą ponad 500 000 stacji z których tylko 2% posiada zainstalowaną automatykę stacyjną niezbędną do realizacji efektywnego kierowania ruchem.

W tym zakresie znajduje swoje zastosowanie drugie urządzenie z rodziny Netcon dedykowane do realizacji inteligentnego nadzoru i obsługi stacji SN/nn - sterownik stacyjny Netcon 100 (Rys. 2).

Urządzenie spełnia wszelkie wymogi i oczekiwania stawiane stacjom SN/nn integrowanym w sieciach Smart Grid, a dzięki wykorzystaniu sprawdzonych

rozwiązań i nowoczesnych technologii cyfrowych znacząco zwiększa obserwowalność i selektywność aparatury stacyjnej.

W odpowiedzi na gwałtowny rozwój rozproszonej energetyki prosumenckiej z wykorzystaniem mikroinstalacji OZE i pojawiającą się potrzebę poprawy efektywności zarządzania obciążeniami sieci w stacjach SN/nn, urządzenie Netcon 100 wyposażono

w szereg funkcjonalności takich jak: yy Sterowanie i monitoring stacji i sieci SN/nn w czasie rzeczywistym, yy Monitoring, agregacja i analiza obciążenia i współczynników jakości energii po stronie SN i nn, yy Ochrona i zarządzanie generacją rozproszoną wewnątrz sieci z wykorzystaniem możliwości pracy wyspowej opartej o obszarowe zasobniki energii, yy Selektywna detekcja zwarć i uszko-

Rys. 3 Przykład przebiegu napięć i prądów w przypadku uszkodzenia izolacji kabla (źródło: materiały Netcontrol Oy)

Rys. 4 Koncentrator obszarowy GW502-iM (źródło: materiały Netcontrol Oy) 2

Rys. 5 Struktura zarządzania grupą urządzeń Netcon 100 w aplikacji Netcon Application Manager (źródło: materiały Netcontrol Oy)

PTPiREE. (2018). Energetyka Dystrybucja i Przesył. Poznań: PTPiREE.

42

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE dzeń w sieciach SN z uwzględnieniem specyfiki linii kablowych oraz napowietrznych, yy Funkcja zabezpieczeniowa z wykorzystaniem programowalnych cykli SPZ oraz automatyki SZR yy Rejestracja nagrań zwarciowych i zaburzeń w sieci SN i nn, yy Zapewnienie mechanizmów zabezpieczenia oraz izolowania miejsc zwarcia - bazujących na obszarowym, rozproszonym systemie restytucyjnym w głębi sieci SN. W zależności od wykorzystywanych technik pomiarowych tj. pasywne sensory rezystancyjne, czy aktywne sensory pojemnościowe - urządzenie Netcon 100 może być wykorzystywane przy pomiarach i detekcji prądów zwarciowych w klasie 3P lub 0,5P dla pomiarów jakości energii.

W przypadku zastosowania sterownika jako sygnalizatora zwarć lub zabezpieczenia w głębi sieci - mamy możliwość wykorzystania powszechnie stosowanych kierunkowych i bezkierunkowych kryteriów nadprądowych, ziemnozwarciowych w tym również kryteriów z grupy admitancyjnych.

W odpowiedzi na liczne projekty spółek OSD związane z wymianą napowietrznych linii SN w obszarach leśnych na linie kablowe - udział linii kablowych z końcem roku 2017 wyniósł 25,9% a planowane jest zwiększenie do 75%– funkcjonalność urządzenia Netcon 100 rozszerzono o możliwość detekcji zwarć doziemnych przemijających (Rys. 4). Dzięki wykorzystaniu ww. kryterium operatorzy sieci dystrybucyjnych zyskają możliwość zwiększonej diagnostyki i wykrycia długotrwałych uszkodzeń izolacji linii kablowych, które nie zostaną wykryte z wykorzystaniem powszechnie stosowanych kryteriów ziemnozwarciowych.

Konfiguracja i zarządzanie grupą urządzeń w głębi sieci SN przysparza dużych problemów wraz ze wzrostem ich ilości oraz potrzebami dynamicznych zmian nastaw. W przypadku rodziny sterowników Netcontrol cały proces nadzoru może zostać zrealizowany się za pomocą centralne, dedykowanej usługi Netcon Application Manager (NAM) instalowanej w infrastrukturze informatycznej klienta (Rys. 3). Dzięki zastosowaniu architektury scentralizowanej, służby zarządzające siecią zyskują możliwość porównywania, nanoszenia zmian, archiwizacji parametrów konfiguracyjnych w dowolnej liczbie urządzeń.

Dodatkowo wszystkie urządzenia

Rys. 6 System restytucyjny typu Self-Healing Network (źródło: materiały Netcontrol Oy)

z rodziny Netcon posiadają zunifikowany interfejs konfiguracyjny oparty o technologię www – dzięki czemu podstawowy proces konfiguracji nie wymaga wykorzystania dedykowanych programów konfiguracyjnych i jest dostępny poprzez dowolne media oraz kanały inżynierskie.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

Rozproszony system restytucji Celem efektywnego wdrożenia inteligentnego systemu decyzyjnego w sieci energetycznej jest osiąganie wyznaczonych celów bez ingerencji operatora w największym stopniu i skończonym czasie. Stabilna praca

43

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE autonomicznego systemu znacząco zwiększy efektywność w długofalowym zarządzaniu siecią jak i niwelowaniu zdarzeń losowych. Przykładowo w procesie izolacji zwarcia kluczowe znaczenie ma ciągłe kontrolowanie wyizolowanego obszaru w celu zapewnienia bezpieczeństwa użytkowników. Z drugiej strony proces przywracania zasilania po awarii jest zwykle odmiennym problemem kombinatorycznym, będącym skutkiem wielu kombinacji operacji przełączania, które przyrastają wykładniczo wraz z rozmiarem systemu.

Najczęściej spotykane rozwiązania systemów FDIR wdrażane w polskich sieciach dystrybucyjnych opierają się na architekturze centralnej, a zatem zależą od potężnego, centralnego narzędzia komputerowego odpowiedzialnego za obsługę i analizę masowych ilości danych. W rzeczywistości takie podejście tworzy potencjalny pojedynczy punkt awarii. Operatorzy sieci dystrybucyjnych przy wsparciu wielu europejskich grup roboczych, takich jak Inicjatywa IntelliGrid oraz Europejska Platforma Technologiczna Smart Grids, zdefiniowali najważniejsze cele w nadchodzących latach, jako tworzenie struktury zdolnej do dynamicznej optymalizacji wydajności sieci, szybkiej reakcji na zakłócenia i minimalizacji ich skutków, jak również szybkiego powrotu do stabilnej dystrybucji wewnątrz energii.

Odmienne podejście w realizacji systemów FDIR skupia się na tworzeniu lokalnych, obszarowych systemów restytucyjnych w głębi sieci. Zarządzanie procesem izolacji uszkodzeń przy użyciu zdecentralizowanej strategii sterowania może zostać zrealizowane poprzez wykorzystanie obszarowego koncentratora GW502-iM (Rys. 5). Urządzenie zlokalizowane w głębi sieci tworzy system restytucyjny typu Self-Healing Network (SHN) bazując na lokalnej komunikacji ze sterownikami zainstalowanymi na poziomie podstacji SN/nn, gdzie łączniki (lub reklozery) mogą być lokalnie kontrolowane przez sterowniki stacyjne i zostały wyposażone w kierunkowe detektory zwarć. Dodatkowo lokalny koncentrator umożliwia automatyczne pobieranie i przechowywanie danych, nagrań zwarciowych oraz pomiarów uśrednionych do analizy masowej.

W celu zapewnienia koordynacji w wydzielonym pierścieniu (Rys. 6), każdy węzeł w systemie SHN komunikuje się niezależnym kanałem - 3G, 4G, cyfrowa łączność radiowa PDR300

44

Rys. 7 Cyfrowy modem łączności dalekiego zasięgu

(Rys. 7) – z pozostałymi stacjami i koncentratorem obszarowym. Mimo że obszar działania ogranicza się do kilku lub kilkudziesięciu sąsiednich stacji w układzie pierścienia, rozwiązanie to ma zdolność do dynamicznego wyznaczania kompleksowych rozwiązań odtwarzania w czasach dziesiątek sekund (zwykle poniżej 30s) i oferuje elastyczność penetracji danego obszaru. Po zakończeniu rekonfiguracji sieci koncentrator GW502-iM odpytuje wszystkie węzły w sposób podobny, jak w systemie centralnie sterowanym, zbierając dane o bieżącym statusie każdego łącznika przed wydaniem polecenia przywrócenia zasilania w GPZ. Zastosowanie w pełni zdecentralizowanej architektury systemu restytucji powoduje, że cała logika i inteligencja rozdzielona jest na poszczególne węzły w głębi sieci a obszary pozbawione zasilania ograniczane są do minimum w czasie znacząco krótszym niż 3 minuty, co znacząco wpływa na redukcję współczynników SAIDI/SAIFI.

Podsumowanie W efekcie licznych inwestycji związanych z automatyzacją sieci dystrybucyjnej dystans dzielący operatorów spółek dystrybucyjnych w Polsce i krajach UE jest sukcesywnie zmniejszany. Niemniej w roku 2017 zatrzymany został trend sukcesywnego obniżania współczynników SAIDI i SAIFI

dla przerw nieplanowanych, który wynikał z stosowania planu regulacji jakościowej na latach 2016-2020. Odwrócenie pozytywnej tendencji spowodowane zostało niestabilnością warunków atmosferycznych i gwałtownymi anomaliami pogodowymi, co dodatkowo potwierdziło rosnące potrzeby w modernizacji i wdrażaniu inteligentnych rozwiązań zarówno w ujęciu systemowym, jak i lokalnym w głębi sieci.

Źródła • Billewicz, K. (2012). Smart metering Inteligentny system pomiarowy. Warszawa: PWN. • Netcontrol (14, 05 2018).

Products: Netcontrol Oy. Pobrano z lokalizacji Netcontrol Oy: https://www.netcontrol. com/eng/products/ • PTPiREE. (2018). Energetyka Dystrybucja i Przesył. Poznań: PTPiREE.

n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

Sterowniki Netcon dedykowane do realizacji inteligentnych sieci dystrybucyjnych

st en

Rodzina sterowników Netcon zawiera urządzenia dedykowane do nadzoru stacji WN/SN – Netcon 500, stacji SN/nn – Netcon 100 oraz cyfrowe koncentratory obszarowe i konwertery protokołów typu GW502-iM. Modularna i redundantna budowa zapewnia wieloletnią stabilność, skalowalność i możliwość łatwej adaptacji do nowych wymogów stawianych inteligentnym sieciom dystrybucyjnym.

