Urządzenie dla Energetyki nr 4/2021

ISSN 1732-0216 INDEKS 220272

Nr 4/2021 (132)

w tym cena 16 zł ( 8% VAT )

| www.urzadzeniadlaenergetyki.pl | • Budowa inteligentnej sieci elektroenergetycznej – pilotażowy projekt z udziałem Grupy Apator • ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA • • Oznaczniki w branży transportu od A do Z. Oto najlepsze rozwiązania • Kable średnich napięć z izolacją fluoropolimerową (FEP) • • Odpowiedź dielektryczna w dziedzinie częstotliwości różnych typów izolacji stało-ciekłej •

132

Specjalistyczny magazyn branżowy

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021 (132)

NOWOŚĆ PIERWSZY NA ŚWIECIE oznacznik o profilu otwartym, dostępny w ciągłej formie do zadruku drukarkami termotransferowymi!

OD REDAKCJI

Spis treści n WYDARZENIA I INNOWACJE

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

Fluke Corporation przejął PRÜFTECHNIK, lidera rynku systemów laserowego osiowania i badań nieniszczących.....................6

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

Fotowoltaika gwałtownie rośnie na wsi..............................................................6

Dyrektor ds. reklamy i marketingu Dariusz Rjatin, tel. kom.: 600 898 082, e-mail: darek@lidaan.com

Instalacje fotowoltaiczne z certyfikatami ..........................................................8

Zespół redakcyjny i współpracownicy Redaktor naczelny: Andrzej Kołodziejczyk, tel. kom.: 502 548 476, e-mail: andrzej@lidaan.com

Dzięki Smart MechatroniX firma Bosch Rexroth oferuje nowe rozwiązania dla fabryki przyszłości ...................................................... 10

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

Nagroda Hermes Award 2021: Firma Bosch Rexroth elektryfikuje procesy przemysłowe ................................................................... 12 n TECHNOLOGIE, PRODUKTY, INFORMACJE FIRMOWE Nowa rozdzielnica OPOLE – jakość i niezawodność w przystępnej cenie?................................................................................................... 13

Sekretarz redakcji: Agata Marcinkiewicz tel. kom.: 505 135 181, e-mail: agata.marcinkiewicz@gmail.com 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 Redaktor ds. wydawniczych: Dr hab. inż. Gabriel Borowski

zenon zarządza i serwisuje elektrownie wodne......................................... 14 PDTracII - ciągłe monitorowanie wyładowań niezupełnych on-line dla silników, generatorów, transformatorów suchych i rozdzielnic w izolacji powietrznej.................................................. 16 Wsparcie inżynierskie dla instalacji OZE SPIE Energotest...................... 19 Jednoczesne pomiary................................................................................................. 24 Budowa inteligentnej sieci elektroenergetycznej – pilotażowy projekt z udziałem Grupy Apator........................................... 28 Oznaczniki w branży transportu od A do Z. Oto najlepsze rozwiązania........................................................................................ 31 ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA................................................................... 34 Wyładowania niezupełne pod kontrolą........................................................... 38 n TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021

Redaktor Techniczny: Robert Lipski, info@studio2000.pl Fotoreporter: Zbigniew Biel Opracowanie graficzne: Garden of Layouts, www.studio2000.pl Redakcja nie odpowiada za treść ogłoszeń. Redakcja zastrzega sobie prawo przeprowadzania zmian w tekstach, np. adiustowania lub skracania, a także nieodsyłania materiałów nie zakwalifikowanych do druku. Przedruk, a także publikacja w innej formie, np. elektronicznej w internecie, tylko za zgodą wydawcy i właściciela praw autorskich.

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

Koszt połączenia wg taryfy operatora.

Współpraca reklamowa: ZPAS......................................................................................................I OKŁADKA ENERGOAUDYT...............................................................................II OKŁADKA ENERVISION.................................................................................... III OKŁADKA ENERGOTEST.................................................................................. IV OKŁADKA

Kable średnich napięć z izolacją fluoropolimerową (FEP).................... 40 Odpowiedź dielektryczna w dziedzinie częstotliwości różnych typów izolacji stało-ciekłej.................................................................... 45 Detekcja wczesnego etapu procesów starzeniowych przepustów transformatorowych oparta na metodzie spektroskopii dielektrycznej w dziedzinie częstotliwości .................... 50 Pomiary i lokalizacja wyładowań niezupełnych w transformatorze energetycznym 300 MVA .............................................. 54 n EKSPLOATACJA I REMONTY Trzy kompaktowe narzędzia HiKOKI ................................................................. 62

4

TRONIA..................................................................................................................24 ENERGOELEKTRONIKA.PL..............................................................................30 PARTEX..................................................................................................................... 3 MERSEN................................................................................................................... 9 HIKOKI....................................................................................................................61 ZARMEN ZAKŁAD ELEKTROBUDOWA........................................................ 5 SONEL....................................................................................................................39 ENERGO-COMPLEX...........................................................................................41 OBRE.......................................................................................................................49

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

ZARMEN sp. z o.o., ul. Chłodna 51, 00-867 Warszawa NIP: 7542739320, KRS: 0000160402, REGON: 532383555

SIŁA SYNERGII

www.zarmen.pl

ZARMEN ZAKŁAD ELEKTROBUDOWA UZNANY PRODUCENT I DOSTAWCA URZĄDZEŃ ELEKTROENERGETYCZNYCH

Rozdzielnice SN w izolacji SF6

Rozdzielnice SN w izolacji powietrznej

Rozdzielnice i szynoprzewody WN

Szynoprzewody SN

Rozdzielnice nN

Urządzenia prądu stałego

Inne urządzenia dla elektroenergetyki

Szynoprzewody nN

Stacje kontenerowe

Biuro Zarządu

ZARMEN zakład Elektrobudowa

ZARMEN zakład Elektrobudowa

ZARMEN zakład Elektrobudowa

ul. S. Batorego 44, 41-506 Chorzów tel.: +48 32 790 99 01, fax: + 48 32 790 99 99 zarmen@zarmen.pl, www.zarmen.pl

Oddział Realizacji

Zakład Produkcji Rozdzielnic

Zakład Produkcji Szynoprzewodów

ul. Porcelanowa 12, 40-246 Katowice tel.: +48 32 259 01 00

ul. Przemysłowa 156, 62-510 Konin tel.: +48 63 246 62 00

ul. Serdeczna 15, 43-109 Tychy tel.: +48 32 784 20 00

WYDARZENIA I INNOWACJE

Fluke Corporation przejął PRÜFTECHNIK, lidera rynku systemów laserowego osiowania i badań nieniszczących Fluke Corporation, światowy lider branży instrumentów diagnostycznych i pomiarowych, przejął spółkę PRÜFTECHNIK, lidera rynku produkcji systemów laserowego osiowania i diagnozowania stanu maszyn oraz badań nieniszczących.

Zarówno PRÜFTECHNIK jak i FLUKE działają w Polsce, co oznacza, że efekt połączenia firm będzie można wkrótce zaobserwować także na naszym rynku.

F

luke Corporation, firma założona w 1948 r., jest światowym liderem w sektorze kompaktowych specjalistycznych narzędzi diagnostycznych i oprogramowania służącego do pomiarów i monitorowania stanu maszyn.

W gronie klientów Fluke znajdują się m.in. technicy, inżynierowie, elektrycy, kierownicy ds. utrzymania ruchu, oraz metrolodzy, którzy instalują, diagnozują i przeprowadzają konserwację sprzętu elektrycznego i elektronicznego, jak również odpowiadają za procesy kalibracji. PRÜFTECHNIK jest globalnym dostawcą konserwacji maszyn, oferując klientom szeroki zakres produktów, usług i szkoleń dostosowanych do potrzeb specjalistów ds. utrzymania ruchu w zakresie osiowania maszyn, monito-

rowania ich stanu, jak również badań nieniszczących.

Dzięki akwizycji szerokie portfolio rozwiązań przemysłowych Fluke zostanie teraz wzbogacone o rozwiązania specjalistyczne, które pomogą tej firmie wzmocnić swoją ofertę dla klientów przemysłowych, także w Polsce.

– Przejęcie firmy PRÜFTECHNIK to dobra wiadomość zarówno dla Fluke, jak i dla naszych klientów. PRÜFTECHNIK specjalizuje się dostarczaniu rozwiązań do precyzyjnych pomiarów, takich jak laserowe osiowanie maszyn, monitoring stanu oraz badaniach nieniszczących materiałów. Dzięki połączeniu wiedzy oraz portfolio naszych firm będziemy w stanie jeszcze lepiej pomóc naszym klientom przemysłowym w szybkim diagnozowa-

niu nowoczesnych i skomplikowanych systemów oraz wykrywaniu problemów w utrzymaniu ruchu w ich fabrykach – mówi Krzysztof Stoma, Marketing Manager CEE, Fluke Europe B.V. – Klienci FLUKE od dawna korzystają z szerokiego portfolio multimetrów cyfrowych, analizatorów energii elektrycznej, kamer termowizyjnych, testerów rezystancji izolacji, akcesoriów oraz zintegrowanych ręcznych przyrządów diagnostycznych. Teraz, dzięki połączeniu naszych firm oferta ta stanie się jeszcze bardziej kompleksowa, również w Polsce – dodaje Krzysztof Stoma.

Więcej informacji na temat firmy Fluke i jej produktów znajdziecie Państwo na www.fluke.pl Fluke n

Fotowoltaika gwałtownie rośnie na wsi Zainteresowanie instalacjami fotowoltaicznymi jest największe w gminach wiejskich – wynika z danych zgromadzonych przez Foton Technik. W miastach przeważa zabudowa wielorodzinna, w związku z czym możliwości instalacji fotowoltaiki są tam ograniczone, a jednocześnie bloki mieszkalne korzystają na ogół z ciepła systemowego. Rozwiązania polegające na sprzężeniu fotowoltaiki, pomp ciepła i magazynów energii są stworzone głównie dla korzystających z nich mieszkańców terenów wiejskich.

6

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

WYDARZENIA I INNOWACJE

W

zmożone zainteresowanie inwestycją w fotowoltaikę jest wyraźnym trendem, zauważalnym od dawna, a jego dynamika zaskoczyła nawet dużych uczestników rynku i decydentów. Wzrost liczby nowych instalacji wynosi nawet 200 procent w skali roku. Stale rośnie też zainteresowanie wykorzystaniem w polskich domach pomp ciepła i magazynów energii. Impulsem do podejmowania decyzji o ich instalacji są zapowiadane zmiany w rozliczeniach energii dla prosumentów. Potrzeba rozwijania technologii magazynowania energii jest jednym z najbardziej perspektywicznych elementów rynku energii, który w kolejnych dekadach będzie podlegał głębokiej transformacji w całej Unii Europejskiej w związku z wdrażaniem tzw. Zielonego Ładu. Coraz powszechniejsze wykorzystywanie magazynów energii wpływa na zwiększenie stanu bezpieczeństwa systemu elektroenergetycznego oraz stabilności pracy odnawialnych źródeł energii.

Zainteresowanie zieloną energią w zależności od obszaru zamieszkania Przedstawiciele handlowi Foton Technik odbywają większość swoich spotkań z przyszłymi klientami na terenach wiejskich. Liczba klientów jest tam o połowę wyższa w porównaniu z mieszkańcami miast, ponad dwukrotnie wyższa w porównaniu z klientami z gmin miejskich i aż osiem razy wyższa w porównaniu z klientami z miast powiatowych.

Fotowoltaika a działalność biznesowa na wsi Gospodarstwa agroturystyczne silnie inwestują w nowoczesne rozwiązania z dziedziny energetyki. Panele PV połączone z pompą ciepła, pozwalają na ograniczenie kosztów związanych z ogrzewaniem oraz wykorzystaniem energii elektrycznej, co znacząco podnosi rentowność biznesu opierającego się na profesjonalnym przyjmowaniu gości. Turyści chcą kojarzyć wieś z zielonymi technologiami. Wstępne wyniki Powszechnego Spisu Rolnego z 2020 r. wskazują na dynamiczne zmiany w polskim rolnictwie. Rośnie średnia powierzchnia gospodarstwa rolnego oraz zwiększa się obsada zwierząt w gospodarstwach rolnych. Postępuje także ich modernizacja wynikająca z dostosowywania do otoczenia gospodarczego oraz rosnących wyma-

gań wynikających ze zmian klimatycznych i środowiskowych. Gospodarstwa prowadzące działalność rolniczą, również chętnie sięgają zielone, energooszczędne rozwiązania. Szczególnie te specjalizujące się w hodowli zwierząt, mleczarstwie, czy przetwórstwie żywności. Zużywają dużo więcej energii niż przeciętny budynek jednorodzinny, m.in. na oświetlenie, ogrzewanie i chłodzenie obiektów inwentarskich, elektryczne ogrodzenia, chłodnie, a także pracę wielu specjalistycznych urządzeń, jak dojarki, młockarnie i pilarki.