Zunifikowana platforma sprzętowa i konfiguracyjna zapewnia elastyczność i optymalizację kosztów wdrożenia oraz późniejszej eksploatacji urządzeń w nowoczesnych stacjach energetycznych.

o. pl

Inteligentna platforma do nadzoru sieci i stacji energetycznych wysokich i średnich napięć

CZIP®-PROnowa generacja cyfrowych zabezpieczeń CZIP-PRO jest nową generacją cyfrowych zabezpieczeń należących do systemu CZIP produkowanego przez firmę Relpol S.A. od 1995 roku. W tym roku firma Relpol S.A. obchodzi 60- lecie działalności, której podstawą jest produkcja przekaźników, ale również cyfrowych zabezpieczeń sieci średnich napięć. Cyfrowe zabezpieczenia CZIP-PRO przeznaczone są do obsługi pól stacji rozdzielczych średniego napięcia w zakresie zabezpieczeń, automatyk stacyjnych, funkcji sterowniczych, pomiarów, komunikacji i rejestracji.

W artykule zaprezentowane zostały główne cechy systemu CZIP-PRO, jak również rozwiązania o jakie rozbudowana została nowa, rozszerzona wersja cyfrowych zabezpieczeń extCZIP-PRO.

46

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE CZIP-PRO - co nas wyróżnia?

Cyfrowe zabezpieczenia CZIP-PRO są w 100% polskim produktem opracowanym przez konstruktorów firmy Relpol S.A., przy współpracy z Instytutem Elektroenergetyki Politechniki Poznańskiej. W urządzeniu zaimplementowane zostały niezawodne algorytmy i kryteria zabezpieczeniowe, w tym unikalne algorytmy zabezpieczeń ziemnozwarciowych.

Polska myśl techniczna oraz wieloletnie doświadczenie na rynku zabezpieczeń pozwalają na bardzo dobre rozumienie potrzeb oraz bliską współpracę z krajowymi operatorami sieci energetycznych. Jesteśmy gotowi sprostać indywidualnym rozwiązaniom, zapewniamy bezpośredni kontakt z konstruktorami, własny serwis oraz pełen zakres konsultacji i szkoleń. Rozwój produktu we współpracy z polskimi jednostkami badawczymi zapewnia aplikowanie nowoczesnych rozwiązań i unikalnych patentów. Jesteśmy liderem w zakresie jakości tych urządzeń, zarówno pod względem sprzętowym jaki i tym najważniejszym dla tego typu aparatury, czyli zapewnienia bezpieczeństwa i spełnienia wszelkich wymagań i kryteriów zabezpieczeniowych.

Cechą wyróżniająca CZIP-PRO jest z pewnością również intuicyjność i łatwość obsługi. Jednym z podstawowych założeń przy konstruowaniu cyfrowego zabezpieczenia CZIP-PRO było zaprojektowanie jednego urządzenia dla wszystkich pól w rozdzielniach średnich napięć (za wyjątkiem automatyki SZR). Wyboru kompletnego pakietu funkcji dedykowanych dla konkretnego pola dokonuje się z poziomu graficznego interfejsu użytkownika. W jednym urządzeniu CZIP-PRO zostały predefiniowane nastawy pól i oprogramowanie dla wszystkich pól rozdzielni. Takie podejście w bardzo dużym stopniu skraca czas i upraszcza proces uruchomienia aparatury.

Konfiguracja wszystkich parametrów możliwa jest bezpośrednio na ekranie CZIP-PRO. Jednocześnie użytkownik dostaje możliwość programowania własnych logik i wprowadzania indywidulanych rozwiązań.

Również unikalny pod względem czytelności i wielkości 7 calowy dotykowy ekran LCD stanowi wyróżnik na rynku cyfrowych zabezpieczeń. Dzięki zastosowaniu dużego dotykowego ekranu dostęp do nastaw i odczyt parametrów jest przejrzysty i intuicyjny. Funkcje urządzenia są w logiczny sposób

Rys. 1. Oprogramowanie narzędziowe CZIP-SET

Rys. 2. Konfiguracja nastaw głównych i zabezpieczeń ziemnozwarciowych

pogrupowane tak, aby w jak największym stopniu uprościć obsługę użytkownikom. Solidna konstrukcja obudowy, wysokiej jakości podzespoły i materiały. Nowoczesne wzornictwo zostało połączone z trwałą metalową obudową z odlewów, której zadaniem jest zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania.

Oprogramowanie CZIP-SET (rys.1) dostarczane wraz z systemem CZIP-PRO to nowoczesne narzędzie inżynierskie wspomagające użytkownika w tworzeniu nastaw, konfigurowaniu wszystkich dostępnych parametrów oraz bieżącego odczytu danych konfiguracyjnych, pomiarowych i rejestratora zdarzeń.

W pakiecie oprogramowania zawarty jest również moduł umożliwiają-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

cy odczyt próbek zapisanych w rejestratorze zakłóceń i wszechstronną analizę tych danych oraz edytor logik programowalnych. Program umożliwia komunikację z urządzeniami CZIP-PRO poprzez porty szeregowe RS485, światłowód, USB lub Ethernet.

Innowacyjne kryteria zabezpieczeń od skutków zwarć doziemnych w sieciach SN Dzięki stałej współpracy konstruktorów firmy Relpol S. A. z naukowcami z Instytutu Elektroenergetyki Politechniki Poznańskiej, zostały opracowane i wdrożone innowacyjne funkcje zabezpieczeniowe od skutków

47

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE zwarć doziemnych tzn. adaptacyjne zabezpieczenie konduktancyjne oraz selektywne zabezpieczenie ziemnozwarciowe transformatora uziemiającego.

Adaptacyjne zabezpieczenie konduktancyjne, pozwala na skuteczne wykrywanie zwarć doziemnych o rezystancji przejścia na poziomie do 8 kΩ. Badania i praktyka eksploatacyjna potwierdzają, że wprowadzenie tego zabezpieczenia zwiększa prawdopodobieństwo wykrycia wysokooporowych zwarć doziemnych i pozwala na reagowanie w sytuacjach w których klasyczne algorytmy nie dawały żadnego zadziałania. Może być stosowane w sieciach skompensowanych z układami automatyki wymuszania składowej czynnej AWSCz. Mechanizm inicjalizowany jest sygnałem logicznym potwierdzającym załączenie urządzeń wymuszających składową czynną prądu zwarcia. Doprowadzenie takiego sygnału do wejścia cyfrowego terminala CZIP-PRO, to jedyny warunek jaki należy spełnić, by móc bez ograniczeń korzystać z tego skutecznego narzędzia do wykrywania zwarć doziemnych wysokooporowych.

Algorytm można uaktywnić w grupie nastaw ziemnozwarciowych, ustawiając parametr RG0adapt na „tak” (rys. 2).

Selektywne zabezpieczenie od skutków zwarć doziemnych w polu transformatora uziemiającego to jedyne tego typu zabezpieczenie w kraju. Zabezpieczenie znajduje zastosowanie w stacjach rozdzielczych sieci SN z punktem neutralnym uziemionym przez dowolny element impedancyjny, w tym w sieciach skompensowanych. Jego wdrożenie nie wymaga żadnych nakładów inwestycyjnych, a jedynie standardowego wyposażenia rozdzielni w aparaturę i układy pomiarowe. Idea zabezpieczenia oparta jest na detekcji różnicy pomiędzy wartością prądu zerowego 3I0 w obwodzie łączącym szyny rozdzielni z wyłącznikiem pola, a wartością prądu płynącego w obwodzie uziemiającym punkt gwiazdowy transformatora. Kryterium aktywującym zabezpieczenie jest przekroczenie nastawczej wartości progowej składowej zerowej napięcia U0.

Nowe rozwiązania zostały wdrożone na bazie unikalnych algorytmów autorstwa prof. Józefa Lorenca i jego zespołu.

Logiki programowalne W urządzeniach systemu CZIP-PRO został zaimplementowany moduł do obsługi logik programowalnych użytkownika, a w oprogramowaniu narzędzio-

48

Rys. 3. Edytor logik programowalnych w CZIP-SET

wym CZIP-SET (rys. 1) dodano edytor schematów logicznych (rys. 2). Moduł logik programowalnych zwiększa możliwości w zakresie dostosowania urządzenia CZIP-PRO do indywidualnych rozwiązań i potrzeb. Został wprowadzony jako rozszerzenie dotychczasowej funkcjonalności, przy jednoczesnym zachowaniu pełnej kompatybilność ze strukturą sprzętową i programową, bez zmiany algorytmów zabezpieczeń, reguł lampek i przekaźników.

Edytor logik programowalnych umożliwia graficzne zaprojektowanie schematu opisującego połączenia logiczne pomiędzy udostępnionymi sygnałami dwustanowymi, w tym: wejściami binarnymi, wyjściami zabezpieczeń, lampkami i przekaźnikami programowalnymi oraz innymi elementami automatyki zabezpieczeniowej. Wyniki logik programowalnych mogą być wykorzystane między innymi do: blokowania zabezpieczeń, raportowania, sterowania wyłącznikiem, sterowania lamkami i przekaźnikami.

budowa sprzętu w extCZIP-PRO (rys.

3) w szczególności dotyczyła: yy Zwiększenie liczby dostępnych wejść dwustanowych, w zakresie 28, 42 lub maksymalnie 56 wejść. yy Zwiększenie liczby dostępnych wyjść przekaźnikowych, w zakresie 20, 30 lub maksymalnie 40 przekaźników. yy Zmiana gabarytów obudowy. yy Dobudowanie dodatkowych portów Ethernet. yy Wyprowadzenie portów CAN-BUS. yy Wbudowanie modemu GSM. yy Zabudowa portów światłowodowych, do obsługi zabezpieczeń łukochronnych.

Rozbudowa sprzętu Gdy przed siedmioma laty powstawała konstrukcja urządzeń CZIP-PRO, przyjęte wówczas rozwiązania w zakresie sprzętowym i programowym, były optymalne dla ówczesnych wymagań i w znakomitej większości są optymalne na dzień dzisiejszy. Znalazło się jednak kilka elementów, które należało zmodyfikować lub rozbudować. Nie są to jednak zmiany rewolucyjne, a polegają jedynie na rozbudowie istniejącego sprzętu, lub rozszerzeniu funkcji oprogramowania, z zachowaniem wszystkich dotychczasowych własności. Roz-

Rys. 4. Cyfrowe zabezpieczenie extCZIP-PRO

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 5. System Zdalnego Monitorowania i Sterowania CZIP-ZMS

Terminale extCZIP-PRO, opcjonalnie mogą być wyposażane w dwa dodatkowe porty Ethernet, np. na potrzeby obsługi komunikacji w standardzie IEC61850. W stacjach rozdzielczych kolei żelaznych, popularny jest protokół komunikacyjny PPM2, pracujący na magistrali CAN-BUS. W celu umożliwienia zastosowania terminali extCZIP-PRO w tego typu obiektach wyprowadzamy porty CAN-BUS, przeznaczone do obsługi tego standardu.

Na potrzeby komunikacji z terminalami zabudowanymi w rozdzielnicach małych obiektów OZE, wyposażamy nasze urządzenia we wbudowany modem GSM. We współczesnych rozdzielnicach SN, coraz powszechniej stosuje się dodatkowe środki techniczne ograniczające skutki zwarć łukowych. Wychodząc naprzeciw tym oczekiwaniom, wdrażamy w naszych produktach, opcjonalny moduł zabezpieczenia łukochronnego. Szybkie, światłowodowe zabezpieczenie łukochronne, pozwoli zlokalizować zwarcie i bezzwłocznie, niezależnie od innych zabezpieczeń wygenerować impuls wyłączający zasilanie miejsca zwarcia.

Wieloobiektowy System Zdalnego Monitorowania i Sterowania CZIP-ZMS W firmie Relpol S.A. opracowany został system monitorowania urządzeń CZIP-ZMS (rys. 4). Moduły zabezpieczeń CZIP posiadają możliwość dołączenia do sieci Internet za pomocą in-

terfejsu Ethernet i zdalnego nadzorowania. Funkcjonalność ta została wykorzystana do zbudowania systemu do którego dostęp jest możliwy za pomocą dowolnej przeglądarki z urządzeń stacjonarnych lub mobilnych.

System CZIP-ZMS przeznaczony jest do zdalnego, jednoczesnego monitorowania wielu rozproszonych obiektów (OZE i przemysłowych rozdzielnic SN), wyposażonych w terminale CZIP-PRO. Narzędzie administracyjne pozwalające na skonfigurowanie wszystkich istotnych elementów systemu zostało pomyślane tak aby maksymalnie uprościć proces konfiguracji zachowując jednocześnie ogromną elastyczność. Narzędzia umożliwiają prostą konfigurację opierającą się na budowaniu z predefiniowanych elementów całych urządzeń wraz z modelowaniem środowiska ich pracy.

Podsumowanie Konstruujemy i produkujemy aparaturę EAZ od kilkudziesięciu lat i w tych procesach mamy dwa główne priorytety - szczególna dbałość o jakość oraz nieustający rozwój i nadążanie za oczekiwaniami elitarnego grona specjalistów z dziedziny elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej. Mamy nadzieję że wspólny do osiągniecia cel bezpieczeństwa energetycznego będzie realizowany również dzięki systemowi CZIP-PRO. Zapewne pojawi się też wiele modyfikacji i udoskonaleń, wskutek sygnałów i informacji pozyskanych od Państwa.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

Relpol S.A. - Zakład Polon ul. Browarna 11, 65-849 Zielona Góra www.czip-pro.pl www.relpol.com.pl Dział Marketingu i Sprzedaży tel.: +48 68 45 32 708 fax.: +48 68 45 32 702 e-mail: polon@relpol.com.pl Dział Techniczny tel.: +48 68 45 32 703 e-mail: polon@relpol.com.pl

n

49

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Małe złącza a wielki wpływ na rentowność instalacji PV! Głównym celem inwestowania w budowę instalacji fotowoltaicznej jest osiągnięcie maksymalnego zysku finansowego, który zależy od ilości wyprodukowanej i sprzedanej energii elektrycznej. Te dwie wartości mogą znacznie się różnić, ponieważ część energii zostanie stracona na rezystancji złączy i okablowania w trakcie przesyłania z paneli do inwerterów. Energia strat wydzieli się w instalacji w postaci energii cieplnej niszcząc izolację złączy i przewodów, zwiększając niebezpieczeństwo pożarowe i porażenia elektrycznego wywołując konieczność przerw serwisowych w pracy instalacji.

E

lektrownię fotowoltaiczną można w uproszczeniu podzielić na trzy odrębne części (rys 1): część produkcyjną (panele), transport (puszki przyłączeniowe paneli, złącza i przewody) i przetwarzanie (falowniki).

Ilość energii przetworzonej [En Wyj] generującej zysk zależy od tego ile energii wyprodukowanej [En Wej] dotrze do falowników.

PRODUKCJA ENERGII [En Wej]

TRANSPORT ENERGII [En Strat]

PRZETWARZANIE [En Wyj]

Źródła strat energii wytworzonej w panelach PV:

� Rezystancja kontaktu złączy zastosowanych w puszkach przyłączeniowych paneli oraz okablowaniu

Rys 1. Elektrownia fotowoltaiczna

Rys.2 Oryginalne złącza MC4 (pierwsze z lewej) oraz kopie

50

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE �� Wzrost rezystancji instalacji w miarę upływu czasu z powodu korozji elektrochemicznej ��� Rezystancja wynikająca z montażu złączy bez użycia profesjonalnych narzędzi ���� Rezystancja przewodów solarnych Najpopularniejsze obecnie złącza fotowoltaiczne MC4 stworzyła firma Multi-Contact w 2004r. W ciągu 20 lat wielu producentów naśladowało (Rys 2) konstrukcję oryginalnych złączy, aż stały się nieformalnym standardem.

• Rezystancja kontaktu złączy zastosowanych w puszkach przyłączeniowych paneli oraz okablowaniu Większość złączy nazywanych MC4 wygląda podobnie, ale ich jakość może znacznie się różnić od oryginału. Z punktu widzenia strat energii najważniejszym parametrem mówiącym o jakości złączy jest rezystancja kontaktu, która powinna być minimalna i stabilna w ciągu 25lat. Firma Multi-Contact przeprowadziła badania starzeniowe swoich złączy według normy EN50521, w wyniku których gwarantuje, że rezystancja kontaktu złączy nawet po 25 latach nie przekroczy 0,35 mΩ ( zaraz po połączeniu wynosi < 0,2 mΩ). W kartach katalogowych złączy określnych jako MC4 dostępnych w internecie można znaleźć wartości rezystancji < 5mΩ. Jak łatwo obliczyć, wartość energii cieplnej wydzielonej w instalacji w ciągu godziny przy przepływie prądu 10A na 100 połączonych parach o rezystancji kontaktu 4mΩ wynosi 40Wh. Stracimy więc tyle energii, ile w ciągu godziny pobiera żarówka o mocy 40 W. Im większa ilość w elektrowni paneli z puszkami ze złączami złej jakości tym większe straty. Inwestorzy dużych elektrowni mogą mieć wpływ, jakie złącza będą zastosowane w puszkach przyłączeniowych paneli fotowoltaicznych zapewniając sobie maksymalną stopę zwrotu inwestycji.

W 2004 roku firma TÜV Rheiland wykonała test złączy fotowoltaicznych dostępnych na rynku obciążając je i mierząc temperaturę kamerą termowizyjną. Wynik testu (Rys. 3) potwierdził, że niektóre z nich bardzo się grzeją, co świadczy o ich dużej rezystancji kontaktu. Złącza są tak do siebie podobne, że w trakcie podejmowania decyzji nie można kierować się jedynie wyglądem.

Rys. 3 Wynik testu złączy fotowoltaicznych

Rys. 4 Wzrost rezystancji zaciśnięcia po 500 cyklach zmian temperatury

∆U [mV]

Combination of materials Copper

Tin

260

Copper

Silver

320

Copper

Nickel

40

Tin

Silver

470

Tin

Nickel

320

Tab.1 Potencjał elektrochemiczny między połączeniami różnych metali.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

51

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE •• Wzrost rezystancji instalacji w miarę upływu czasu z powodu korozji elektrochemicznej kontaktów elektrycznych Szybkość Korozji Elektrochemicznej zależy od materiałów, z których wykonane są kontakty.

W przypadku złączy fotowoltaicznych najlepszym wyborem jest miedź pokrytą cyną (Tab 1), ponieważ różnica potencjału bimetalu Cu/Sn wynosi 260mV, dzięki czemu są bardziej odporne na korozję elektrochemiczną. Różnica potencjału miedź – srebro Cu/Ag wynosi 320mV i taki wybór jest gorszym rozwiązaniem dla konstrukcji kontaktów, a bardzo złym dla połączenia cynowanych przewodów solarnych i srebrzonych kontak tów, ponieważ różnica potencjału Cyna – Srebro Sn/Ag wynosi aż 470 mV. Powoduje to, że tempo korozji połączenia wtyków i gniazd z przewodami będzie prawie 2 razy szybsze niż w przypadku kontaktów cynowanych, co wybrała firma Multi-Contact już w fazie konstrukcji. Karty katalogowe dostępne w internecie podają, że srebrzone kontakty znajdują się np. w złączach YF-1001, SOLARLOK, SY-C4E.

Rys. 5

••• Rezystancja wynikająca z montażu złączy bez użycia profesjonalnych narzędzi Najlepszą, sprawdzoną metodą montażu złączy z przewodem jest zaciskanie. W przypadku złej jakości połączenia następuje duży wzrost rezystancji w miarę wzrostu temperatury, co potwierdziło Niemieckie Forum Kablowe (forumkabel.de) udostępniając wykres zależności rezystancji połączenia złącza i przewodu (Rys.4) po wykonaniu 500 cykli zmian temperatury w zakresie – 40° C …. + 85° C. Forum Kablowe zbadało również zależność przewodności, rezystancji, a także siły zrywania przewodu od wysokości zaciśnięcia (Rys. 5) Jak widać na wykresie tylko poprawna wysokość zaciśnięcia (zielona strefa) pozwala na uzyskanie pożądanych właściwości.

Poprawną wysokość zaciśnięcia, a tym samym minimalną rezystancję i minimalne straty, gwarantuje użycie do montażu profesjonalnych narzędzi.