Niezależność energetyczna – nieoceniona dla mieszkańców terenów wiejskich Okresowy brak dostaw prądu na wsi jest wyjątkowo dotkliwy – infrastruktura sieciowa na terenach wiejskich nie jest modernizowana w tym samym tempie co w miastach, a jednocześnie bardziej narażona na uszkodzenia w wyniku zjawisk pogodowych. Często też położenie ciepłociągu czy gazociągu jest utrudnione ze względu na ukształtowanie geologiczne, dlatego też mieszkańcy są zdani na lokalne źródła ciepła, ograniczone zazwyczaj do jednego gospodarstwa. Obecnie to co kiedyś było przeszkodą, dziś staje się impulsem do zbudowania nowoczesnej i oszczędnej instalacji, niezależnej od wahań cen paliw, takich jak gaz, olej czy węgiel. Nowoczesne, zielone rozwiązania to duża oszczędność, zwłaszcza w przypadku prowadzenia produkcji rolnej.

Z każdym rokiem realizujemy coraz więcej instalacji dla przedsiębiorstw rolnych. Motorem napędowym rozwoju fotowoltaiki i pomp ciepła są relatywnie niskie stopy procentowe. Dodatkowo, oferty leasingowe są dziś realizowane na bardzo dobrych warunkach, dzięki czemu raty są często niższe niż rachunki za prąd generowane bez instalacji. Warto dodać, że istnieją również formy wsparcia dla inwestycji OZE, m.in. w ramach programu Agroenergia, który zostanie uruchomiony wkrótce. Będzie można dofinansować pompę ciepła o mocy 10- 50 kW oraz instalacje fotowoltaiczną w przedziale mocy 10-50 kW. W przypadku inwestycji w PV, możliwe będzie również uzyskanie wsparcia do zintegrowanego z nim magazynu energii. Poziom dofinansowania zależny będzie od mocy instalowanego urządzenia – komentuje Monika Karlicka, ekspertka Foton Technik. – Inwestorzy płacący podatek rolny, od 2017 roku mogą w jego

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

ramach odliczyć do 25 proc. kosztów instalacji. Natomiast osoby nie prowadzące gospodarstwa rolnego mogą się ubiegać o dotacje z programu Mój Prąd oraz programów lokalnych. Warto podkreślić, że wybór fotowoltaiki w dłuższej perspektywie jest opłacalny nawet bez żadnych dopłat.

Dzierżawa gruntu pod budowę dużych instalacji PV Coraz częstszym rozwiązaniem, po które sięgają właściciele gruntu, jest oddawanie w dzierżawę ziemi pod budowę większej instalacji fotowoltaicznych. Za ich postawienie odpowiada operator, który zajmuje się też formalnościami.

- To bardzo opłacalny model współpracy dla właścicieli gruntów i widzimy duże zainteresowanie rolników dzierżawą, gdy poszukujemy terenów pod większe instalacje – komentuje Cezary Wawrzos, Szef Działu Projektów w Foton Technik. – Trend ten nie znalazł jeszcze odzwierciedlenia w raportach URE z uwagi na dłuższy proces administracyjny niż w przypadku mikroinstalacji.

Jednak z danych Instytutu Energetyki Odnawialnej wynika, że czterech największych operatorów sieci dystrybucyjnej w Polsce w ostatnim kwartale 2020 wydało warunki przyłączenia na instalacje o mocy ponad 1,8 GW. Te projekty zostaną wybudowane w ciągu najbliższych 3 lat. Większość z tych instalacji jest zlokalizowana właśnie na wydzierżawionych działkach.

Agrofotowoltaika – działanie na rzecz poprawy bioróżnorodności Dla właścicieli pól uprawnych ciekawym rozwiązaniem jest wykorzystanie terenu jednocześnie pod uprawę, a zarazem pod montaż specjalnie zaprojektowanej instalacji fotowoltaicznej. Panele są ustawiane wyżej, by mogły pod nimi swobodnie rozwijać się wybrane rośliny.

Panele pełnią wtedy dodatkową funkcje zabezpieczającą rośliny, chroniąc je m.in. przed silnymi wiatrami, deszczami nawalnymi i gradem, tworząc jednocześnie stałe zacienienie. Może to być szczególnie przydatne w suchych latach – dzięki osłonie woda wolniej wyparowuje z gleby i - w zależności od typu upraw - można zrezygnować z podlewania lub je radykalnie ograniczyć. Dobranie właściwej roślinności podnosi bioróżnorodność w miejscu, gdzie postawiona jest farma fotowoltaiczna.

Foton Technik n

7

WYDARZENIA I INNOWACJE

Instalacje fotowoltaiczne z certyfikatami TAURON przygotował listę urządzeń, które pozytywnie przeszły proces certyfikacji. Dzięki temu osoby zainteresowane instalacją fotowoltaiki mogą sprawdzić, czy wybrane przez nich falowniki są bezpieczne i będą prawidłowo współpracowały z siecią elektroenergetyczną. Przygotowany wraz z innymi spółkami dystrybucyjnymi wykaz obejmuje blisko 1100 urządzeń i jest na bieżąco aktualizowany. W pierwszym półroczu TAURON przyłączył do swojej sieci 44 tysiące mikroinstalacji.

O

d 1 sierpnia 2021 r. każda osoba zainteresowana montażem modułów wytwarzania energii elektrycznej (w tym falowników mikroinstalacji PV), może sprawdzić, czy wybrane urządzenie zostało pozytywnie zweryfikowane przez TAURON Dystrybucja i pozostałe spółki dystrybucyjne. Obecnie we wspólnym, ogólnopolskim wykazie jest już blisko 1100 takich urządzeń. Weryfikacja dotyczy posiadania odpowiednich dokumen-

8

tów, niezbędnych w procesie przyłączania do sieci elektroenergetycznej.

Wykaz znajduje się pod linkiem http:// www.ptpiree.pl/opracowania/kodeksy-sieci/wykaz-certyfikatow – W sumie na całym obsługiwanym przez nas terenie w pierwszym półroczu tego roku przyłączyliśmy do naszej sieci blisko 44 tys. mikroinstalacji o łącznej mocy ok. 320 MW. Dla prawidłowej pracy tych urządzeń bardzo ważne jest, żeby spełniały określone wymogi i po-

siadały konieczne certyfikaty – mówi Robert Zasina, prezes zarządu TAURON Dystrybucja. – Dla prawidłowej pracy źródeł wytwórczych z naszej strony konieczne jest podejmowanie szeregu działań o charakterze technicznym, w tym planowanie i realizacja koniecznych inwestycji sieciowych. Jednak producenci, prosumenci i instalatorzy również powinni mieć świadomość swojego wpływu na parametry pracy sieci elektroenergetycznej. Bardzo ważne są wybór, prawidłowość montażu i sposób ustawienia instalacji – komentuje prezes Zasina. Lista certyfikowanych urządzeń powstała jako wspólna inicjatywa Operatorów Sieci Dystrybucyjnej i PSE (Operator Sieci Przesyłowej). Wykaz urządzeń jest na bieżąco aktualizowany o kolejne moduły wytwarzania energii elektrycznej, które pozytywnie przeszły proces weryfikacji. Co ważne 31 lipca br. minął okres przejściowy, w którym dopuszczalne było posługiwanie się przez producentów oraz dystrybutorów modułów wytwarzania energii elektrycznej (w tym falowników mikroinstalacji PV), jedynie deklaracją zgodności. Wszyscy producenci oraz dystrybutorzy modułów wytwarzania energii elektrycznej mogą składać dokumenty umożliwiające umieszczenie urządzeń w wykazie na stronie Polskiego Towarzystwa Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej. Szczegółowe informacje znajdują się pod linkiem http://www.ptpiree.pl/ opracowania/kodeksy-sieci/warunki-i-procedury. Dodatkowy kontakt i informacje można uzyskać pod adresem certyfikaty@ptpiree.pl Tauron n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

NEW MULTIVERT® I-XTENSIO IoT READY

Nowa wersja w standardowych wymiarach Łatwy montaż przekładników pomiarowych

SMART MODBUS MONITORING

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

- 10521 - 02-2021 - Mersen property

NO WY M U LT I V E R T ® I -X T E N S I O ROZŁĄCZNIK BEZPIECZNIKOWY NH W E R S J A SM A R T

WYDARZENIA I INNOWACJE

Dzięki Smart MechatroniX firma Bosch Rexroth oferuje nowe rozwiązania dla fabryki przyszłości Pierwsze pakiety rozwiązań mechatronicznych są już dostępne do zamówienia, a część z nich jest w fazie testów. Platforma Smart MechatroniX firmy Bosch Rexroth, łącząca najlepsze w swojej klasie elementy techniki przemieszczeń liniowych, elektronikę i oprogramowanie, podąża za trendami na rynku automatyki przemysłowej na drodze do budowy fabryki przyszłości. Takie rozwiązania mogą być wykorzystywane w wielu obszarach przemysłu.

Zapewniają one pełną przejrzystość procesu, krótki czas wprowadzenia na rynek i wysoką wydajność, a także szybkie uruchamianie.

Rys. 1. Dzięki Smart MechatroniX firma Bosch Rexroth oferuje nowe rozwiązania dla fabryki przyszłości. (Źródło obrazka: Bosch Rexroth AG)

10

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

WYDARZENIA I INNOWACJE

Zdj. 2. Smart Function Kit do zastosowań w tłoczeniu i łączeniu elementów działa w trybie podłącz i pracuj – bez programowania. (Źródło obrazka: Bosch Rexroth AG)

J

ako jeden z największych dostawców rozwiązań w zakresie techniki przemieszczeń liniowych i systemów mechatronicznych firma Bosch Rexroth jest blisko swoich klientów i odpowiada na ich wymagania. Nowe rozwiązania zaskakują prostotą i szybkością uruchamiania – od projektu do rozpoczęcia produkcji – a także wysoką wydajnością i trwałością. Są to modułowe systemy, które można zainstalować w już istniejących maszynach. Wytrzymałe komponenty zapewniają długotrwałą i elastyczną eksploatację.

Jedna platforma, wiele inteligentnych rozwiązań Nowe pakiety Smart Function Kit umożliwiają szybkie i intuicyjne uruchamianie i konfigurację do obsługi różnych procesów, takich jak łączenie, prasowanie i manipulacja. Działają one w oparciu o zasadę podłącz i pracuj, polegającą na łączeniu wstępnie przygotowanych elementów mechanicznych i elektronicznych oraz oprogramowania.

Firma Bosch Rexroth zaprezentowała pierwsze rozwiązanie mechatroniczne

na targach w Hanowerze w 2019 roku: Smart Function Kit do zastosowań w prasowaniu i łączeniu elementów. Ten modułowy zestaw narzędzi obejmuje siłownik elektromechaniczny, czujnik siły, silnik, serwonapęd, kontroler ruchu oraz pakiet oprogramowania umożliwiający intuicyjne uruchomienie i obsługę, a także wszechstronną analizę procesu.

W przygotowaniu jest obecnie drugi pakiet rozwiązań – Smart Function Kit do obsługi zadań w obszarze przenoszenia. Jest to system jedno- lub wieloosiowy z innowacyjną techniką sterowania i wstępnie zainstalowanym oprogramowaniem. Ten zestaw nadaje się do obsługi różnych zadań w obszarze przenoszenia, wymagających precyzyjnego i niezawodnego przemieszczania detali w określonej przestrzeni.

Również w tym przypadku powiązany pakiet oprogramowania umożliwia działanie w trybie podłącz i pracuj.

Pozostałe zalety pakietu Smart Function Kit obejmują łatwy wybór i wymiarowanie produktów przy użyciu narzędzia LinSelect, a także szybką konfigurację i zamawianie przez Internet.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

Kolejnym aktualnie rozwijanym rozwiązaniem w ramach platformy Smart MechatroniX jest moduł kompensacji z aktywną funkcją pomiaru w sześciu stopniach swobody. Poprawia on precyzję robotów do manipulacji i otwiera nowe obszary zastosowania robotów w systemach kartezjańskich. Moduł Smart Flex Effector może być wykorzystywany w wielu zastosowaniach, na przykład łączeniu z niewielkimi tolerancjami, dokumentacji jakości, wykrywaniu centralnego punktu narzędzia lub kompensacji odchyłki położenia w kierunku x, y i z. „Wszystkie te nowe produkty i rozwiązania to nasz wkład w rozwój fabryki przyszłości. Bierzemy pod uwagę potrzeby naszych klientów i korzystamy z całkowicie nowych metod, aby spełnić obecne i przyszłe wymagania w dziedzinie automatyki przemysłowej” – powiedział Simon Hertenberger, dyrektor ds. produktów mechatronicznych w dziale techniki przemieszczeń liniowych firmy Bosch Rexroth AG. www.boschrexroth.com n

11

WYDARZENIA I INNOWACJE

Nagroda Hermes Award 2021: Firma Bosch Rexroth elektryfikuje procesy przemysłowe Przełomowe rozwiązanie znacznie ogranicza emisję CO2. Lohr am Main/ Hanower – podczas tegorocznych targów w Hanowerze firma Bosch Rexroth otrzymała nagrodę Hermes Award 2021, jedną z najbardziej uznanych na świecie nagród technologicznych, za kompaktowy siłownik elektryczny do sterowania zaworami procesowymi pod wodą SVA R2. To przełomowe rozwiązanie pozwala nie tylko znacznie ograniczyć emisję CO2 z instalacji procesowych, ale także zmniejszyć zagrożenia dla środowiska. Siłownik SVA R2 sprawdzi się również w przyszłościowych systemach do wytwarzania ekologicznego wodoru oraz wychwytywania i składowania dwutlenku węgla. „Jeśli chodzi o zrównoważony rozwój, to podstawą postępu są innowacje. Siłownik SVA R2 firmy Bosch Rexroth to całkowicie nowe rozwiązanie w dziedzinie procesów przemysłowych. Po raz pierwszy użytkownicy mogą zastąpić konwencjonalne siłowniki hydrauliczne siłownikami elektrycznymi ze sprawdzonymi systemami zabezpieczeń, które nie zajmują dodatkowego miejsca“ – powiedział Thomas Fechner, wiceprezes ds. obszaru produktowego „Nowy biznes” w firmie Bosch Rexroth. Siłownik elektryczny SVA R2 jest przeznaczony do sterowania zaworami procesowymi pod wodą. Dotychczas zadanie to było zwykle realizowane za pomocą siłowników hydraulicznych, które musiały być zasilane przez instalacje hydrauliczne o długości wielu kilometrów. Wcześniejsze próby ich zastąpienia siłownikami elektrycznymi nie sprawdziły się, ponieważ urządzenia te wymagały więcej miejsca, zasilanie awaryjne bazujące na akumulatorach było zbyt drogie i nie było możliwości połączenia sprawdzonych systemów zabezpieczeń. Zespół projektantów firmy Bosch Rexroth sprostał tym wyzwaniom opracowując przełomowe rozwiązanie. Po raz pierwszy w historii siłownik elektryczny do sterowania zaworami procesowymi pod wodą obejmuje napęd elektryczny, sprawdzone zabezpieczenia oraz system sterowania ruchem i zajmuje tyle samo miejsca, co zwykły siłownik hydrauliczny. Moduł jest zaprojektowany do pracy na głębokości do 4000 metrów.