52

Tab. 2 Lista 20 najczęściej występujących problemów technicznych w instalacji PV

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE •••• Rezystancja przewodów solarnych Przekroje przewodów fotowoltaicznych powinny być tak dobrane, aby stanowiły minimalny opór dla przepływającego prądu, a wielkość strat na drodze: moduły fotowoltaiczne inwerter przyłącze energetyczne nie powinna przekraczać wartości 1% (dla strony DC i AC).

Najczęściej stosowane są przewody o przekrojach 4 mm2 ( rezystancja właściwa = 4,6 Ω/km) oraz 6 mm2 (rezystancja właściwa = 3,1 Ω/km).

Przedstawione powyżej rozważania dotyczące finansowych aspektów inwestycji w elektrownię fotowoltaiczną stały się również obiektem badań UNII EUROPEJSKIEJ, która finansuje ze swoich środków projekt SOLAR BANKABILITY (www.solarbankability.org) w ramach programu Horizon 2020.

Projekt Solar Bankability ma na celu zdefiniowanie profesjonalnej oceny ryzyka inwestycji na podstawie zebranych danych statystycznych dotyczących awarii w instalacjach fotowoltaicznych. W pierwszej próbie projekt przedstawia oparte na kosztach moduły i analizy skutków (FMEA) do wdrożenia w sektorze fotowolta-

icznym i próbuje zdefiniować metodologię szacowania strat ekonomicznych z powodu awarii planowania, przestoju systemu i zastępowania / naprawy komponentów.

Jednym z wyników projektu Solar Bankability jest opracowanie listy 20 najważniejszych problemów technicznych (Tab. 2) w zakresie złączy / okablowania wpływających finansowo na rentowność instalacji wyrażonej w EUR/ kWp strat na rok .

Problemy związane z okablowaniem i złączami oznaczone są na liście jako CAB. Jak widać, największe straty przynoszą USZKODZONE ZŁĄCZA (2,67 EUR/kWp rok) i NIEPRAWIDŁOWE POŁĄCZENIA KABLOWE (3,93 EUR/kWp rok).

Przykład: Całkowita moc dużych instalacji posiadających koncesje URE powstałych w Polsce w 2017 roku wyniosła 107,7 MW (Raport o Rynku fotowoltaiki w Polsce w 2017 roku opracowany przez dr inż. Stanisława Pietruszko, który można znaleźć w numerze 1/2018 Magazynu Fotowoltaika).

Biorąc pod uwagę tylko wartość strat wynikających z nieprawidłowych połączeń kablowych z powyższej Top listy (= 3,93 EUR/ kWp rok) można obliczyć, jakie całkowite finansowe straty mogą

być wygenerowane tylko w ciągu roku w tych instalacjach: 107 700 kWp x 3,93 EUR/kWp = 423 261 EUR !!!!!

Podsumowanie: Koszty złączy, przewodów oraz puszek przyłączeniowych w panelach PV to mniej niż 1 % wartości całej inwestycji, a samych złączy nawet 0.003% Czy warto więc podejmując decyzję o budowie elektrowni PV ryzykować: yy bezpieczeństwo pożarowe i elektryczne yy niezawodność i przerwy serwisowe yy mniejszą sprawność instalacji w długim okresie yy mniejszy zysk całkowity inwestycji wybierając tanie komponenty?

Mgr inż. Alicja Miłosz SEMICON Sp. z o.o (w artykule wykorzystano informacje z broszury „Small components.

Big impact” firmy STAUBLI EC (dw. Multi-Contact) n

Urzązenia dla energetyki_reklama_czeriwec_2018 wtorek, 5 czerwca 2018 10:18:51

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

53

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Biegunowość podłączenia przewodów a poprawność wyniku pomiaru Do działu technicznego firmy SONEL S.A. dzwonią klienci z pytaniem ,,Czy przy pomiarze rezystancji izolacji, np. kabla energetycznego, biegunowość podłączenia przewodów ma jakieś znaczenie?”.

E

lektronik, który mierzy oporność rezystora odpowie, że nie ma to większego wpływu, gdyż wyniki pomiarów, wykonane w obu kierunkach, nie będą różniły się od siebie.

Sytuacja jest zgoła inna w momencie wykonywania pomiarów na obiektach elektroenergetycznych. Sposób podłączenia przewodów pomiarowych, w przypadku wspomnianego kabla, może wpłynąć znacząco na uzyskane wyniki.

Na początku spróbujmy sobie uświadomić z jakimi prądami mamy do czynienia, podczas wykonywania pomiarów i dlaczego do pomiaru rezystancji izolacji nie możemy podejść tak, jak elektronik do pomiaru rezystora. Wy-

obraźmy sobie prąd, jaki płynie w zwykłej, niepodłączonej do niczego baterii alkalicznej, powodujący jej stopniowe samorozładowanie. Źródła podają, że prędkość samorozładowania to 0.3% na miesiąc. Pojemność ich zaś jest równa około 3000 mAh. Czyli w niepodłączonej baterii płynie prąd rzędu 12.5 µA, co odpowiada rezystancji 80 MΩ mierzonej napięciem 1000 V. Problem zaczyna się wtedy, gdy nie mierzymy rezystancji rzędu MΩ, a setek lub tysięcy GΩ. Wtedy prąd, który mierzy miernik nie jest już takim wyobrażalnym, ale małym prądem, który rozładowuje baterię zapakowaną w blistrze, czekającą na swój czas. Jest to prąd 1000 lub nawet 50 000 razy mniej-

szy (Taki jak prąd pomiarowy podczas pomiaru 40TΩ przy napięciu 10 000V).

W tej sytuacji na pomiar wpływają wszelkiego rodzaju zakłócenia tj.: yy prądy płynące w obwodzie związane z geometrycznym ułożeniem przewodów. Prąd mierzony jest tak mały, że niepożądany prąd, który płynie przez izolację przewodów zaczyna być już porównywalny z prądem pomiarowym i poważnie wpływać na wynik pomiaru. W związku z tym należy unikać układania przewodów jeden na drugim. SONEL S.A. w standardzie dostarcza przewód ekranowany, który, jeśli jest wykorzystywany podczas pomiarów, właściwie eliminuje problem,

Rys. 1. Wysokie napięcie na żyle kabla, przewód powrotny (pomiarowy) na ekranie kabla

54

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE yy przy tak małych mierzonych prądach i nieznanym stanie izolacji obiektu oraz prądach z różnych źródeł niepochodzących z miernika izolacji np.: upływie prądu z innych źródeł znajdujących się w sąsiedztwie, półogniw elektrochemicznych, itp.

Do wejścia prądowego miernika mogą dostać się prądy, wpływające na wynik (prądy błądzące), yy zmiany przepływu prądu mierzonego, związane ze poruszaniem się w okolicy przewodów i mierzonego obiektu. Jest to zjawisko podobne do wykorzystywanego w pojemnościowych ekranach dotykowych.

Poruszający się człowiek jest jedną z okładek kondensatora. Dielektrykiem jest głównie powietrze. Poruszanie się w okolicach przewodów i obiektu pomiarowego powoduje zmianę pojemności przez zmianę odległości pomiędzy okładkami tego pasożytniczego kondensatora, co zmiana pojemności wywołuje przepływ prądu (miernik zapewnia różnicę potencjałów). Przewód ekranowany eliminuje to zjawisko, niestety obiekt mierzony może być niezaekranowany i dlatego należy zadbać o odpowiednie połączenie obiektu z miernikiem. I jeśli nadal obiekt jest niezaekranowany to zaleca się nie poruszanie się podczas pomiarów. W dalszej części tego opracowania będziemy omawiali takie możliwie podłączenie

przewodów pomiarowych, które będzie ekranowało obiekt elektrodą dodatnią miernika, co także redukuje wpływ pasożytniczych pojemności, yy zewnętrzne wolnozmienne pola elektryczne, w których znajduje się miernik i obiekt. Pola szybkozmienne są filtrowane. Pola wolnozmienne poniżej kilku Hz, a w szczególności takie o okresie dłuższym niż 1 s są bardzo podobne do prądu stałego i mogą być zauważalne jako fluktuacje wyniku, yy zjawiska związane z polaryzacją dielektryków, yy wyładowania koronowe z ostrych zakończeń przewodów.

Mając powyższą wiedzę spróbujmy przeanalizować dwa, scenariusze podłączania miernika izolacji do obiektu.

Będziemy rozważali możliwe źródła dodatkowego prądu, który będzie wpływał do wejścia przewodu pomiarowego (czarnego), ale nie przepływał przez rezystor Rx, symbolizujący mierzoną izolację. Czyli rezystancję pomiędzy żyłą przewodu, a ekranem.

Podczas pomiarów wykorzystywany jest przewód ekranowany, dostarczany przez SONEL S.A. w standardzie.

Przypadek pierwszy: Źródła zakłóceń i sposób ochrony przed nimi: yy prądy upływu związane z ograni-

czoną rezystancją izolacji płynące przez RUPŁ1 oraz RUPŁ2, zostają wyeliminowane: - RUPŁ1 przez przewód GUARD (niebieski) za pomocą opaski na izolacji pomiędzy przewodami czerwonym (+) i czarnym (-), - RUPŁ2 przez ekran na przewodzie czarnym (-), zaznaczony cienką, niebieską kreską, yy możliwe prądy upływu pomiędzy ekranem przewodu czarnego, a jego żyłą. Reprezentowane przez RIZOL: - konstrukcja wewnętrzna miernika zapewnia, że napięcie na przewodzie pomiarowym (-) oraz jego ekranie jest, efektywnie, takie same (niedokładność jest na poziomie pojedynczych mV). A zgodnie z prawem Ohma prąd zależy od różnicy potencjałów i rezystancji która tutaj jest bardzo wysoka. W najgorszym razie setki GΩ. W związku z tym można przyjąć, że ten wpływ nie jest istotny, yy możliwe prądy upływu wywołane przez IZAKŁ1 oraz RSKR1 w połączeniu z RSKR3: - konstrukcja miernika eliminuje wpływ prądów zakłócających przez wewnętrzne ekranowanie układu pomiarowego, yy możliwe prądy upływu wywołane przez IZAKŁ1 oraz RSKR1 w połączeniu z RSKR2: - wpływ nie jest eliminowany, - w tym przypadku istnieje ryzyko, że prąd pomiarowy dostanie się do

Rys. 2. Wysokie napięcie na ekranie kabla, przewód powrotny pomiarowy na żyle roboczej kabla

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

55

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE wejścia pomiarowego częściowo z pominięciem badanej rezystancji RX. Jest to przypadek, kiedy upływ prądu (lub inny prąd zakłócający) przez izolację przewodu czerwonego (+) oraz przez izolację zewnętrzną (płaszcz) badanego przewodu, oraz podłoże dostanie się do wejścia pomiarowego, yy możliwe prądy upływu wywołane przez IZAKŁ2 oraz RSKR1 lub RSKR3 w połączeniu z RSKR2: - wpływ nie jest eliminowany, - w tym przypadku istnieje ryzyko, że prąd pomiarowy dostanie się do wejścia pomiarowego częściowo z pominięciem badanej rezystancji RX. Jest to przypadek, kiedy upływa prąd zakłócający, pochodzący z innego źródła przez izolację przewodu czerwonego (+) lub przez izolację miernika oraz przez izolację zewnętrzną (płaszcz) badanego kabla, z udziałem podłoża, do wejścia pomiarowego,

Rys. 3. Zalecany sposób podłączenia do kabla jednożyłowego

Przypadek drugi: yy prądy upływu związane z ograniczoną rezystancją izolacji płynące przez RUPŁ1 oraz RUPŁ2, zostają wyeliminowane: - RUPŁ1 przez przewód GUARD (niebieski) za pomocą opaski na izolacji pomiędzy przewodami czerwonym (+) i czarnym (-), - RUPŁ2 przez ekran na przewodzie czarnym (-). Zaznaczony cienką niebieską kreską,

Fot. 1. Zalecany kierunek polaryzacji

56

Rys. 4. Zalecany sposób podłączenia do kabla wielożyłowego

Fot. 2. Niezalecany kierunek polaryzacji

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE yy możliwe prądy upływu pomiędzy ekranem przewodu czarnego, a jego żyłą. Reprezentowane przez RIZOL: - konstrukcja wewnętrzna miernika zapewnia, że napięcie na przewodzie pomiarowym (-) oraz jego ekranie jest, efektywnie, taki sam (niedokładność jest na poziomie pojedynczych mV). A zgodnie z prawem Ohma prąd zależy od różnicy potencjałów i rezystancji, która tutaj jest bardzo wysoka. W najgorszym razie setki GΩ. W związku z tym można uznać, że ten wpływ nie jest istotny, yy możliwe prądy upływu wywołane przez IZAKŁ1 oraz RSKR1 w połączeniu z RSKR3: - konstrukcja miernika eliminuje wpływ prądów, zakłócających przez wewnętrzne ekranowanie układu pomiarowego, yy możliwe prądy upływu wywołane przez IZAKŁ1 oraz RSKR1 w połączeniu z RSKR2: - prąd IZAKŁ1 nie ma wpływu na pomiar, ponieważ ani przez RSKR1 ani RSKR2 nie może się dostać do wejścia pomiarowego. Przykładowo jeśli nie płynął by prąd IZAKŁ1 wywoływany przez zewnętrzne źródła to prąd upływu, związany z napięciem pomiarowym, płynący przez RSKR1 i RSKR2 także by nie płynął, gdyż nie ma wymaganej różnicy potencjałów. Jeśli płynął by prąd IZAKŁ1 wywoływany przez zewnętrzne źródła to mógłby się zamknąć jedynie z masą miernika przez R SKR3 i/lub RUPL1 lub RUPL2, co mogło by spowodować jedynie zmianę war-

tości napięcia pomiarowego, które jest mierzone i zmiana ta zostanie uwzględniona podczas pomiaru, - w tym połączeniu - wpływ jest wyeliminowany, yy możliwe prądy upływu, wywołane przez IZAKŁ2 oraz RSKR1 lub RSKR3 w połączeniu z RSKR2: - w każdym przypadku prąd nie wpływa do wejścia pomiarowego, a jedynie może wpływać do masy miernika, bądź mieć raczej nieznaczący wpływ na napięcie pomiarowe, które jest przez miernik mierzone i jego ewentualna zmiana uwzględniana w wyświetlanym wyniku pomiaru rezystancji izolacji, - w tym połączeniu - wpływ jest wyeliminowany.

W związku z powyższym SONEL S.A. rekomenduje połącznie obiektu pomiarowego zgodnie z przypadkiem drugim, jak przedstawiono to na rysunku 3 i 4.

Potencjalnie podczas pomiaru rezystancji izolacji występuje efekt elektroendoosmozy, który może wpłynąć na wynik pomiaru rezystancji.

Autorzy, zrzeszeni w organizacji naukowo-technicznej IEEE, wspominają o nim w opracowaniu IEEE Std 43™-2013, dotyczącym w tym przypadku badania rezystancji izolacji maszyn elektrycznych.

Polega on na przepływie wody przez np. ciała porowate pod wpływem oddziaływania pola elektrycznego. Zjawisko to zaobserwowano dość nieregularnie i głównie na starszych materiałach termoplastycznych, ale inżyniero-

wie dowiedli w praktyce, że w zawilgoconej izolacji mogą występować różne wartości rezystancji, w zależności od kierunku polaryzacji przyłożonego napięcia. Zazwyczaj dla starszych i mokrych uzwojeń rezystancja izolacji, dla dodatniej polaryzacji, gdzie przewód dodatni RISO+ jest podłączony do uzwojenia, a przewód RISO- do masy (ziemi), jest wyższa niż dla polaryzacji przeciwnej. Uzyskanie zawyżonej wartości rezystancji izolacji może być powodem dopuszczenia urządzenia do dalszej eksploatacji, gdy w rzeczywistości nadaje się już do remontu [1].

Podsumowując, jeśli odrębne regulacje norm zakładowych nie obligują nas do zachowania odwrotnej polaryzacji, zalecane jest łączenie zacisku niskiego potencjału z żyłą roboczą kabla lub uzwojeniem sinika. Nakład pracy przy wykonywanych czynnościach łączeniowych pozostanie identyczny, jednakże gwarancję poprawności pomiaru uzyskujemy tylko przy właściwym podłączeniu przyrządu do badanego obiektu.

Autorzy: Grzegorz Chrzanowski Wojciech Siergiej SONEL S.A.

Literatura:

[1] IEEE Std 43™-2013 (Revision of IEEE Std 43-2000) IEEE Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Electric Machinery.

n

Sonel MIC-10s1 Miernik rezystancji izolacji

rezystancji izolacji do 40 TΩ • pomiar pomiar współczynnika rozładowania dielektryka, • napięciem schodkowym, współczynników absorpcji

•

AB1, AB2, DAR, PI oraz DD URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018 wysoka odporność na zakłócenia

57sonel.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Dławiki sieciowe i komutacyjne Prostownik pracujący w obwodzie wejściowym falownika pobiera z sieci prąd silnie odkształcony. Wywołuje to zwiększone straty w transformatorach energetycznych oraz w niektórych przypadkach wtórnie powoduje odkształcenie sinusoidy napięcia zasilającego. Częściowe ograniczenie odkształcenia prądu uzyskuje się między innymi poprzez zastosowanie dławików sieciowych.

W

artykule przedstawiono parametry użytkowe dławików wejściowych stosowanych w falownikowych układach napędowych. Omówiono zagadnienia związane z zadaniami i konstrukcją dławików rdzeniowych.

Zadania elementów indukcyjnych w układzie napędowym

Zasilanie układów napędowych za pomocą przekształtników z modulacją impulsów wyjściowych PWM (Pulse Width Modulation) przy dużych częstotliwościach kluczowania oraz dużych stromościach impulsów napięcia du/dt jest przyczyną występowania szeregu zjawisk pasożytniczych w kablach zasilających i silnikach. Niekorzytne oddziaływania występują również po stronie sieci zasilającej. Większość falowników zbudowana jest w topologii z sześciopulsowym prostownikiem na wejściu. Taka konstrukcja jest przyczyną silnego odkształcenia prądu pobieranego z sieci przez falownik. Prąd pobierany przez sześciopulsowy prostownik jest sumą prądów harmonicznych z których harmoniczna piąta jest dominująca. Amplitudy wszystkich harmonicznych prądu pobieranych przez prostownik zależą od impedancji sieci w miejscu połączenia prostownika z siecią. Harmoniczne prądu działają niekorzystnie na energetyczne transformatory sieciowe powiększając ich straty oraz wtórnie wywołując odkształcenie sinusoidy napięcia zasilającego [1].

nych prądu THDi do wartości około 35%. Dalsze ograniczanie zawartości harmonicznych w prądzie pobieranym z sieci jest możliwe przy zastosowaniu filtrów wyższych harmonicznych na przykład typu ThdECOTM [2].

W układach tyrystorowych dławiki komutacyjne o dużej indukcyjności 5 – 8%. ograniczają skutki występowanie zapadów komutacyjnych oraz zmineijszają występujące wtórnie przepięcia komutacyjne. Dławik o dużej indukcujności jest magazynem energii w polu magnetycznym. Oddaje zmagazynowaną energię w czasie komutacji nie dopuszczając lub ograniczając głębokość zapadu napięcia. W odróżnieniu od dławików komutacyjnych, dławiki sieciowe mają przeważnie mniejszą indukcyjność na której występuje około 2 – 4% spadek napięcia podczas przepływu prądu znamionowego.

Rys. 2 Trójfazowy dławik sieciowy typu 3RTN-2%

Konstrukcja i parametry dławików wejściowych

Rys. 1 Trójfazowy dławik komutacyjny typu 3RTN -8%

Częściowe ograniczenie oddziaływania przekształtnika na sieć zasilającą można uzyskać stosując szeregowy dławik sieciowy w torze zasilania przemiennika. Dławiki sieciowe powiększają impedancję sieci zasilającej wpływając na ograniczenie amplitudy prądów harmonicznych pobieranych z sieci przez prostowniki. Przy zastosowaniu dławika możemy ograniczyć wartość współczynnika zawartości harmonicz-

58

Straty dławików zależą silnie od zawartości harmonicznych w prądzie dławika . W trakcie obliczeń niezwykle ważne jest właściwe określenie widma harmonicznych prądu w obwodzie dławika oraz amplitud tych harmonicznych zgodnie z rzeczywistymi warunkami pracy. Tylko wówczas, gdy do projektu przyjęty zostanie rzeczywisty kształt napięcia i prądu, dławik będzie pracował poprawnie, osiągnie założone temperatury a wyliczone straty znajdą potwierdzenie podczas eksploatacji.