Elastyczne metody projektowania z myślą o przyszłościowych zastosowaniach Elektryfikacja siłowników znacznie ogranicza emisję dwutlenku węgla przez instalacje procesowe. Oprócz tego wielokilometrowe rurociągi hydrauliczne oraz centralne jednostki zasilające nie są już potrzebne. Do zasilania siłowników można wykorzystać obecnie dostępne systemy zasilania czujników. Niewielkie rozmiary siłownika umożliwiły zastosowanie systemów zabezpieczeń, które już od lat sprawdzają się w siłownikach hydraulicznych. We wcześniejszych rozwiązaniach nie było to możliwe. Dodatkowo system sterowania ruchem umożliwia monitorowanie trybu pracy urządzenia. Ta funkcja poprawia bezpieczeństwo delikatnych ekosystemów.

Zespół pracujący nad projektem siłownika do sterowania zaworami procesowymi pod wodą w firmie Bosch Rexroth korzysta z elastycznych metod projektowania i ściśle współpracuje z użytkownikami, dostawcami i międzynarodowy-

12

Zdj. 1. Nagroda Hermes Award 2021 – najważniejsza międzynarodowa nagroda przemysłowa dla firmy Bosch Rexroth (od lewej) Jochen Köckler, prezes zarządu Deutsche Messe AG i Thomas Fechner, wiceprezes ds. obszaru produktowego „Nowy biznes” w firmie Bosch Rexroth AG (źródło obrazka: Deutsche Messe AG)

mi uniwersytetami. Jednym z pierwszych przewidywanych zastosowań jest elektryfikacja podwodnych instalacji energetycznych. Zastosowanie siłownika SVA R2 pozwala ograniczyć koszty zakupu i eksploatacji tego typu systemów, ale także zwiększyć ich sprawność energetyczną i bezpieczeństwo. Inne obszary zastosowań obejmują przyszłościowe instalacje procesowe do produkcji ekologicznego wodoru, w których energię odnawialną generują morskie elektrownie wiatrowe. Wytwarzany wodór jest transportowany rurociągami na brzeg. Siłownik SVAR2 jest również wstępnie brany pod uwagę jako część systemów do wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery i składowania go pod wodą w instalacjach wykorzystywanych wcześniej do produkcji.

Firma Bosch Rexroth bada pełnowymiarowe prototypy na specjalnie skonstruowanych stanowiskach testowych zgodnie z międzynarodowymi standardami dla instalacji podwodnych. W porównaniu z innymi zastosowaniami stawiają one wysokie wymagania w zakresie funkcjonalności i bezpieczeństwa wykorzystywanych elementów i modułów. Pierwsze próby pilotażowe rozpoczną się w III kwartale 2021 r.

Bosch Rexroth n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Nowa rozdzielnica OPOLE – jakość i niezawodność w przystępnej cenie Rozdzielnice elektryczne są gwarancją dobrej organizacji pracy i bezpieczeństwa, dlatego tak ważne jest, aby jakość wyrobów była najwyższa z możliwie dostępnych na rynku.

P

CE Polska od lat wykorzystuje kom‑ ponenty najwyższej jakości i gwaran‑ tuje solidność wykonania produktów, które wcale nie muszą być drogie.

Na bazie testów i analiz została opraco‑ wana nowa rozdzielnica, która stanowi optymalne rozwiązanie pod względem funkcjonalnym, estetycznym i cenowym.

Pierwsze pomysły na ten temat zrodziły się na bazie zgromadzonych informacji od klientów jako reakcja na zmieniającą się ofertę rynkową. Najistotniejszym czynni‑ kiem było stworzenie przystępnej cenowo rozdzielnicy, zachowując jednocześnie ja‑ kość i standardy PCE. OPOLE powstało ja‑ ko niezawodna, 14­‑modułowa rozdzielnica w ciekawym wariancie kolorystycznych obudowy RAL 7046. Dostępne wersje zo‑ stały wybrane adekwatnie do potrzeb klienta: kompaktowa obudowa, wersja

Ciekawy, nowoczesny design oraz kolor ­‑ ciemny szary jako nowość, wychodzą na‑ przeciw najnowszym trendom rynku elek‑ trycznego. Produkt jest już po badaniach laboratoryjnych i testach prowadzonych we współpracy polskiej strony ze specjali‑ stami z Austrii, po certyfikacji SEP­‑BBJ. Rozdzielnice serii OPOLE są przeznaczo‑ ne do zastosowań wewnątrz jak i na ze‑ wnątrz budynków ­‑ dostępne w różnych konfiguracjach i rozmiarach. Stopień szczelności: IP54. Masywna, wysokiej ja‑ kości obudowa wykonana z tworzywa ABS, certyfikowana zgodnie z normą IEC/EN 62208 posiada szeroki zakres wła‑ ściwości. Należą do nich: wysoka odpor‑ ność udarowa oraz zmęczeniowa mate‑ riału, doskonała stabilność termiczna, wy‑ trzymałość dielektryczna, niewrażliwość na warunki atmosferyczne i promienio‑

niewyposażona lub gotowe rozdzielnice z wykonanymi na gniazda 3xCEE otworami, max. 32A, 5xGS z uchwytem lub bez. Istnie‑ je wiele możliwości konfiguracji otworów.

Czym się kierować przy doborze konfi‑ guracji rozdzielnicy typu OPOLE? Na ja‑ kie cechy zwrócić uwagę?

W zależności od przeznaczenia i potrzeb Klienta, można skonfigurować rozdzielni‑ cę korzystając z powyższego diagramu.

wanie UV, dobre właściwości izolacyjne oraz odporność na wiele związków che‑ micznych. Tworzywo nie zawiera kadmu, czerwonego fosforu ani fluorowców (flu‑ oru, chloru, bromu, jodu i astatu).

Rozdzielnice serii OPOLE sprawdzają się doskonale we wszystkich warunkach.

Wyróżnia je: unikatowy kolor, nowocze‑ sny design, kompaktowa, smukła obudo‑ wa, śruby z tworzywa z blokadą zapobie‑

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

gającą zerwaniu gwintu, okienko inspek‑ cyjne zamykane na „klik”, co gwarantuje zachowanie stopnia IP; zintegrowana, er‑ gonomiczna rączka w przenośnej wersji rozdzielnicy, brak konieczności nawierca‑ nia obudowy, możliwość zamontowania gniazd o amperażu do 32A .

OPOLE to rozdzielnica łatwa i szybka w montażu, do zastosowań profesjonal‑ nych – przemysłowych, jak i domowych np. warsztaty, garaże, budowy.

OPOLE to polska myśl inżynieryjna – od koncepcji poprzez wykonanie.

Szeroka wiedza naszych specjalistów w dziedzinie elektrotechniki, norm i eks‑ ploatacji pozwala na prowadzenie za‑ awansowanych projektów. OPOLE zosta‑ ło stworzone na podstawie wieloletnich doświadczeń rynkowych, adekwatnie do potrzeb polskich Klientów.

Planowane wprowadzenie produktu na ry‑ nek to III kwartał 2021r. Rozdzielnica będzie po raz pierwszy zaprezentowana szerszej grupie odbiorców na Targach Energetab 14­‑16 września 2021r. w Bielsku­‑Białej. n

Możliwości wyposażenia w gniazda różnych konfiguracji rozdzielnicy OPOLE.

13

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

zenon zarządza i serwisuje elektrownie wodne Jak monitorować energię hydroelektryczną?

Wykorzystując grawitację i obieg wody, ludzie od dawna korzystają z jednego z najbardziej wydajnych i naturalnie występujących źródeł energii na Ziemi – wody. Dziś inteligentna technologia pomaga lepiej zarządzać procesem produkcji i dystrybucji energii hydroelektrycznej. Obecnie z wody wytwarza się około 24 procent całkowitej energii na świecie, co stawia wodę jako najbardziej wydajną metodę wytwarzania energii. Porozmawiajmy więc o tym jakie są zalety energii hydroelektrycznej nad innymi źródłami odnawialnymi?

Zalety i wady energii hydroelektrycznej

Hydroelektrownia jest powszechnie uważana za jedno z najczystszych dostępnych źródeł energii, ponieważ podczas procesu nie emituje dwutlenku węgla. Jednak początkowe koszty inwestycyjne, koszty materiałów, zasobów, a także nakład czasu pracy mogą być niezwykle wysokie. Ponadto projekt inżynieryjny wymagany do budowy instalacji może być niezwykle skomplikowany i zawierać zmianę tras rzek, budowę podziemnych bloków energetycznych oraz staranne rozważenie wpływu budowy hydroelektrowni na środowisko. To wszystko to potencjalne przeszkody na drodze

14

do budowy, niemniej jednak niezależnie od tych wyzwań, korzyści płynące z inwestycji w energię hydroelektryczną są bezkonkurencyjne. Energia wodna może być tak samo ulotna jak inne źródła odnawialne, ale ponieważ jest dostępna również w nocy, jest uważana za bardziej stałą niż energia słoneczna.

Zapewnia również firmom energetycznym wyższy poziom kontroli niż pozostałe odnawialne źródła energii. Zamiast polegać wyłącznie na magazynowaniu energii w bateriach, elektrownie wodne mogą wykorzystywać magazynowanie w pompach do lepszej kontroli wytwarzania energii. Ten sposób magazynowania polega na pompowaniu wody z powrotem do zapory, gdy

nie ma zapotrzebowania wytwarzania energii elektrycznej lub gdy ceny energii są w tym czasie szczególnie niskie.

Kilka krajów europejskich w dużym stopniu korzysta z hydroelektrowni uważając ją za najlepsze źródło energii odnawialnej. W tym gronie znajdują się m.in.: Szwajcaria, południowe Niemcy, Austria i wybrane obszary Francji. Również w Polsce możemy pochwalić się kilkoma imponującymi hydroelektrowniami, ale wciąż możemy się wiele nauczyć od krajów będących liderami w tej dziedzinie, a także dowiedzieć się jak nowe technologie mogą pomóc w optymalizacji procesu pozyskiwania energii z wody oraz jej dystrybucji lub magazynowania.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Przejmij kontrolę z pomocą oprogramowania

Proces wytwarzania energii jest procesem wieloetapowym w który jest zaangażowane wiele urządzeń oraz ludzi.

Sposobem na utrzymanie elektrowni i całego procesu pod kontrolą jest oprogramowanie nadzorujące takie jak zenon Software Platform, bez którego niemożliwe jest utrzymanie bezawaryjnej, efektywnej pracy hydroelektrowni.

Oprogramowanie nadzorująco – monitorujące zenon może wspierać elektrownie wodne dzięki pozyskiwaniu, analizowaniu i archiwizowaniu szeregu danych.

Oprogramowanie pełni również funkcję interfejsu człowiek-maszyna (HMI) i pozwala sterować oraz monitorować urządzenia elektrowni, takie jak turbiny, generatory i konwertery. Podsumowując w przypadku pojedynczych hydrolektrowni oprogramowanie może być wykorzystywane do monitorowania i raportowania z jednego obiektu a w przypadku zarządzania wieloma elektrowniami projekt rozbudowujemy i skalujemy w górę w celu utworzenia systemu wyższego rzędu. Nie bez znaczenia jest również znaczenie oprogramowania zenon dla działu utrzymania ruchu i serwisowania urządzeń. Zakłada się, że maszyny w elektrowni wodnej będą wymagały przeglądu i naprawy co kilka lat, niemniej jednak bez dokładnych analiz opartych na rzetelnych danych nie ma możliwości dokładnego przewidzenia, kiedy maszyna może wymagać naprawy czyli inwestowanie w naprawę i konserwację opiera się wyłącznie na zgadywaniu, zwięk-

szając prawdopodobieństwo wysokich kosztów poniesionych na niepotrzebne naprawy Ponadto taki raport — pomaga personelowi działu utrzymania ruchu dokładnie określić, w której części hydrolektrowni może nastąpić awaria maszyny lub, w którym obiekcie, jeśli zakład jest umiejscowiony w kilku lokalizacjach.