W uzwojeniu dławika, w którym płyną prądy harmoniczne o stosunkowo wysokich częstotliwościach występuje efekt naskórkowości (ang. Skin effect) oraz efekt zbliżenia (ang. Proximity effect). Zjawiska te mają istotny wpływ na wartość strat w uzwojeniach dławików, a ich zrozumienie pozwala prawidłowo zaplanować ułożenie przewodów.

Efekt naskórkowości wywołuje przepływ prądu jedynie w warstwie powierzchniowej przewodów, a grubość war-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE stwy przewodzącej maleje ze wzrostem częstotliwości.

Ograniczenie zjawiska naskórkowości realizuje się stosując uzwojenia nawijane wiązką równoległych, izolowanych przewodów. Przekrój pojedynczego przewodu w wiązce definiowany jest w zależności od głębokości wnikania prądu na powierzchni przewodu. Głębokość wnikania prądu (1) zależy od częstotliwości (f), przenikalności magnetycznej (μ, μO,μr) oraz konduktywności (σ) przewodnika [3].

(1) Na straty w rdzeniu magnetycznym dławika składają się podstawowe starty histerezowe i wiroprądowe oraz dodatkowe straty związane ze strumieniem rozproszenia, występujące zwłaszcza w miejscach nieciągłości rdzenia. Ograniczenie strat wiroprądowych poprzez pakietowanie rdzenia z cienkich, izolowanych blach w przypadku dławików nie wystarcza. W obszarach przyszczelinowych występuje zmiana kierunku przebiegu strumienia, który generuje dodatkowe straty wiroprądowe w materiale rdzenia, uzwojeniu oraz w przewodzących elementach konstrukcyjnych.

W rdzeniu magnetycznym przemagnesowywanym okresowo występują siły magnetyczne i magnetostrykcyjne.

Wielkość sił magnetycznych i magnetostrykcyjnych zależy od maksymalnych, lokalnych wartości indukcji magnetycznej w rdzeniu. Działające siły wywołują zmienne naprężenia

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

w blachach rdzenia, co skutkuje drganiami elementów konstrukcji i polem akustycznym wokół dławika.

Uzwojenie dławika zaprojektowane są w sposób ograniczający straty dodatkowe wynikające z obecności harmonicznch prądu (ang. Skin effect). Dzięki kompleksowym działaniom technologicznym ograniczającym straty, obniżenie strat łącznych dławika może sięgać 30-40%.

Firma TRAFECO Sp. J. produkuje oprócz, wysokiej jakości dławików sieciowych i komutacyjnych również nietypowe elementy indukcyjne zaprojektowane według indywidualnych specyfikacji, dedykowane do pracy w specjalnych lub trudnych warunkach eksploatacji.

Literatura [1] Hanzelka Z.,Jakość dostaw energii elektrycznej.

Zaburzenia wartości skutecznej napięcia. AGH, Kraków 2013 [2] Łukiewski M.,Łukiewska A., Pawlaczyk L., Wieloszczelinowe rdzenie w dławikach filtrów sinusoidalnych; ME-ZP Nr2/2017 (114), KOMEL 2017 [3] Kazimierczuk M.K., High-frequency magnetic components, 2009 A John Wiley and Sons, Ltd. Mirosław Łukiewski m.lukiewski@trafeco.pl TRAFECO Sp. J. www.trafeco.pl n

59

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Pomiar wilgotności gazu SF6 Pomiar jakości i wilgotności gazu SF6 W analizie gazu SF6 najważniejszy jest pomiar wilgotności, który pozwala określić zawartość pary wodnej w komorze gazowej. Ogólnie rzecz biorąc, zanieczyszczenia takie jak wilgoć i/lub powietrze są składnikami reakcji podczas gaszenia łuków i przełączania. Większość zanieczyszczeń w gazie jest spowodowana przez nieprawidłowe używanie sprzętu serwisowego (lub niewystarczający sprzęt do obsługi), istnieją jednak również inne przyczyny, jak np. niekompletne opróżnienie komory gazowej po transporcie; nieodpowiednie napełnienie zbiornika gazu; przenikanie gazu przez materiały, z których została wykonana komora; nieszczelności. Część powstających produktów rozkładu jest wysoce toksyczna.

Ze względu na swoje właściwości żrące mogą one korozyjnie oddziaływać na powierzchnie i materiały w komorach gazowych. Z tego względu należy unikać zanieczyszczeń, które powodują powstawanie produktów rozkładu, albo przynajmniej je ograniczać.

Im wyższe ciśnienie w zbiorniku gazu, tym większa bezwzględna ilość wilgoci w porównaniu ze stanem początkowym. Wilgotność jest więc wartością zależną od ciśnienia, co wymaga dobrego zrozumienia zakresu ciśnienia, w którym pomiar był dokonywany. Z tego względu wilgotność jest mierzona pod ciśnieniem wewnątrz komory lub standardowym ciśnieniem atmosferycznym (100 kPa absolutne).

Pomiar wilgotności w standardowym ciśnieniu atmosferycznym może być wykorzystany do porównania jakości

Rys. 1. Cząsteczki wody, które pozostają na powierzchni i powodują gromadzenie się lodu lub kondensatu.

gazów w stanie początkowym, jednak to pomiar punktu rosy/szronu pod ciśnieniem w komorze pokazuje rzeczywistą jakość gazu, w realnych warunkach otoczenia 1).

Dla zlikwidowania wpływu ciśnienia na wskazanie punktu rosy lub szronu, zaleca się wyrażenie wilgotności w μl/l (ppmv).

Ponieważ należy unikać formowania się produktów rozkładu, dodatkowo należy wyróżnić układy z przełączaniem i bez.

Komory nieprzełączające są mniej wrażliwe na formowanie się produktów rozkładu, ale nadal wymagają punktu rosy/ szronu poniżej -5°C dla ciśnienia w zbiorniku, aby zapewnić ponowną sublimację (lód nie przewodzi prądu). Maksymalna dopuszczalna zawartość wody w komorach rozdzielczych jest określona przez producentów rozdzielnic, wartości graniczne są ogólnie niższe. Wynika to z tego, że przełączanie powoduje powstawanie łuku elektrycznego, a ilość niepożądanych produktów rozkładu zależy bezpośrednio od ilości cząsteczek wody, które mogą wziąć udział w reakcji.

Właściwości termofizyczne wilgoci w SF6 W gazach dominujący charakter mają zjawiska adsorpcji, absorpcji i desorpcji. Wynika to z dążenia do stanu równowagi zwanego ciśnieniem pary nasyconej. Jeżeli powierzchnie materiałów konstrukcji zbiorników gazu charakteryzują się znacznie większą wilgotnością niż sam gaz, proces dążenia do równowagi spowoduje dalsze zwiększenie wilgotności gazu, co może mieć krytyczne znaczenie dla właściwości izo-

Rys. 2. Cząsteczki wody, które przenikają materiały organiczne, np. izolację z żywicy epoksydowej.

1) Jest to szczególnie istotne dla pomiarów gazu w urządzeniach wysokiego napięcia, gdzie ciśnienie w komorze ma znacznie wyższą wartość niż ciśnienie atmosferyczne.

Multianalizator WIKA -model GA11, posiada możliwość przełączania jednostki pomiaru.

W celu pomiaru punktu rosy/szronu względem ciśnienia w komorze, należy wybrać °Ctdpr.

Pomiar względem ciśnienia atmosferycznego jest możliwy wybierając jednostkę °Ctd

60

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

W TROSCE O ŚRODOWISKO SF6 - INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA

WIKA - Twój odpowiedzialny Partner w zakresie SF6

WIKA od ponad 40 lat rozwija produkty do monitoringu, analizy oraz obsługi gazu SF6. Obecnie ponad 1,5 milionów naszych produktów dba o bezpieczeństwo urządzeń przesyłowych i dystrybuujących energię elektryczną na całym świecie. Dostarczane przez nas urządzenia wpisują się w koncepcję „cyklu życia” gazu SF6, jaka została przyjęta przez WIKA. Rysunek: Cykl życia gazu SF6

Qua lity a

Co mm iss

s is aly an

Start

s

M

ai

te

n

na

nc

go

e/s

al

i

ty

ce

sin

f SF

er vi

6

ce

Gas

qu

ion at er

End

SF 6 ith

Evacuation of SF6

P ro

Evacuation

Co

Fill ing w

is lys na

ition monitoring ond d u r sc ing ou op inu nt

g nin io

Zielone pola, wewnętrzy krąg: 1. Ewakuacja powietrza/azotu 2. Analiza jakości 3. Napełnianie gazem SF6 4. Analiza jakości gazu 5. Obsługa gazu SF6 6. Ewakuacja gazu SF6 Szare pola, zewnętrzny krąg: 1. Uruchomienie 2. Ciągłe monitorowanie warunków pracy 3. Konserwacja/serwis

Kompletne portfolio można znaleźć na naszej stronie internetowej: www.wikapolska.pl � info@wikapolska.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 3. Zmiana wilgotności związana z temperaturą mierzona na przestrzeni wielu dni.

Rys. 4. Zwiększenie wilgotności w układzie rur ze względu na pompowanie wsteczne gazu.

lacyjnych medium. W warunkach stabilnej temperatury procesy adsorpcji i desorpcji się równoważą, jednak zwiększenie temperatury powoduje zwiększenie prędkości desorpcji, do momentu ponownego uzyskania równowagi. W związku z tym punkt rosy lub szronu dla gazu będzie wyższy. Obniżenie temperatury powoduje zjawisko odwrotne.

W praktyce GIS mogą być instalowane w niskich temperaturach. Analiza gazu wykaże wówczas małą wilgotność ze względu na niski poziom temperatury. Po uzyskaniu wyższej temperatury zbiornika gazu poziom wilgotności wzrośnie, co może prowadzić do błędnej interpretacji wyników pomiaru.

Jeszcze inne problemy pomiarowe występują podczas badania komór gazowych z różnymi konfiguracjami połączeń rurowych. Długość rur ma kluczowe znaczenie dla pomiaru.