Reaguj na alerty w czasie rzeczywistym

Akwizycja i archiwizacja danych z zenon Software Platform sprawia, że reakcja personelu na pojawiające się problemy jest natychmiastowa. Ze względu na swoje rozmiary wiele elektrowni wodnych posiada bezzałogowe sterownie, co może prowadzić do spowolnienia reakcji w przypadku wystąpienia problemu, ale system temu zapobiega ponieważ natychmiast ostrzega operatorów wysyłając automatycznie wiadomości SMS, e-mail lub realizując połączenie telefoniczne. Ponadto zenon pomaga na szybką identyfikację problemu dzięki prześledzeniu przeszłych zdarzeń poprzedzających awarię. W oprogramowaniu firmy COPA-DATA tę możliwość posiada dedykowany moduł Process Recorder, który pobiera dane operacyjne z archiwum i odtwarza sekunda po sekundzie działanie elektrowni w dowolnym momencie. Ten sposób archiwizacji danych sprawia, że rejestrowane zdarzenia są dostępne i wykorzystane do późniejszych analiz pozwalających znaleźć przyczynę awarii i zapobiegać ich powtórce w przyszłości. To tylko kilka możliwości z szerokiego portfela

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

omówionych funkcji zenon Software Platform pozwalających firmom energetycznym w tym hydroelektrowniom na ciągłą optymalizację procesu wytwarzania energii i efektywnego zarządzania parkiem maszynowym. Mamy nadzieję, że wykorzystując nowoczesną technologię sterowania i monitorowania zenon, firmy energetyczne w Polsce i Europie Środkowej będą zwiększać udział energii hydroelektrycznej. Źródło: COPA-DATA Polska, na podstawie materiałów Ing.Punzeneberger n

15

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

PDTracII - ciągłe monitorowanie wyładowań niezupełnych on-line dla silników, generatorów, transformatorów suchych i rozdzielnic w izolacji powietrznej Wyładowania niezupełne są jedną z głównych przyczyn awarii uzwojeń stojana. Problemy izolacyjne wymuszają wyłączenia generatorów, silników i transformatorów suchych powodując znaczne uszkodzenia i utratę przychodów.

O

kresowe monitorowanie wyładowań niezupełnych w trybie online zapewnia opłacalną i sprawdzoną technikę minimalizacji ryzyka nieoczekiwanych awarii. Prawdo-

podobnie nie znaleziono innej metody testowej, która generuje tak dużo danych wspierających decyzje dotyczące planowania konserwacji stojana generatora w oparciu o rzeczywisty stan

Rysunek 1. Mechanizm uszkodzenia generatorów Ubezpieczenie Allianz, badanie 1996-1999. Kolokwium VDE, 28 czerwca 2001.

16

izolacji podczas eksploatacji. Analitycy są w stanie zalecić niezbędną konserwację naprawczą przed rozpoczęciem przerw konserwacyjnych.

Wyładowania niezupełne w uzwojeniach stojana powodują powstawanie małych impulsów prądu, które przechodzą przez uzwojenie stojana.

Wielkość i liczba tych impulsów zależy od stopnia zniszczenia izolacji. Monitorowanie wyładowań niezupełnych zyskało akceptację na całym świecie wśród przedsiębiorstw użyteczności publicznej, dużych firm przemysłowych i producentów. Iris Power dostarczył produkty do monitorowania wyładowań niezupełnych dla ponad 16 000 maszyn na całym świecie. Pomiary WNZ online zalecane są w standardach branżowych, takich jak norma IEEE 1434-2014, IEC TS 60034-27-2: 2012 i IEC 62478-2016.

Możliwe jest unikanie awarii dzięki mechanizmom wczesnego wykrywania stanów nienormatywnych.

Monitorowanie wyładowań niezupełnych stało się ważnym narzędziem konserwacji, dzięki identyfikacji ryzyka awarii spowodowanej ścieraniem izolacji, poluzowanymi uzwojeniami stojana, termiczną degradacją izolacji i wadami produkcyjnymi. Przyrządy do

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

monitorowania wyładowań niezupełnych Iris Power w trybie pracy maszyny dokładnie zidentyfikowały problemy w wielu generatorach i silnikach dzięki setkom studiów przypadków i dziesiątkom publikacji opublikowanych przez klientów Iris Power, które potwierdzają, że instrumenty do monitorowania wyładowań niezupełnych Iris Power mogą pomóc w: yy Ustaleniu priorytetów zasobów wymagających natychmiastowej konserwacji yy Zidentyfikowania i naprawienia uszkodzenia na wcześniejszym etapie yy Uniknięciu awarii podczas eksploatacji yy Zmniejszeniu częstotliwości wyłączeń, gdy warunki stwarzają niskie ryzyko awarii. yy Uzyskaniu informacji dotyczących rodzaju i miejsca konserwacji wymaganej przed przerwami w eksploatacji yy Zmniejszeniu ogólnych kosztów utrzymania

dę wykrywania problemów z izolacją uzwojeń stojana i uzyskiwanie odpowiednich danych do podejmowania decyzji dotyczących konserwacji niezależnie od producentów sprzętu.

PDTracII został zaprojektowany specjalnie do monitorowania wyładowań niezupełnych przy normalnych obciążeniach elektrycznych, mechanicznych i termicznych maszyny. Obecnie w tysiącach silników, generatorów,

transformatorów suchych i metalowych rozdzielnicach na całym świecie zainstalowanych jest ponad 65000 czujników pojemnościowych EMC. Instalacja i konfiguracja czujnika Iris Power Epoxy Mica Capacitors (EMC) to kondensatory 80 pF, które są używane do tłumienia niskich częstotliwości z generatora, ponieważ impedancja jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości. Częstotliwość zasilania

Rozwój monitorowania wyładowań niezupełnych przez IRIS Power Rozwój przyrządów do testowania wyładowań niezupełnych Iris Power w latach 90-tych został sfinansowany przez północnoamerykański przemysł użyteczności publicznej (CEA i EPRI), aby zapewnić właścicielom maszyn meto-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

17

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE 60 Hz lub 50 Hz jest filtrowana za pomocą impedancji 100 MΩ, podczas gdy impulsy wyładowań niezupełnych o wysokiej częstotliwości do 250 MHz z łatwością przechodzą przez EMC przy impedancji zaledwie 10 Ω. Umożliwia to PDTracII monitorowanie małych impulsów wyładowań niezupełnych powyżej 2 mV na maszynach o napięciu znamionowym powyżej 3,3 kV. Iris Power zazwyczaj instaluje na generatorach dwa czujniki pojemnościowe 80pF z miki epoksydowej na fazę. Impulsy szumowe pochodzące z zewnątrz maszyny docierają najpierw do czujnika bliżej systemu. Impulsy pochodzące z uzwojenia maszyny docierają najpierw do czujnika znajdującego się najbliżej maszyny. Dzięki temu przyrządy Iris Power mogą automatycznie rozróżniać hałas i wyładowania niezupełne uzwojenia.

Silniki, małe generatory i transformatory połączone ponad 30-metrowym kablem między maszyną a rozdzielnicą mogą wykorzystywać tylko jeden czujnik pojemnościowy z miki epoksydowej na fazę i PDTracII do automatycznej analizy kształtów impulsów w celu oddzielenia zniekształconych impulsów pochodzących z systemu i innych zakłóceń.

Metoda zbierania danych Testy wyładowań niezupełnych online są przeprowadzane w sposób ciągły w prosty, bezpieczny i nieniszczący sposób, w oparciu o solidne zasady zalecane przez producentów i standardy branżowe, takie jak IEEE Std. 1434-2014 i IEC60034-27-2: 2012. PDTracII automatycznie wykonuje pomiary w sekwencji dla wszystkich włączonych wejść i zakresów czułości, co zajmuje około 20 minut przed powtórzeniem sekwencji.

Wyniki pomiarów dostarczane przez instrument Iris Power PDTracII obejmują: yy Alerty wskazujące na wysokie pomiary wyładowań niezupełnych yy Fazowo rozwiązane wykresy danych „3D” przedstawiające surowe dane yy Podsumowanie wykresów danych „2D” analizowanych wyników Qm yy Dane dotyczące warunków pracy

Analiza danych i uzyskiwanie informacji Iris Power koncentruje się przede wszystkim na zapewnieniu jasnego, niezawodnego i powtarzalnego wyniku, który pozwala użytkownikowi zrozumieć prawdziwy stan silnika lub generatora i podejmować świadome decyzje dotyczące eksploatacji i konserwacji. Przyrząd PDTracII został za-

18

projektowany do autonomicznego gromadzenia danych o wyładowaniach niezupełnych w sposób ciągły i dostarczania odpowiednich informacji potrzebnych do zapewnienia decydujących środków: yy Identyfikacja dotkliwości wyładowań niezupełnych yy Identyfikacja prawdopodobnych przyczyn pogorszenia stanu yy Porównanie stanu w różnych urządzeniach Porównanie stanu generatora/silnika z podobnymi maszynami może być dokonane przy użyciu swobodnie dostępnych tabel wyładowań niezupełnych, które zawierają ponad 550 000 wyników testów zebranych dla większości wytwórców i rozmiarów maszyn.

Podsumowanie System Iris Power PDTracII zapewnia automatyczne, ciągłe monitorowanie wyładowań niezupełnych (PD) z konfigurowalnymi alarmami, które są inicjowane przy wysokich poziomach wyładowań niezupełnych. yy PDTracII współpracuje z zainstalowanymi na stałe czujnikami pojem-

nościowymi z miki epoksydowej na silnikach, generatorach, transformatorach suchych i rozdzielnicach powyżej 3,3 kV yy PDTracII w sposób ciągły gromadzi dane o wyładowaniach niezupełnych w celu tworzenia wykresów z rozdzielczością fazową i liczb podsumowujących (Qm i NQN) w celu tworzenia trendów i porównań. yy PDTracII wykorzystuje analizę kształtu impulsu, aby niezawodnie odróżnić wyładowania częściowe od zakłóceń elektrycznych (szum), aby zapobiec fałszywym alarmom, gdy monitorowany sprzęt jest podłączony do systemu zasilania za pomocą> 30 m kabla zasilającego. yy Zakres częstotliwości testowych wynosi od 40 MHz do 350 MHz podczas pracy z kondensatorami epoksydowo-mikowymi (EMC) 80 pF i od 2 MHz do 350 MHz z łącznikami pojemnościowymi 1 - 2 nF. Autorzy: 1. Dariusz Wójcik ZUT Energoaudyt 2. Mirosław Zając ZUT Energoaudyt n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Wsparcie inżynierskie dla instalacji OZE SPIE Energotest

W ostatnich latach na świecie i w Polsce obserwuje Zakres kompetencji SPIE Energotest w przypadku się dynamiczny rozwój energetyki opartej o źródła realizacji obiektów energetyki rozproszonej: odnawialne (OZE), którymi są: wiatr, słońce, biogaz i woda.

W Krajowej Sieci Elektroenergetycznej pojawiają się noweobserwuje się dynamiczny rozwój W ostatnich latach na świecie i w Polsce uwarunkowania – dużo większa gwałtowne(OZE), którymi są: wiatr, słońce, energetyki opartej odynamiczność, źródła odnawialne wzrosty napięć, ryzyko nieintencjonalnej pracy wyspowej wielobranżowe, w tym biogaz i woda. W Krajowej Sieci ElektroenergetycznejProjektowanie pojawiają się nowe źródeł rozproszonych. Tworzy to nowe wyzwania zarówno doradztwo pod kątem spełnienia uwarunkowania – dużo większa dynamiczność, gwałtowne wzrosty napięć, dla urządzeń jak i usług realizowanych na rzecz energetyki. wymogów kodeksów sieci (NC RfG)

ryzyko nieintencjonalnej pracy wyspowej źródeł rozproszonych. Tworzy od zarówno 30 lat świadczy wysokiej jak i usług realizowanych to SPIE noweEnergotest wyzwania dla urządzeń Dostawa systemu zarządzania jakości usługi inżynierskie w obszarze elektroenergetycznej produkcją energii oraz telemechaniki na rzecz energetyki. au toma tyki z abezpiecz eni o we j oraz d o starcza

w oparciu o rozwiązania własne: wyspecjalizowane urządzenia zabezpieczeniowe produkcji ECONTROLplus własnej. Daje nam to unikalne kompetencje do wsparcia gii oraz telemechanikę oparte o naszą yy projekty budowlane PIE Energotest od 30 lat świadczy Inwestorów lub Generalnych Wykonawców obiektów Dostawa urządzeń automatyki wysokiej jakości usługi inżynier- platformę - ECONTROL plus , dostayy projekty podstawowe OZE. Własnymi siłami inżynierskimi możemy zrealizować: zabezpieczeniowej w oparciu skie w obszarze elektroenerge- wy zabezpieczeń i sterowników pól yy projekty wykonawcze wielobranżowy projektzabezpieczenioukładu elektroenergetycznego tycznej automatyki SN-EPROTECT, próby pomontażowe, Dzięki kompetencjom w zakresie doo rozwiązania własne: EPROTECT obiektu, dostawę systemu zarządzania produkcją energii wej oraz dostarcza wyspecjalizowane konfigurację i nastawy zabezpieczeń, stępnych technologii, sposobu eksplozabezpieczeniowe uruchomienia funkcjonalne atacji, zasad doboru dla: układów steoraz urządzenia telemechanikę oparte o pronaszą platformę i próby Realizacja usług inżynierskich: dukcji własnej.