Po pierwsze, niektóre analizatory nie pozwalają użytkownikowi zmieniać czasu trwania pomiaru. Powoduje to uzyskanie wskazania znacznie lepszej jakości - co jest oczywiste, gdyż większość gazu pobrana została z układu rur. Ponieważ rury są wykonane przede wszystkim z miedzi lub stali nierdzewnej, jakość znajdującego się w nich gazu będzie najprawdopodobniej wyższa, niż w zbiornikach wykonanych z odlewów aluminiowych lub z izolacją z żywicy epoksydowej, ze względu na właściwości absorpcji, adsorpcji i desorpcji tych materiałów. Po drugie, dodatkowe błędy pomiaru powsta-

62

ją, jeżeli operatorzy przeprowadzają proces pompowania wstecznego zaraz po pomiarze. Każdy układ pomiarowy powoduje niewielkie zwiększenie wilgotności gazu, na co wpływają również zjawiska fizyczne wynikające ze sprężania i rozprężania gazu. W komorach gazowych zwiększenie to można zignorować ze względu na to, że w procesie pomiaru pobierana jest niewielka ilość gazu. Jeżeli jednak po pierwszym pomiarze ten sam gaz jest pobierany z orurowania, przyrząd pomiarowy wskaże wyższą wartość wilgotności.

Autor: Manuel Micheler, WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG Osoba kontaktowa: Tomasz Ćwikliński; tomasz.cwiklinski@wika.com; 508 108 169 n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

EKSPLOATACJA I REMONTY

Oferta Hitachi Power Tools Polska Oferta Hitachi Power Tools Polska wzbogaciła się o nowe urządzenie bezszczotkowe, jest nim wkrętarka o symbolu DS18DBSL. Jest to odpowiednik modelu DS18DBEL, ale o dużo wyższych parametrach pracy.

U

rządzenie to zostało wyposażone w zmodyfikowany silnik bezszczotkowy oraz w zoptymalizowaną przekładnię planetarną. Dzięki takiemu połączeniu udało się zmniejszyć długość urządzenia o 27mm i wynosi ona obecnie 175mm. Zmniejszenie długości maszyny ma bardzo pozytywny wpływ na jej wyważenie i co za tym idzie komfort pracy. Nowa konstrukcja „skrzyni biegów” wpłynęła pozytywnie na moment obrotowy, który osiąga maksymalną wartość 70 Nm. Dzięki wysokim parametrom takim jak moment obrotowy oraz zastosowaniu wysokowydajnych silników bezszczotkowych w połączeniu z nowoczesnymi akumulatorami maszyna osiąga dużą wydajność pracy. Dla przykładu na jednym naładowaniu akumulatora 5Ah można wkręcić w belkę drewnianą około 138 wkrętów o średnicy 8mm i długości 100mm.

Specjalne zaprojektowane przetłoczenia obudowy, grube okładziny typu soft touch oraz powiększony pierścień regulujący sprzęgło poprawiają chwyt maszyny i ułatwiają zmianę parametrów pracy nawet w przypadku bardzo

dużego ich zużycia (wytarcia spowodowanego ciężkimi warunkami pracy).

Zredukowanie wahań momentu obrotowego przy niskim obciążeniu i niskiej prędkości obrotowej zapewnia wysoką stabilność pracy. Praca maszyną w niskim zakresie prędkości obrotowej silnika może spowodować wzrost temperatury podzespołów elektronicznych i napędowych. W takim przypadku zadziała jeden z systemów zabezpieczających wkrętarkę przed przeciążeniem. Uniemożliwi

Dane techniczne Max moment obrotowy (Nm) Max średnica wiercenia stal (mm) Max średnica wiercenia drewno (mm) Max. wymiar wkrętów do drewna (mm) Wkręt maszynowy (mm) Prędkość obrotowa bez obciążenia (niska/wysoka) Dane fizyczne Napięcie akumulatora (V) Długość całkowita (mm) Waga (kg) Uchwyt roboczy (mm/cale) Wyposażenie Walizka HITSYSTEM Hak Światło led Obroty prawo/lewo Obudowa soft grip

64

on dalszą pracę aż do momentu osiągniecia optymalnej temperatury co sygnalizowanie jest szybkimi impulsami świetlnymi diody LED. Urządzenie występuje w trzech specyfikacjach. Specyfikacja WP oznacza, że wkrętaka wyposażona jest w dwa akumulatory 5Ah, WQ to akumulatory 3Ah nowej generacji o zmniejszonych gabarytach. Specyfikacja W4 natomiast to samo urządzenie bez akumulatorów i ładowarki.

Hitachi n

70 13 50 8x100 6 0-400/0-1800 18 175 1,6 13 (1/2") tak tak tak tak tak

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

NOWA MARKA

TE SAME NAJWYŻSZE PARAMETRY

OD PAŹDZIERNIKA 2018 HITACHI POWER TOOLS STAJE SIĘ Od 1948 roku zajmujemy się projektowaniem i rozwojem produktów wyposażonych w najbardziej pionierskie japońskie technologie. Te innowacje pomogły rozwinąć nasze elektronarzędzia, aby wspomagać profesjonalistów w osiąganiu jak najlepszych wyników.

Z biegiem lat wiedza, umiejętności i doświadczenie stanowiły podstawę naszej marki.

Ta mocna podstawa będzie także pierwszym krokiem w rozwoju HiKOKI. www.hitachi-narzedzia.pl

KONFERENCJE I SEMINARIA

VII KONFERENCJA „Stacje elektroenergetyczne WN/SN i SN/nn” Kołobrzeg, 16-17 maja 2018 r.

Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej po raz siódmy było organizatorem konferencji „Stacje elektroenergetyczne WN/SN i SN/nn”, która odbyła się w Kołobrzegu, w dniach 16 - 17 maja br.

W

konferencji uczestniczyła rekordowa liczba 220 uczestników reprezentujących przede wszystkim operatorów sieci, biura projektów oraz producentów związanych z tematem konferencji.

Program konferencji obejmował 25 referatów, które zostały wygłoszone w 6 sesjach: yy Stacje elektroenergetyczne WN/SN, yy Nowoczesne rozwiązania stacji elektroenergetycznych, yy Stosowanie SF6 oraz gazów alterna-

66

tywnych jako medium izolacyjnego, yy Regulacja napięcia transformatorów SN/nn, yy Rozdzielnice i wyłączniki średniego napięcia, yy Automatyzacja sieci SN. W pierwszej części dotyczącej stacji WN/SN przedstawiono wyniki analizy opłacalności budowy stacji elektroenergetycznych, przedstawiono także zalety wykonywania raportów uziemienia dla istniejących stacji elektroenergetycznych wysokiego napięcia. Jako przy-

kład przedstawiono obliczenia i analizy dla jednej z krajowych stacji 220/110 kV. Omówiono czynniki determinujące zapewnienie długotrwałości układu uziomowego stacji elektroenergetycznych oraz dostosowanie trwałości układu uziomowego do oczekiwanego okresu trwałości stacji jako istotnych elementów systemu elektroenergetycznego. Wskazano m.in., że stosowane na świecie rozwiązania zmierzają do uzyskania bezobsługowych układów uziomowych, w związku z czym występuje tendencja do coraz bardziej powszechnego stosowania materiałów o wysokiej odporności na korozję takich jak miedź i stal miedziowana elektrolitycznie, niekorodujące w szerokim zakresie warunków gruntowych.

W zakresie stosowanych obecnie rozwiązań obwodów wtórnych wyposażonych w cyfrowe urządzenia przestawiono nowe możliwości realizacji automatyk zabezpieczeniowych oraz możliwości zbierania informacji z głębi sieci SN dla szybkiej odbudowy zasilania odbiorców.

W kolejnej sesji uczestnicy konferencji mieli okazję zapoznać się z nowoczesnymi, inteligentnymi rozwiązaniami stacji elektroenergetycznych. Przedstawiono m.in. nowe rozwiązanie stacji z magazynem energii.

Jeden z OSD przedstawił doświadczenia z projektu UPGRID, którego celem było zbudowanie i weryfikacja rozwiązań „miejskiej sieci przyszłości” czyli kompletne rozwiązanie w zakresie monitorowania, sterowania i zarządza-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

KONFERENCJE I SEMINARIA nia siecią miejską SN i nn wykorzystujące zintegrowane dane z wielu źródeł (w szczególności z AMI) z możliwością zarządzania mikrogeneracją w celu podniesienia efektywności i niezawodności sieci SN i nn.

Duże zainteresowanie wzbudziła sesja dotycząca stosowania SF6 oraz gazów alternatywnych jako medium izolacyjnego. Przedstawiono informację z których wynika, że w czasie ostatnich kilku lat pojawiło się sporo rozdzielnic rozdziału wtórnego średniego napięcia o izolacji wykonanej w technologiach alternatywnych do SF6. Największą uwagę dotychczasowych producentów rozdzielnic o izolacji SF6 skupia możliwość zastąpienia tego gazu gazem alternatywnym bez zmian konstrukcyjnych rozdzielnicy.

Spośród gazów alternatywnych do SF6, największym zainteresowaniem producentów cieszy się „powietrze suche” (powietrze techniczne). Podsumowano, że a rynku pojawiają się coraz częściej rozdzielnice rozdziału wtórnego średniego napięcia o izolacji stałej. Wszyscy liczący się producenci rozdzielnic SN, w tym również polscy producenci, rozpoczęli proces wdrożenia izolacji alternatywnej do SF6.

Rosnący udział rozproszonych źródeł energii odnawialnej, stawia przed operatorami sieci coraz większe wyzwania techniczne polegające na utrzymaniu napięcia w określonych granicach, szczególnie na terenach pozamiejskich. Generacja rozproszona wykorzystująca źródła energii odnawialnej może powodować znaczny wzrost napięcia, szczególnie w sieciach energetycznych nn. Stąd stosowanie transformatorów SN/nn z podobciążeniowymi przełącznikami zaczepów. W czasie konferencji przedstawiono doświadczenia z zastosowania tego rozwiązania w sieci jednego z OSD. Dokonano także porównania napędów wyłączników próżniowych rozdzielnic rozdziału pierwotnego SN z napędami zasobnikowo-sprężynowymi i z napędami elektromagnesowymi. Oceniono, że wyłączniki próżniowe z napędami zasobnikowo-sprężynowymi nadal będą miały zastosowanie w rozdzielnicach o dużych prądach znamionowych i dużych prądach znamionowych zwarciowych wyłączalnych. Jednak dla większości zastosowań wyłączniki z napędem elektromagnesowym stanowią alternatywę dla wyłączników z napędami zasobnikowo-sprężynowymi, za sprawą krótszych cza-

sów, prostoty konstrukcji i dużej niezawodności oraz znacząco większej trwałości mechanicznej.