Daje nam to unikalne układów zabezpieczeń i sterowań. rowania, zabezpieczeń, magazynów ECONTROLplus, dostawy zabezpieczeń przeprowadzanie prób pomontażowych, kompetencje do wsparcia Inwestoenergii i innych komponentów farm i sterowników pól SN - EPROTECT, próby pomontażowe, konfiguracji i nastaw zabezpieczeń, rów lub Generalnych Wykonaw- Projektowanie oraz dzięki odpowiednim narzędziom konfigurację i nastawy uruchomienia i próby ców obiektów OZE.zabezpieczeń, Własnymi siłami w tym m. in. oprogramowania uruchomienia i próby funkcjonalnewspoukładów funkcjonalne układów zabezpieczeń i sterowań. inżynierskimi możemy zrealizować: SPIE Energotest realizuje kompleksowe magającego proces projektowania zabezpieczeń i sterowań wielobranżowy projekt układu elek- (wielobranżowo) projektowanie stacji i doboru poszczególnych elementów elektroenergetycznych dedykowanych farm, możemy realizować następujące SPIEtroenergetycznego Energotest - Twójobiektu, Partnerdostawę w realizacjach OZE ! systemu zarządzania produkcją ener- dla obiektów OZE w tym: zakresy usług projektowych:

S

www.spie-energotest.pl Zakres kompetencji SPIE Energotest w przypadku realizacji obiektów energetyki rozproszonej: yy yy yy yy

Projektowanie wielobranżowe, w tym doradztwo pod kątem spełnienia wymogów kodeksów sieci (NC RfG) Dostawa systemu zarządzania produkcją energii oraz telemechaniki w oparciu o rozwiązania własne: ECONTROLplus Dostawa urządzeń automatyki zabezpieczeniowej w oparciu o rozwiązania własne: EPROTECT Realizacja usług inżynierskich: przeprowadzanie prób pomontażowych, konfiguracji i nastaw zabezpieczeń, uruchomienia i próby funkcjonalne układów zabezpieczeń i sterowań

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

19

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zdj. 1. Interfejs systemu zarządzania dla instalacji OZE ECONTROLplus

Wsparcie dla inwestorów.

Analizy na poszczególnych fazach inwestycji: yy przeprowadzenie audytu przedinwestycyjnego, yy koncepcje programowo – przestrzenne, wybór lokalizacji pod budowę PV yy analizy techniczne w tym: - obliczenia i analizy rozpływów mocy, - obliczenia i analizy zwarciowe układów elektroenergetycznych yy projekty koncepcyjne układów zasilania elektroenergetycznego, yy programy funkcjonalno-użytkowe (PF-U), yy wytyczne realizacji inwestycji (WRI), yy warunki techniczne dostaw (WTD), yy informacja dotycząca bezpieczeństwa i ochrony zdrowia (BIOZ), yy specyfikacja techniczna wykonania i odbioru robót budowlanych (STWiOR), yy dokumentacja koordynacji i nastaw elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej yy dokumentacja kosztorysowa, w tym: - przedmiar robót (PR) - kosztorys inwestorski (KI) yy dokumentacja powykonawcza, yy instrukcje eksploatacji,

20

Uzgodnienia formalnoprawne w tym:

Zarządzanie produkcją energii

yy dokumentacja do uzyskania decyzji środowiskowej, yy dokumentacja do uzyskania decyzji lokalizacyjnej lub decyzji o warunkach zabudowy, yy dokumentacja do uzyskania pozwolenia wodnoprawnego, yy dokumentacja dla potrzeb uzyskania uzgodnień właścicielskich i branżowych yy dokumentacja do uzyskania decyzji o pozwoleniu na budowę

System umożliwia śledzenie w czasie rzeczywistym produkcji energii z odnawialnych źródeł wytwórczych takich jak: panele fotowoltaiczne i/lub turbiny wiatrowe. Po zastosowaniu stacji pogodowej i przy wykorzystaniu połączenia z serwerem prognozy pogody, system umożliwia dodatkowo predykcję możliwości produkcyjnych poszczególnych źródeł wytwórczych np. na kolejne 24, 48 czy też 72 godziny (w zależności od rozdzielczości danych dostarczanych przez różne serwery pogodowe). Powyższe prognozy mogą być na bieżąco porównywane z wartościami chwilowymi mierzonymi przez stację pogody w celu korelacji prognoz z aktualnymi warunkami pogodowymi w miejscu zainstalowania źródeł wytwórczych (np. paneli fotowoltaicznych, czy turbin wiatrowych). System umożliwia komunikację z operatorami sieci energetycznej oraz pozwala na sterowanie i regulację pracy poszczególnych źródeł wytwórczych, w tym na konieczne wyłączenie przez operatora sieci energetycznej np. w przypadku awarii sieci przesyłowej.

Zintegrowany system zarządzania instalacjami OZE System ECONTROLplus został zaprojektowany w taki sposób, aby spełnić wszystkie unikalne potrzeby wynikające z funkcjonowania instalacji energetyki odnawialnej. Jego głównym zadaniem jest monitorowanie, sterowanie i zarządzanie pracą instalacji OZE oraz nadzór nad stacjami i rozdzielniami przyłączeniowymi instalacji OZE. System na bieżąco odczytuje stany urządzeń, a następnie realizuje zaimplementowane w nim algorytmy sterowania, regulacji i blokad. Wybrane dane są archiwizowane i przechowywane na potrzeby analizy. Dla każdego pomiaru można zdefiniować częstotliwość archiwizacji.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Zarządzanie mikrosiecią Wdrożenie systemu zarządzania mikrosiecią pozwala na zwiększenie dostępności oraz uniezależnienie się od zewnętrznych dostawców energii elektrycznej. System umożliwia śledzenie w czasie rzeczywistym produkcji energii z odnawialnych źródeł wytwórczych takich jak panele fotowoltaiczne i/lub turbiny wiatrowe oraz zarządzanie rezerwowymi źródłami zasilania (np. generator gazowy, generator Diesla) i magazynami energii, a także odbiorcami będącymi głównym beneficjentem układu mikrosieci. Zastosowanie różnych scenariuszy działania systemu zarządzania mikrosiecią takich jak np.: maksymalna produkcja energii elektrycznej, maksymalny czas zasilania odbiorców w trybie pracy wyspowej, czy też priorytetowanie odbiorców pozwala na zwiększenie efektywności wdrożenia systemu. Dzięki zastosowaniu stacji pogodowej i wykorzystaniu połączenia z serwerem prognozy pogody możliwa jest predykcja (do 72 godzin) produkcji poszczególnych źródeł wytwórczych jak i stopnia wykorzystania magazynu energii. Analiza danych otrzymanych i archiwalnych dotyczących historycznego zapotrzebowania

na energię pozwala ocenić i zaplanować czas pracy w trybie OFF-GRID. W przypadku nieoczekiwanej, diametralnej zmiany pogody lub też wystąpienia poważniejszej awarii, system może automatycznie przejść z powrotem do pracy ON-GRID lub powiadomić operatora o konieczności podjęcia takiej decyzji.

Zarządzanie magazynem energii W tym trybie system realizuje następujące zadania: yy utrzymanie poziomu naładowania magazynów energii na zadanym poziomie, yy załączanie dodatkowej generacji (panele, turbiny, silniki na paliwo) w przypadku ujemnego bilansu energetycznego lub też wyłączanie odbiorów o niższym priorytecie dostępności, yy zliczanie cyklów ładowania i rozładowania magazynów energii i komunikacja ze sterownikiem magazynu energii (systemem BMS - ang. battery management system) w celu wizualizacji parametrów ogniw bateryjnych w poszczególnych sekcjach magazynu energii.

Tryby pracy - ongrid, offgrid, blackout Instalacja OZE zarządzana w systemie ECONTROLplus może pracować w 3 trybach pracy (normalnej on-grid, wyspowej off-grid, awaryjnej blackout). Na etapie planowania określane są warunki pracy systemu dla wybranych trybów.

W trybie pracy ongrid system skupia się na realizacji algorytmów pozwalających na utrzymaniu zadanych parametrów sieci, ładowaniu magazynu energii, wykonywaniu symulacji produkcji w oparciu o prognozy pogody ze stacji pogodowej. System może monitorować jakość energii produkowanej z OZE poprzez podłączenie do niego mierników jakości energii. Dzięki zintegrowaniu systemu ECONTROLplus z rozwiązaniem SmartLoad opartym na urządzeniach PMU (ang. phasor measurement unit) możliwe jest szybsze wykrycie momentu wydzielenia się wyspy i skuteczniejsze zarządzanie trybami pracy.

W trybie pracy offgrid system może realizować zadanie bilansowania mocy wydzielonej wyspy tak, aby jak najdłużej zapewnić odbiorom zasilanie w jak największym stopniu pochodzące z produkcji z OZE, bez konieczności korzystania z rezerwowego źródła zasi-

Zdj. 2. Interfejs systemu zarządzania dla instalacji OZE ECONTROLplus

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

21

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zdj. 3. EPROTECT - sterownik i zabezpieczenie pól SN stosowany w instalacjach OZE

EPROTECT

Sprawdzone zabezpieczenie w instalacjach OZE

tomatyczne instalacje do czyszcze- EPROTECT lania (np. generator gazowy, generator Diesla). System może na bieżąco nia paneli fotowoltaicznych, instala- Sprawdzone zabezpieczenie W przypadku instalacjiwylifotowoltaicznych i wiatrowych, Zastosowanie EPROTECT na obiektach OZE: czać maksymalny czas w praw instalacjach OZE cje odstraszające itp. całość lub częśćmożliwy podstawowych zabezpieczeń elektrycznych zwierzęta (po cystronie wyspowej na podstawie aktualney y Wysyłanie wybranych informacji na nn) realizowanych jest bezpośrednio w inwerterach gostanowiących poziomu generacji i jego predykmobilne. Wygląd i funk- W przypadku instalacji fotowoltaiczintegralną cześć dostaw pourządzenia stronie pierwotnej. i większe cji Dedykowane w przyszłościzabezpieczenie – z uwzględnieniem nychfotowoltaiczne i wiatrowych,1MW całość lub część cje dostępne aplikacji są skonfi- Farmy zapewnia ochronę sieci od w strony obiekty rzędu kilkudziesięciu MW (GPO). danych ze stacji pogodowej i serwera podstawowych zabezpieczeń elekgurowane w zależności od specyfiki SN. prognozy pogody.

W okresie tym intrycznych (po stronie nn) realizowaobsługiwanej instalacji.

Przykładowy zestaw funkcji zabezpieczeniowych realizowanych stalacja może byćOZE odłączona zasi- i zabezpieczenie pola nych jest bezpośrednio w inwerterach dla instalacji przez od sterownik Urządzenia EPROTECT należy zainstalować we lania z sieci głównej.

Cyberbezpieczeństwo stanowiących integralną cześć dostaw EPROTECT: wszystkich polach na których podłączone są źródła W uZabezpieczenie trybie blackout system oczekujetrójfazowe na stronie pierwotnej.

Dedykowanedo nadnapięciowe dwustopniowe 59 odnawialne.po EPROTECT może być przygotowany warunki dogodne do powrotu instalaSystem może być wyposażony w wiezabezpieczenie zapewnia jednoczesnego zabezpieczenia 2 pól. ochronę sieu Zabezpieczenie nadprądowe bezkierunkowe 50/51 cji uZabezpieczenie do normalnej pracy.

Szacowane jest le warstw zabezpieczeń zgodnie z za- ci od strony SN. Przykładowy zestaw ziemnozwarciowe 50N/51N zapotrzebowanie na moc na podstasadami defence in depth.

Zabezpiefunkcji zabezpieczeniowych realizowau Zabezpieczenie od asymetrii obciążenia 46 wieudanych historycznych (przed blacczenie przed dostępem z zewnątrz nych dla instalacji OZE przez sterownik Zabezpieczenie temperaturowe ( zewnętrzne) 62 koutem), uruchamiane jest zasilanie może zostać zrealizowane poprzez i zabezpieczenie pola EPROTECT: u Zabezpieczenie ziemnozwarciowe nadnapięciowe zwłoczne, rezerwowe, podłączane są kolejne od- firewall. Połączenie do sieci systemu yy Zabezpieczenie nadnapięciowe składowej zerowej 59N Małe i średnie farmydwustopniowe fotowoltaiczne59 biory (o ile bilans mocy na to pozwa- z zewnątrz może się odbywać jedynie trójfazowe uZabezpieczenie kierunkowe-czynnomocowe ( do ograniczenia (rzęduykilkadziesiąt kW) nadprądowe la), oczekiwany jest moment usunięcia poprzez sieć internet za pośrednicy Zabezpieczenie wypływu mocy do sieci SN) bezkierunkowe 50/51 awarii i gotowości do synchronizacji twem VPN po protokole IPSec i SSL. Pojedyncze urządzenie EPROTECT instalowane Wszystkie krytyczne komponenty yy Zabezpieczenie ziemnozwarciowe z siecią.