W czasie ostatniej sesji przedstawiono systemy automatyki dla stacji i sieci elektroenergetycznych, niekonwencjonalne rozwiązania układów zabezpieczeń sieci średniego napięcia oparte na rozszerzonej komunikacji oraz doświadczenia z testów urządzeń telemechaniki dla stacji SN/nn.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

Konferencji zwyczajowo towarzyszyła wystawa producentów i dystrybutorów związanych z tematyką konferencji Uczestnicy spotkania mieli okazję zapoznać się z ofertami kilkunastu firm.

Na podstawie prezentowanych referatów Jarosław Tomczykowski n

67

KONFERENCJE I SEMINARIA

Między nauką, praktyką i doświadczeniem Sprawozdanie z konferencji „Łączniki w eksploatacji 2018” Konferencje naukowo-techniczne służą nie tylko wymianie zdobytej wiedzy i nabytych doświadczeń, ale także integracji środowiska danej branży.

Konferencja „Łączniki w eksploatacji 2018”, która odbyła się w dniach 25-27 kwietnia w Krakowie, była ku temu okazją z kilku powodów.

P

rzede wszystkim służyła jej ugruntowana renoma organizatorów. Dzięki temu gościli wysokiej klasy specjalistów o dużym doświadczeniu. Wiedza spotykała się tu z doświadczeniem wynikającym z pracy przy eksploatacji urządzeń łączeniowych na średnie i wysokie napięcie. Szczególnie interesujące okazały się te wystąpienia, w trakcie których analizowano konkretne przykła-

68

dy awarii lub zabiegów technicznych.

Uczestnicy konferencji reprezentowali głównie firmy dystrybucyjne, usługowe i produkcyjne takie jak: Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A., Energa Operator S.A., Energa Operator Eksploatacja Gdańsk Sp. z o.o., Siemens Sp. z o.o., Siemens AG, ABB Sp. z o.o., TAURON Dystrybucja S.A., PGE Dystrybucja, Innogy Stoen Operator Sp. z o.o., PAK Serwis Sp. z o.o., PGE Dystrybucja S.A.,

PGE GiEK S.A., ELTEL Networks Energetyka S.A., ZPBE Energopomiar-Elektryka Sp. z o.o.

W sesjach udział wzięli także pracownicy ośrodków naukowych: Politechniki Opolskiej, Zachodniopomorskiego Uniwersy tetu Technologicznego w Szczecinie, Instytutu Energetyki w Warszawie i Instytutu Elektroenergetyki Politechniki Warszawskiej.

Głównym tematem konferencji była eksploatacja wyłączników wysokiego napięcia, ale w trakcie sesji poruszano też wiele pokrewnych tematów – najnowszych technologii, norm i uwarunkowań prawnych a także diagnostyki urządzeń.

Jednym z ważniejszych zagadnień było prowadzenie gospodarki sześciofluorku siarki jako medium izolacyjnego wyłączników wysokiego napięcia. Dlatego też dyskusje rozpoczęte w trakcie „Panelu Użytkownika” przeciągnęły się na przerwy kawowe i były kontynuowane w kuluarach. W których swoje stoiska usytuowały: Fundacja Ochrony Klimatu PROZON, WIKA Polska Sp. z o.o., OMICRON Energy Solution Polska Sp. z o.o., ENERGO-COMPLEX Sp. z o.o., OBRE Sp. z o.o., SIBA Polska Sp. z o.o. Na stanowiskach prezentowano materiały promocje oraz modele urządzeń wykona-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

KONFERENCJE I SEMINARIA nych w najnowszych technologiach.

Uczestnicy konferencji nie kryli zadowolenia z możliwość spotkania się w gronie „osób z branży”. Branża energetyczna – jakkolwiek szybko się rozwijająca i specjalizująca w nowych rozwiązaniach mających swe źródło w badaniach naukowców z wiodących ośrodków w kraju, jest środowiskiem zintegrowanym i mocno ze sobą związanym.

Goście konferencji wzięli także udział w imprezach integracyjnych, wycieczce objazdowej po najważniejszych miejscach Krakowa – Starym Mieście, dzielnicy Kazimierz i wawelskim zamku, a to dzięki meleksom, które wyruszyły spod Q Hotel Plus pod kościół pw. Świętej Katarzyny.

Tam bowiem odbył się koncert Józefa Skrzeka, znanego z licznych nagrań solowych oraz wydawnictw Silesian Blues Band, jednego z najważniejszych, polskich zespołów rockowych.

Na organach towarzyszył muzykowi Henryk Botor. Współorganizacja koncertu, a także produkcja płyty, która będzie zapisem tego wydarzenia, wpisuje się w trwającą wiele lat koncepcję wspierania artystów, obraną przez Zarząd firmy Energo-Complexjednego z organizatorów konferencji.

Miłym akcentem w trakcie trwania uroczystej kolacji w była degustacja urodzinowego tortu oraz toast za pomyślność – firmy Energo-Complex, która w roku bieżącym obchodzi 20-lecie działalności. W przeciągu dwóch ostatnich dekad EnergoComplex nie tylko zbudował stabilną pozycję na rynku, opartą na kompleksowości usług oraz rzetelność, ale także nieustannie przyczyniał się do rozwoju wiedzy w zakresie, konstrukcji i eksploatacji transformatorów mocy. Było to efektem współpracy z ośrodkami naukowymi oraz analizie doświadczeń zbieranych na przestrzeni lat.

Organizatorzy konferencji: Energo-Complex Sp. z o.o., OMICRON Energy Solutions Polska Sp.z.o.o. oraz OBRE sp. z o.o.

Miejsce: Q Hotel Plus w Krakowie. n PATRON MEDIALNY

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

69

TARGI

Dziękujemy i zapraszamy za rok!

Dziękujemy za udział w Międzynarodowych Targach Energetyki EXPOPOWER oraz Międzynarodowych Targach Energii Odnawialnej GREENPOWER 2018. Wierzymy, że targowe dni były dla Państwa okazją do nawiązania nowych oraz podtrzymania dotychczasowych, trwałych kontaktów biznesowych.

Z

nieukrywaną satysfakcją informujemy, że Targi EXPOPOWER 2018 i GreenPOWER spotkały się z ogromnym zainteresowaniem, o czym świadczy liczba odwiedzających, która w tym roku wyniosła dla całego bloku targów Sawo, Securex oraz Instalacje 28 578 osób. yy 5 produktów otrzymało prestiżowy Złoty Medal Międzynarodowych Targów Poznańskich, potwierdzający ich innowacyjność, wartość użytkową i zaawansowanie technologiczne. yy 4 firmy wyróżniono nagrodą Acanthus Aureus, która przyznawana jest za najlepsze odzwierciedlenie strategii marketingowej firmy w ekspozycji targowej. yy Tegoroczny program Expopower i Greenpower obfitował w wydarzenia poruszające bardzo szeroką tematykę związaną z energią: od fotowoltaiki, biomasy, elektrowni jądrowych, po bezpieczeństwo energetyczne, efektywność energetyczną, stacje elektroenergetyczne, bezpieczeństwo i energooszczędność w oświetleniu i wiele innych. yy Eksperci i zaproszeni goście wygłosili kilkadziesiąt prelekcji na konferencjach, seminariach, panelach i prezentacjach poruszających najważniejsze i najbardziej aktualne dla Branży zagadnienia.

Patronem strategicznym tegorocznej edycji była Enea Operator. Spółka we współpracy z MTP pokazała nowe oblicze targów energetycznych, przyjazne nie tylko zawodowcom, ale również młodzieży myślącej o pracy w branży.

W pierwszych trzech dniach targów (23-25 kwietnia) Grupa Enea przewidziała wiele atrakcji, pokazów oraz wydarzeń towarzyszących. W pawilonie nr 6, oprócz tradycyjnych stref wystawienniczych EXPOPOWER i GreenPOWER,

70

Enea Operator zorganizowała specjalną strefę pokazową. Można było na żywo obejrzeć pokazy prac pod napięciem.

Elektromonterzy Enei Operator pracowali na specjalnie postawionych w hali słupach energetycznych.

Ponadto w strefie pokazowej Enei Operator można było wziąć udział w warsztatach z robotyki, wejść do wirtualnej rzeczywistości (VR), a także obejrzeć pokazy dronów oraz ratownictwa przedmedycznego organizowane przez ratowników Enei. Oferta tegorocznych targów skierowana była nie tylko do profesjonalistów z branży, ale również do uczniów, studentów i młodzieży, która swoją przyszłą karierę zawodową wiąże z energetyką.

Wydarzeniem inaugurującym EXPOPOWER było Forum #EnergInn 1.0. Forum organizowane wspólnie przez Wielkopolski Urząd Wojewódzki i Eneę Operator. Jego tematyka dotyczyła innowacji w energetyce. Drugi dzień #EnergInn 1.0

w całości poświęcony był elektromobilności. Podczas dyskusji panelowych eksperci, naukowcy i praktycy dyskutowali na temat ustawy o elektromobilności, rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych oraz o społeczno-gospodarczych aspektach strefy czystego transportu. Patronami Forum byli: Ministerstwo Energii, Ministerstwo Przedsiębiorczości i Technologii, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR) oraz Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej (PTPiREE).

Już dzisiaj zapraszamy na kolejną edycję targów GreenPOWER i EXPOPOWER w dniach 14-16 maja 2019 roku.

Do zobaczenia w Poznaniu! n PATRON MEDIALNY

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 3/2018

Zaawansowana analiza jakości energii Szybka, łatwa konfiguracja.

Tworzenie raportu za pomocą jednego przycisku.

Lepsze rezultaty.

Rejestrator jakości energii Fluke 1748 zapewnia dane, których potrzebujesz, aby szybko i łatwo obliczać zużycie energii, przeprowadzać analizy oraz rozwiązywać problemy związane z systemem dystrybucji zasilania.

• Pełna zgodność z normą pomiarową IEC 61000-4-30 Class A • Zaawansowana cyfrowa weryfikacja połączenia z funkcją autokorekty • Automatyczne rejestrowanie ponad 500 parametrów • Raportowanie stanu i jakości energii elektrycznej Poznaj zupełnie nowe możliwości w zakresie analizy jakości energii, projektowania systemów oraz zarządzania zapotrzebowaniem na energię

www.fluke.pl/1748

Fluke. Keeping your world up and running.®

©2017 Fluke Corporation 6009399a-pl