EPROTECT przygotowany jest do współpracy z systemem jest w stacji transformatorowej SN/nn, w której realizuje systemu mogą być redundantne (ser50N/51N zarządzania instlacją OZE - ECONTROLplus jak również komplet automatyk i funkcji zabezpieczeniowych Funkcje dodatkowe wery, urządzenia sieciowe, zasilacze, yy Zabezpieczenie od asymetrii z systemami dowolnych innych dostawców. Obsługiwane zgodnie z wymaganiami Sieci.W przypadku dyski twarde, kanały komunikacyjne, obciążeniaKodeksów 46 urządzeniu protokoły komunikacyjne: dostępu do klasycznych przekładników, możliwe yy wGeneracja zdefiniowanych na etapie etc.). Możliwa jest diagnostyka braku wszystyy Zabezpieczenie temperaturowe u Modbus TCP jest wykorzystanie pomiarów z sensorów napięciowych projektu raportów. Możliwa imple- kich urządzeń sieciowych za pomocą (zewnętrzne) 62 u IEC103 narzędzia pozwalającego i cewek Rogowskiego. mentacja protokołu SNMP (status urządzenia, yy Zabezpieczenie ziemnozwarciowe u naIEC61850 edycję już istniejących raportów status poszczególnych portów, statynadnapięciowe zwłoczne, jak i dodawanie nowych. Raporty styki ruchu sieciowego, raportowanie składowej zerowej 59N mogą być przedstawione w różnej do pliku syslog). Komputery mogą być yy Zabezpieczenie kierunkoweformie graficznej (wykresy, tabele, wyposażone w oprogramowanie anczynnomocowe (do ograniczenia www.spie-energotest.pl zestawienia mieszane). tywirusowe, jak i posiadać zautomawypływu mocy do sieci SN) yy Obsługa instalacji pomocniczych tyzowane narzędzia do wykonywania Zastosowanie EPROTECT na obiektach (po wcześniejszym uzgodnieniu al- kopii zapasowych czy też całych obra- OZE: EPROTECT przygotowany jest do gorytmów sterowania) takich jak au- zów dysków. współpracy z systemem zarządzania

22

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

·

dostawa szaf automatyki na obiekt.

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Zastosowanie EPROTECT na obiektach OZE:

Uruchomienia yy Farmy· fotowoltaiczne 1MW i większe obiektyprogramów rzędu kilkudziesięciu opracowanie niezbędnych prób, MW (GPO).

Urządzenia EPROTECT należy zainstalować we wszystkich polach na których · badania pomontażowe urządzeń i układów elektroenergetycznych, podłączone są źródła odnawialne.

EPROTECT może być przygotowany jed· wykonanie pełnych prób funkcjonalnych urządzeń do i układów noczesnego zabezpieczenia 2 pól. elektroenergetycznych, yy Małe ·i średnie przeprowadzenie farmy fotowoltaiczne (rzędui kilkadziesiąt kW). Pojedyncze urzątestów odbiorów HAT, dzenie· EPROTECT instalowane jest w stacji transformatorowej SN/nn, w której przeprowadzenie prób „na zimno”, realizuje komplet automatyk i funkcji zabezpieczeniowych zgodnie z wymaga· przeprowadzenie prób „na gorąco”, niami·Kodeksów Sieciowych.

W przypadku braku dostępu do klasycznych przeprzeprowadzenie testów i odbiorów SAT. kładników, możliwe jest wykorzystanie pomiarów z sensorów napięciowych i cewek Rogowskiego.

instlacją OZE - ECONTROLplus jak również z systemami dowolnych innych dostawców. Obsługiwane w urządzeniu protokoły komunikacyjne: www.spie-energotest.pl yy Modbus TCP yy IEC103 yy IEC61850 Blisko 30 lat doświadczeń SPIE Energotest w obszarze uruchomień układów elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej jest gwarancją kompetencji i jakości oferowanych usług. Doskonała znajomość rozwiązań największych dostawców na rynku w powiązaniu z szeroką ofertą własną umożliwia nam wzięcie pełnej odpowiedzialności za realizację nawet najbardziej wymagających projektów.

Zakres naszej oferty obejmuje: Prefabrykację szaf zabezpieczeń i systemu telemechaniki yy projekt szaf w oparciu o urządzenia takich firm jak: GE, SIEMENS, Schneider, ABB, itp., oraz rozwiązania własne (EPROTECT, ECONTROLplus) yy prefabrykacja szaf w oparciu o konstrukcje takich firm jak RITTAL, ZPAS, itp. – realizacja PW, yy parametryzacja oraz konfiguracja dostarczanych urządzeń, przeprowadzenie testów i odbiorów FAT, yy dostawa szaf automatyki na obiekt.

Uruchomienia yy opracowanie niezbędnych programów prób, yy badania pomontażowe urządzeń i układów elektroenergetycznych, yy wykonanie pełnych prób funkcjonalnych urządzeń i układów elektroenergetycznych, yy przeprowadzenie testów i odbiorów FAT, yy przeprowadzenie prób „na zimno”,

yy przeprowadzenie prób „na gorąco”, yy przeprowadzenie testów i odbiorów SAT.

Testy odbiorowe yy przygotowanie programów szczegółowych prób i testów na podstawie wymagań IRiESP, wymogów kodeksu sieci NC RfG oraz udostępnionej dokumentacji technicznej, yy uzgodnienie programów szczegółowych prób i testów, yy zainstalowanie w trakcie realizacji wybranych prób i testów dodatkowych rejestratorów wielkości elektrycznych (w razie wystąpienia takiej konieczności), udział w próbach i testach na obiekcie w obecności przedstawiciela OS - rola Świadka potwierdzającego zgodność realizacji prób i testów z uzgodnionymi programami, yy sporządzenie protokołu po zakończeniu prób i testów, zawierającego wstępną ocenę wyniku prób i testów, yy udokumentowanie przebiegu prób i testów oraz ich wyników na podstawie wielkości pomiarowych zarejestrowanych w zainstalowanych na obiekcie systemach sterowania i nadzoru oraz za pomocą dodatkowych rejestratorów, yy opracowanie raportów z wykonanych prób i testów wraz z końcową oceną spełnienia wymagań.

Podsumowanie Od 1992 roku braliśmy udział w zakresie badań pomontażowych, uruchomień oraz rozruchu urządzeń i układów elektroenergetycznych praktycznie we wszystkich nowo budowanych i modernizowanych elektrowniach i elektrociepłowniach w Polsce. Realizowaliśmy ten zakres prac również na wielu stacjach elektroenergetycznych oraz

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

w licznych zakładach przemysłowych.

Dzięki naszym doświadczeniom potrafimy zaoferować kompleksowe wsparcie procesów inwestycyjnych w zakresie OZE. Nasi specjaliści są do Państwa dyspozycji zarówno na etapie weryfikacji możliwości technicznych inwestycji jak i podczas nadzoru i prowadzenia realizacji zadania. Zintegrowany system zarządzania instalacją oraz sterowniki i zabezpieczenia możemy dostarczyć na bazie produkcji własnej. Realizując prace, kompleksowo bierzemy odpowiedzialność nie tylko za dostarczone przez nas urządzenia, ale również za prawidłowe działanie całego układu elektroenergetycznego.

Dzięki unikalnemu doświadczeniu naszych specjalistów zdobytemu w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat, gwarantujemy naszym Klientom pełne bezpieczeństwo związane z realizacją powierzonych nam prac a także oferujemy elastyczne i kreatywne podejście do każdego zadania. Oferujemy szeroką gamę usług, specjalistyczną wiedzę oraz indywidualne podejście do Państwa potrzeb.Dzięki unikalnemu zbiorowi kompetencji SPIE Energotest jest właściwym partnerem do realizacji zadań w obszarze energetyki rozproszonej.

Powierzając nam całość zagadnień związanych z obwodami wtórnymi stacji: projekt, dostawy automatyki zabezpieczeniowej i systemu sterowania oraz uruchomienie, Generalny Wykonawca lub Inwestor może skupić się na optymalizacji swojego podstawowego obszaru działalności.

Michał Kaźmierczak, Michał Zając, Remigiusz Krajcer SPIE Energotest sp. z o.o. ul. Chorzowska 44b 44-100 Gliwice Tel.: + 48 32 330 04 44 n

23

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Jednoczesne pomiary W energetyce i elektrotechnice wykonuje się wiele pomiarów. Podczas montażu nowych obwodów sprawdza się poprawność montażu i uzyskane parametry.

W trakcie eksploatacji kontroluje się stabilność parametrów, zaś w przypadku awarii wyszukiwane jest miejsce, w którym niesprawność miała swój początek, gdyż tam prawdopodobnie będzie można zidentyfikować jej przyczynę.

C

zęsto pomiary są wykonywane na miejscu, przy użyciu ręcznych przyrządów, których funkcjonalność i precyzja są z każdym rokiem coraz większe. To już nie tylko pomiar prądu czy napięcia, ale również wyznaczane na ich podstawie wielkości mocy, energii, zawartości harmonicznych i wielu innych parametrów. Zapisy mogą być zapamiętywane w celu późniejszej analizy.

Innym sposobem jest zainstalowanie

24

urządzeń pomiarowych na stałe. Jest to stosowane zwykle tam, gdzie stan danego obwodu / urządzenia jest krytyczny dla działania większej całości, jakości produkowanych wyrobów, czy bezpieczeństwa instalacji.

Wyniki pomiarów mogą być przy tym przetwarzane na miejscu w urządzeniu pomiarowym, lub przekazywane do jednostki analitycznej. W pierwszym przypadku, urządzenie może kontrolować i zapisywać w pamięci

wybrane parametry, w celu późniejszego odtworzenia. Na tej podstawie można zauważyć wahania wartości parametrów w różnych cyklach, np. czasowych (zmianowych, dziennych, tygodniowych itp.), produkcyjnych (np. wprowadzenie nowego wsadu – przetwarzanie – przekazanie gotowego (pół)produktu), czy technologicznych (np. zanikające efekty oczyszczenia / ochłodzenia / restartu itp. aparatury, wpływ nowych odczynników

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE / zanieczyszczenia / temperatury itp.).

Zależnie od rozwiązań, uzyskiwane dane mogą być tylko podstawą do generowania komunikatów o stanie badanego obiektu, lub mogą być w całości przesyłane do jednostki analitycznej, w celu dokładnej analizy.

Jeszcze innym rozwiązaniem jest rozmieszczenie w różnych miejscach badanego obszaru tylko czujników, które nie mają ani pamięci, ani zdolności analitycznych. Ich zadaniem jest wykonanie pomiaru i przesłanie wyniku do jednostki analitycznej, która dokona odpowiedniej interpretacji uzyskanych wyników.

Każdą ze wspomnianych (przykładowo) metod pomiarowych można zrealizować na wiele sposobów, wykorzystując dostępne zasoby. Przesyłanie danych pomiarowych może być więc realizowane przy użyciu różnych mediów (przewody miedziane, światłowody, fale radiowe itp.), różnych protokołów (Profibus, Ethernet, RS232C itp.) i różnych urządzeń (nadajniki / odbiorniki, switche, routery itp.). Istotnym czynnikiem przy planowaniu takich transmisji jest przepustowość łączy. Nawet najszybsze łącza można zatkać, jeśli jednocześnie będzie nimi przesyłanych zbyt dużo danych.

Niezależnie jednak od wyboru sposobu wykonywania pomiaru i przesyłania uzyskanych wyników, jednostka analityczna, czyli np. komputer przetwarzający dane pomiarowe, otrzymuje zwykle dane niezsynchronizowane. Inaczej mówiąc, jeśli przyjmiemy, że cykl pomiarowy trwa np. 1 sekundę, to nie wie-

my, czy pomiary zostały wykonane na początku cyklu, czy na końcu i w jakiej kolejności. Rozwiązaniem jest rozsyłanie impulsów wyzwalających pomiary jednocześnie we wszystkich urządzeniach. Znów problemem jest przepustowość łączy, jak również faktyczny czas od wysłania impulsu do wykonania pomiaru w oddalonym urządzeniu, jak również czas od uzyskania wyniku pomiaru do przesłania go do jednostki analitycznej. Jeśli mówimy o Ethernecie, dodatkowe opóźnienia mogą wnosić switche i routery, jeśli znajdą się na drodze transmisji sygnału.

Czy ma to jakieś znaczenie?

W odniesieniu do wielu sygnałów, które zmieniają się wolno, jak na przykład temperatura, poziom zanieczyszczeń wody, czy powietrza, ciśnienie atmosferyczne itp., nie ma sensu silić się na precyzję. Jest jednak również wiele sytuacji, kiedy istotna jest jednoczesność pomiaru w wielu punktach, gdyż tylko wtedy można ustalić kolejność zdarzeń. To zaś może być konieczne np. do ustalenia źródła i przyczyny zakłócenia.

Można podzielić zakłócenia pod względem ważności na kilka grup. Wiadomo, że sygnały odbiegają od stanów nominalnych przez pewien czas po włączeniu zasilania, uruchomieniu procesu technologicznego itp. Zwykle parametry (np. prędkość obrotowa wału, temperatura, częstotliwość, odpowiednia jakość wyrobu, itp.) dopiero po pewnym czasie osiągają właściwe wartości. Użytkownik musi to uwzględ-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

niać w swoich planach.

Inna grupa zakłóceń wskazuje na pewne odchyłki, ale wyniki mieszczą się w zakładanych przedziałach zmienności. Może to być spowodowane czynnikami środowiskowymi ( np. nietypowymi wartościami temperatury, ciśnienia, czy wilgotności), lub technologicznymi (np. celową zmianą parametrów procesu lub wahaniami napięcia zasilania). Dopóki wynik końcowy jest do przyjęcia, można takie odchyłki zignorować.

Są również zakłócenia, które co prawda nie powodują wadliwej produkcji, ale świadczą, że coś zaczyna się psuć i może za tydzień, miesiąc, lub nawet później, może doprowadzić do poważnej awarii. Jest to dziedzina tzw. diagnostyki predykcyjnej, która pozwala przewidzieć awarię na podstawie niewielkich zakłóceń parametrów monitorowanego obiektu – np. natężenia prądu zasilania. Użytkownik nie powinien ignorować takich wskazań. Lepiej zaplanować postój i wymianę podejrzanego komponentu, niż przeżyć niespodziewaną awarię, np. w środku nocy i oprócz kosztu komponentu stracić wartość niewykonanych, lub źle wykonanych wyrobów.

Jeszcze inną grupę stanowią zakłócenia, które powodują zatrzymanie maszyny, wyłączenie zasilania itp. awarie krytyczne. Jeśli już do nich dojdzie i instalacja musi zostać wyłączona, liczy się każda sekunda przestoju. Jeśli dzięki pomiarom uda się zidentyfikować miejsce, w którym powstało zakłócenie, dalsze działania mogą być już ru-

25

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE tynowe. Czas wykrycia miejsca uszkodzenia zależy z jednej strony od tego, czy sygnały z danego miejsca zostały zarejestrowane i czy zarejestrowana została faktyczna sekwencja zdarzeń, a z drugiej strony – czy osoba przeglądająca zapisy potrafi zauważyć zachwianie wartości parametru, sygnalizujące niesprawność.

Cała awaria może trwać krótko. Czasem automatyka musi działać szybko, żeby zapobiec poważniejszym stratom. Pewna elektrownia została wyłączona zaledwie po 3 sekundach od awarii! Rejestrowanie sygnałów co sekundę nie byłoby w tym przypadku zbyt pomocne…

Na poniższym wykresie pokazano zarejestrowane zwarcie i działania automatyki.

Z powyższych rozważań wynika, że: yy Rejestrowanie sygnałów powinno być realizowane z możliwie dużą częstotliwością tak, aby można było zmierzyć czas trwania poszczególnych stanów sygnałów jak i odstęp czasu między końcem jednego sygnału a początkiem innego.

Ze względu na dynamikę zmian sygnałów w energetyce, wydaje się, że optymalny byłby pomiar z rozdzielczością 10 – 100 mikrosekund yy Pomiary powinny być zsynchronizowane. Impuls synchronizujący (wyzwalający pomiar) powinien dotrzeć do wszystkich urządzeń pomiarowych mniej więcej w tym samym momencie, w szczególności w czasie krótszym od okresu próbkowania.

26

yy Zamiast synchronizować poszczególne pomiary, korzystniej jest synchronizować sekwencje pomiarowe o określonym czasie trwania.

Sekwencje mogą być wykonywane z precyzyjnie określoną częstotliwością, gdyż polecenie wykonania pomiaru i przesłanie wyniku nie będą transmitowane na duże odległości yy Czas rejestracji powinien być dostosowany do czasu trwania zjawisk, które chcemy monitorować, a więc różnego rodzaju zwarć, nieprawidłowych przełączeń, działania automatyki w stanach awaryjnych itp.

Przy zbyt krótkich sekwencjach może się okazać, że dane zdarzenie nie zostało w pełni zarejestrowane i na podstawie zapisów nie można wyciągnąć praktycznych wniosków.

Zbyt długie sekwencje oznaczają niepotrzebny wzrost wielkości plików rejestracji i czasu ich analizy. yy Impuls wyzwalający rejestrację powinien wynikać z detekcji zakłócenia. W ten sposób uniknie się niepotrzebnych transmisji danych reprezentujących normalną pracę monitorowanego obwodu / urządzenia, zaś operator otrzyma do analizy tylko zapis sygnałów z najważniejszego okresu czasu. yy Im większy obszar obejmą rejestracje, tym więcej informacji uzyska operator o przyczynach, przebiegu i konsekwencjach zakłócenia.

Zdarza się, że przyczyną awarii było zdarzenie odległe geograficznie lub czasowo. Na przykład błędne

przełączenie w nastawni spowodowało w odległym polu rozgrzanie przewodu, przez który popłynął nieoczekiwanie duży prąd, a to spowodowało uruchomienie alarmu i wyzwolenie rejestracji. yy Z powyższego wynika, że choć rejestracja powinna zostać uruchomiona po wykryciu zakłócenia, to jednak powinna zawierać również informacje wcześniejsze. Tę sprzeczność można rozwiązać w ten sposób, że rejestrator w sposób ciągły zapisuje w pętli dane z określonego czasu, a pobudzenie powoduje uzupełnienie zapisów o dane z określonego czasu po wykryciu zdarzenia. yy Rejestratory powinny być możliwie blisko źródeł sygnałów, żeby uniknąć ewentualnych opóźnień, czy zakłóceń w przewodach doprowadzających sygnały do rejestratorów.

Powyższy sposób rejestrowania przebiegu awarii nie wymaga precyzyjnego synchronizowania rejestratorów z czasem zegarowym. O wiele ważniejsza jest jednoczesność wyzwalania wszystkich rejestratorów. Tylko wtedy będzie można ustalić precyzyjnie przebieg zdarzenia, a więc kolejność zmian poszczególnych sygnałów i zależności czasowe między nimi.

Realizacja techniczna Firma TRONIA Sp. z o.o. zrealizowała projekt zgodny z powyższym opisem w Hucie Miedzi „Głogów”. W tym celu 6 systemów, zawierających w sumie

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE 21 rejestratorów typu SZARM produkcji firmy TRONIA, zostało rozmieszczonych w pobliżu źródeł sygnałów, przy czym odległości między systemami wahają się od kilkudziesięciu metrów do kilku kilometrów.

Rejestratory pracują z częstotliwością 100 000 próbek na sekundę (S/s), co zapewniło czas między pomiarami równy 10 mikrosekund.

Wykrycie zdarzenia przez którykolwiek rejestrator powoduje wysłanie impulsu wyzwalającego, o czasie trwania 20 us, do wszystkich pozostałych rejestratorów. Impuls jest przesyłany światłowodami, przy czym zamiany impulsów elektrycznych na świetlne i odwrotnie są realizowane przez konwertery TTL/OPTO, również produkowane przez firmę TRONIA. Czas konwersji jest krótszy od 1 mikrosekundy, więc nie opóźnia istotnie impulsu.

Każdy rejestrator może monitorować do 8 sygnałów analogowych (prądy / napięcia / temperatura) oraz do 16 sygnałów dwustanowych (stany przełączników, przekaźników itp.) a zatem cała sieć 21 rejestratorów może rejestrować 168 sygnałów analogowych i 336 dwustanowych.

Podczas normalnej pracy, rejestratory zapisują dane w pętli o czasie trwania 100 ms. Po odebraniu przedniego zbocza impulsu wyzwalającego lub po wykryciu zakłócenia, dane z pętli są uzupełniane przez zapisy o czasie trwania 1 s. Zatem cała rejestracja obejmuje czas 1.1 s. Jest to wystarczający czas na rejestrację określonego rodzaju zjawisk, w tym przypadku zwarć doziemnych.

Zatem wykrycie zakłócenia powoduje wygenerowanie 21 rejestracji, które są precyzyjnie zsynchronizowane. Ponieważ próbki nie są przesyłane na duże odległości, ale zapisywane lokalnie w pamięci rejestratora, nie ma problemu opóźnień, wynikających z długich linii przesyłowych.

Dopiero po zakończeniu rejestrowania, poszczególne pliki są zapisywane w pamięci koncentratora danego systemu, a następnie są przesyłane, również liniami światłowodowymi, do Komputera Centralnego. Nie jest to serwer sieci zakładowej, gdyż celem było uniknięcie przeciążania sieci przez transmisje rejestracji. Z drugiej strony, Komputer Centralny pełni również inną rolę: analizuje odebrane rejestracje, wyręczając w tym operatora.

Efektem analizy jest raport, w którym wskazywany jest stan monitorowanego obiektu, przyczyna wyzwolenia rejestracji, czas wystąpienia zda-

rzenia i wykaz rejestracji, na podstawie których raport został wykonany.

Jeśli program Komputera Centralnego wykryje zdarzenie krytyczne, zgodnie z ustaloną definicją takiego zdarzenia, zarówno raport jak i dany zestaw rejestracji są przesyłane do serwera sieci zakładowej, gdzie są dostępne dla użytkowników. Dzięki temu analiza rejestracji jest wykonywana zawsze i sprawnie, a użytkownik otrzymuje informacje tylko o najważniejszych zdarzeniach. Oczywiście zawsze ma dostęp w Komputerze Centralnym do wszystkich raportów i rejestracji. Oprogramowanie zapewnia wiele narzędzi do analizy rejestracji, zestawiania sygnałów z różnych zapisów, wyliczania przebiegów wirtualnych (np. mocy czynnej lub biernej, offsetu i wielu innych parametrów) itp.

Poniżej przedstawiona jest mapa synoptyczna, na której można obserwować wartości sygnałów w trakcie ich rejestrowania. Wykres może pokazywać wartości chwilowe, skuteczne lub pochodne sygnałów próbka po próbce, co wybraną liczbę próbek lub co okres (20 ms).

Należy podkreślić, że dany komplet rejestracji zawiera jednoczesne zapisy sygnałów z różnych, często znacznie oddalonych jeden od drugiego, rejonów, przy czym rejestratory są blisko źródeł sygnałów. W ten sposób można obserwować powstawanie zakłócenia i jego propagację do innych miejsc.

Ułatwia to szukanie przyczyn awarii, dzięki czemu szybciej można wprowadzić środki zaradcze i ponownie przekazać daną instalację do eksploatacji.

Oznacza to wymierne korzyści ekonomiczne dla użytkownika.

Użytkownik ma również możliwość dokładniejszej oceny stanu monitorowanego obiektu, a więc odpowiednio wczesnego wykrycia niesprawności, zanim doprowadzą do poważnej awarii. To również ma duże znaczenie ekonomiczne, gdyż pozwala zapobiec nieplanowanym przestojom.

nent do wymiany w przypadku kiedy do awarii już dojdzie, aby wszystkie koszty się zwróciły z nawiązką.

Z drugiej strony, nie do przecenienia jest możliwość obserwowania przebiegów czasowych sygnałów w różnych punktach instalacji – ich kształtów, zależności czasowych, czy zakłóceń. Dzięki temu można uzyskać rozległą wiedzę o działaniu danego obiektu, co ułatwi podejmowanie decyzji o jego eksploatacji, modyfikacji, czy modernizacji.

Nie uczmy się na błędach – uczmy się im zapobiegać.

Janusz Proniewicz TRONIA Sp. z o.o.

Warszawa, 2021-08-11 n

Podsumowanie Decyzja o rozmieszczeniu systemów rejestrujących, połączeniu ich światłowodami itd. jest zawsze trudna ze względu na koszty, konieczność opracowania założeń, wykonania określonych prac zwykle przy działającym obiekcie, a na koniec opanowania obsługi zainstalowanych urządzeń. Wystarczy jednak, że operator w porę wykryje usterkę, zapobiegając awarii, lub szybko wskaże kompo-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

27

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Budowa inteligentnej sieci elektroenergetycznej – pilotażowy projekt z udziałem Grupy Apator Apator Elkomtech – jedna ze spółek Grupy Apator - przeprowadziła w ostatnim czasie pilotażowy projekt automatyzacji linii SN i stacji SN/nn. Realizacja obejmowała wdrożenie zdalnego sterowania i elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (w tym wskaźników przepływu prądów zwarciowych), a także modernizację i przebudowę linii i stacji SN i nn. Rozwiązanie zostało wdrożone na terenie bydgoskiego oddziału Enei Operator.

C

elem projektu w Gminie Dąbrowa Chełmińska, na terenie Rejonu Dystrybucji w Bydgoszczy, była budowa inteligentnej sieci, modernizacja i przebudowa zasilania. Istniejące stanowiska słupowe doposażono w sterowniki microBEL_SRS, a nowo wybudowaną stację kontenerową wyposażono w automatykę, opartą o sterownik microBEL_Sx. Urządzenie microBEL_Sx pełni rolę wskaźnika przepływu prądu zwarcia, realizuje pomia-

28

ry oraz sterowania w linii SN. Sercem stacji jest sterownik microBEL_ARN, który dzięki pomiarom napięcia z szyn stacji nn oraz napięcia na odpływach linii nn, za pomocą sterowników wyniesionych - microBEL_SENS, z przełącznikiem zaczepów ECOTAP VPD firmy Reinhausen, jest w stanie regulować napięcie zaczepami transformatora.

Regulacja odbywa się w zależności od obciążenia linii nn przez odbiorców.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zdj. 1. Nowa stacja kontenerowa

Zdj. 2. Stacja transformatora ze sterownikami i przełącznikami

Zdj. 3. Sterowniki microBEL

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

29

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Algorytm microBEL_ARN w pierwszej kolejności reguluje napięcie na szynach rozdzielnicy nn stacji transformatorowej tak, aby wartość średnia obliczona na podstawie napięć z poszczególnych faz, odpowiadała wartości zadanej. Na tym etapie nie są uwzględniane napięcia z sensorów zainstalowanych w głębi sieci. Gdy średnie napięcie na szynach mieści się w zadanych granicach, kolejnym krokiem jest sprawdzenie, czy napięcia w poszczególnych fazach mają wartość mieszczącą się w zadanym przedziale.

W przypadku stwierdzenia, że napięcie w którejkolwiek fazie znajduje się poza dozwolonym przedziałem, algorytm wylicza czy zmiana pozycji przełącznika zaczepów, która wyeliminuje taką rozbieżność, nie spowoduje przekroczenia dozwolonego zakresu napięcia w pozostałych fazach.

Jeśli z oszacowania algorytmu wyniknie, że po zmianie pozycji przełącznika zaczepów wartości napięć będą się mieścić w oczekiwanym przedziale, wówczas wykonywane jest sterowanie, powodujące zmianę pozycji przełącznika zaczepów. Na tym etapie, nie są uwzględniane napięcia z sensorów zainstalowanych w głębi sieci.

Jeżeli napięcia fazowe na szynach mieszczą się w zadanych granicach, kolejnym krokiem jest sprawdzenie, czy wartości średnie napięć fazowych mierzone przez sensory w głębi sieci, mieszczą się w zadanym przedziale.

Jeśli napięcie średnie któregoś z sensorów nie spełnia tego warunku, to następuje oszacowanie, czy odpowiednia zmiana pozycji przełącznika zaczepów korygująca odchyłkę napięcia do wartości zadanej, nie spowoduje przekroczenia dozwolonych napięć fazowych na szynach oraz na-

30

pięć średnich innych sensorów. Jeśli powyższy warunek jest możliwy do spełnienia, zostaje wykonane sterowanie.

W algorytmie przewidziano blokady podnapięciowe i nadnapięciowe, które kontrolują napięcia fazowe we wszystkich punktach pomiarowych, a więc zarówno napięcia fazowe na szynach rozdzielnicy nn, jak i napięcia fazowe z wyniesionych sensorów pomiarowych (microBEL_SENS). Na szynach rozdzielnicy nn jest sprawdzana asymetria napięcia, definiowana jako największa odchyłka napięcia fazowego od wartości średniej. Powyżej opisano pierwszą część pilotażowego projektu w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko 2014-2020; działanie 1.4.: „Rozwijanie i wdrażanie inteligentnych systemów dystrybucji działających na niskich i średnich poziomach napięcia, z Funduszu Spójności perspektywa 2014-2020”. W projekcie zastosowano rozwiązanie w zakresie automatyzacji linii SN i stacji SN/ nn, druga część realizacji przewiduje modernizację sieci na terenie gminy Sicienko.

Doświadczenie zdobyte przez Grupę Apator podczas powyżej opisanej realizacji przełoży się na kolejne projekty, dotyczące wdrażania i rozwijania innowacyjnych rozwiązań, szczególnie podczas budowy inteligentnych sieci elektroenergetycznych, z uwzględnieniem dynamicznie rozwijających się odnawialnych źródeł energii.

Autor: Szymon Łabenda Menedżer produktu Apator SA kom. +48 571 402 122 szymon.labenda@apator.com n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Oznaczniki w branży transportu od A do Z. Oto najlepsze rozwiązania W branży transportu zastosowanie znajdują jedynie rozwiązania najwyżej jakości. Liczy się: bezpieczeństwo, czytelność oraz żywotność oznaczeń i opisów mimo zróżnicowanych warunków zewnętrznych. Za pomocą jakich konkretnie produktów można to uzyskać? Sprawdźmy!

I

dentyfikacja z wykorzystaniem sprawdzonych rozwiązań pozwala na zoptymalizowanie procesów oraz precyzyjne rozplanowanie prac konserwacyjnych, a przy tym obniżenie kosztów związanych z cyklem życia produktu. W związku z tym wymagania stawiane systemom znakowania w branży transportu są jasno sprecyzowane.

Oznaczniki stosowane w transporcie bezwzględnie muszą być: yy Bezhalogenowe – czyli wyprodukowane z tworzyw bez dodatku halogenu. Dzięki temu podczas ewentualnego pożaru i ich spalania nie dochodzi do uwalniania trujących gazów – pochodnych halogenów jak chlor, brom i fluor. Jednocześnie materiały bezhalogenowe zapobiegają dalszemu rozprzestrzenianiu się ognia. Stosowanie tego rodzaju produktów to jeden z podstawowych wymogów dotyczących transportu publicznego. yy Odporne na oddziaływanie środowiska zewnętrznego, szczególnie na stały kontakt z wodą, olejami lub toksycznymi olejami. Opis oznacznika nie może tracić swojej czytelności nawet wskutek długotrwałego narażenia na wymienione czynniki. yy Dla szczególnie wrażliwych i wymagających branż przeznaczone są oznaczniki o jeszcze większej odporności na oleje, wysoką temperaturę, jak również spełniające wyśrubowane normy wojskowe.

Oznaczniki w transporcie: przykłady rozwiązań Oczywiście wymagania dotyczące produktów do znakowania różnią się od siebie w poszczególnych branżach. Sprawdźmy, jakie rozwiązania proponowane do danych sektorów transportu można znaleźć w ofercie firmy Partex.

Zdj 1. .:PCT – oznacznik o profilu otwartym do zadruku termotransferowego.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

31

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Oznaczniki w transporcie kolejowym Priorytetem jest tu stosowanie produktów do identyfikacji zgodnych z normą EN 45545, która ujednoliciła w Europie przepisy dotyczące ochrony przeciwpożarowej, jeszcze bardziej zwracając uwagę na bezpieczeństwo pracowników firm, pasażerów oraz urządzeń wykorzystywanych w branży kolejowej. Stosuje się tu przede wszystkim oznaczniki bezhalogenowe, o właściwościach niepalnych i samogasnących, jak chociażby koszulki termokurczliwe z serii Prosleeve. Na szczególną uwagę zasługuje w tym miejscu nowość na rynku: oznacznik PCT, wykonany z materiałów bezhalogenowych, wolnych od kadmu i silikonu.

Unikalna budowa oznacznika i wyjątkowa elastyczność, sprawiają że z powodzeniem znajduje zastosowanie w miejscach trudno dostępnych lub z mocno ograniczoną przestrzenią.

Przy omawianiu tej branży warto wspomnieć, że rozwiązania Partex są stosowae np. w londyńskim metrze! Czołowi producenci pojazdów szynowych w Polsce również korzystają z tych produktów.

Norma EN 45545 dotyczy m.in. producentów pojazdów szynowych i narzuca im używanie wyłącznie certyfikowanych materiałów bez zawartości halogenów. W znakowaniu wiązek kablowych w tego rodzaju pojazdach sprawdzają się zwłaszcza owalne profile POZ wykonane z bezhalogenowego tworzywa ZEREX, które charakteryzuje się bardzo niską emisją gazów podczas pożaru. Są proste w instalacji na grupie przewodów przed ich podłączeniem oraz łatwe w czytelnym opisaniu – cała informacja zawarta jest na jednej, widocznej tulejce. Doskonale do tego celu nadają się także płaskie termokurczliwe koszulki PHZF. To idealne rozwiązanie w miejscach, w których przestrzeń pomiędzy przewodami jest bardzo ograniczona i liczy się każdy dodatkowy milimetr.

Zarówno profile, jak i koszulki zadrukowuje się drukarkami termotransferowymi, które dostępnę są w ofercie Partex.. Proces jest szybki i intuicyjny, a nadruk można zaprojektować i wykonać nawet na miejscu przeprowadzania prac, czyli bezpośrednio przy pojeździe szynowym.

Trzeba pamiętać, że w przypadku pojazdów szynowych kluczową rolę pełni pulpit operatorski, za pomocą którego maszynista steruje pracą zestawu.

Czytelność i trwałość oznaczeń przyci-

32

Zdj 2.: Oznaczniki PKS ze stali nierdzewnej

Zdj 3.: Oznacznik PPQ

sków i przełączników to czynnik, który bezpośrednio przekłada się na bezpieczeństwo całego przejazdu. Na osiągnięcie tego celu pozwalają przede wszystkim samoprzylepne, bezhalogenowe etykiety piankowe EPF z matową powłoką. Są odporne m.in. wysokie temperatury, alkohole, smary, oleje i promieniowanie UV. Wyróżnia je elastyczność, dzięki której stabilnie trzymają się nawet powierzchni o nierównej strukturze. W pojazdach świetnie sprawdzają się również tabliczki z nadrukiem UV-LED.

Oznaczniki w przemyśle morskim Warunki w szeroko pojętym przemyśle morskim stawiają przed rozwiązaniami do oznaczeń jeszcze wyższe wymagania niż w przypadku branży kolejowej.

Produkty do identyfikacji muszą pozostać trwałe i niezawodne mimo bardzo trudnych i niezwykle zmiennych czynników pogodowych oraz skomplikowanego środowisko pracy. Jakie oznaczniki sprawdzą się na statkach i platformach wiertniczych? Głównie

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zdj 4.: oznaczniki z serii Prosleeve

wykonane z odpornej na pogodowe ekstrema produkty ze stali nierdzewnej, jak również oznaczenia z nadrukiem UV. Specyfika branży offshore sprawia, że wszelkie prace serwisowe i związane z modernizacją przeprowadzane są przeważnie na czynnych rurociągach.

Należy zatem tak dobierać elementy do identyfikacji, aby ewentualne przestoje były jak najkrótsze. Stawiamy na zminimalizowanie czasu realizacji pracy, oczywiście bez żadnej straty dla jakości i trwałości zastosowanych rozwiązań. Do znakowania kabli i rur zewnętrznych używa się przede wszystkim wytłaczanych oznaczników i tabliczek ze stali nierdzewnej (np. PKS) montowanych na wkręty, nity lub przy użyciu opasek zaciskowych również ze stali nierdzewnej. Co ważne, są one dedykowane do pracy w ekstremalnych warunkach, czyli m.in. w temperaturze dochodzącej nawet do +500°C. Tabliczki z czytelnym i bardzo trwałym grawerem znajdują zastosowanie także w systemach identyfikacji rurociągów.

Należy zwrócić uwagę również na ogromną ilość kabli i przewodów, zarówno na platformach wiertniczych, jak i na statkach. Prawidłowa, a jednocześnie błyskawiczna identyfikacja poszczególnych instalacji elektrycznych to jeden z gwarantów bezpieczeństwa pasażerów oraz pracowników. W zależności od momentu przeprowadzania prac można wybrać wygodne oznaczniki o profilu otwartym, oznaczenia o profilu zamkniętym lub też płaskie elementy zapinane na opaski kablowe.

Oznaczniki w branży automotive Automotive to kolejny segment przemysłu, w którym priorytetem jest niezawodność oraz zachowanie ciągłości prac. Pod uwagę przy wyborze oznaczników bierze się tu takie kryteria, jak odporność na bardzo wysokie temperatury oraz działanie olejów.

Co ciekawe, integratorzy automatyki przemysłowej nie dokonują znakowania samodzielnie, a korzystają przeważnie z usług podwykonawców zajmujących się identyfikacją systemów.

Tworzy się tu przede wszystkim czytelne opisy wiązek kablowych. Najczęściej stosowane rozwiązania to koszulki termokurczliwe (PHZF) lub systemy oznaczeń mocowane na wiązki przewodów z wykorzystaniem opasek zaciskowych.

Do znakowania węży hydraulicznych dedykowane są z kolei produkty odporne na ewentualne wycieki oleju.

Sprawdzą się tu m.in. płaskie oznaczniki PPQ, oznaczniki CMD z serii PROSLEEVE oraz wielkoznakowe tabliczki ze stali nierdzewnej PKS, odporne na ekstremalne warunki pogodowe.

sokościach. Profesjonalnego opisania wymagają zwłaszcza wiązki kablowe.

W dużych samolotach mamy do czynienia nawet z 900 kilometrami kabli!

Najlepszym, polecanym rozwiązaniem dla branży lotniczej są oznaczniki kablowe z serii Prosleeve – odporne na temperatury zgodnie z normą UL i CSA. Wymagania dotyczące systemów identyfikacji w poszczególnych, specjalistycznych branżach wynikają przede wszystkim z wyśrubowanych norm.

W takiej sytuacji nie można zdać się na przypadek i sięgać po niesprawdzone rozwiązania. Należy wybierać wyłącznie produkty wszechstronnie przetestowane, przebadane, a ponadto od firm cieszących się zaufaniem i długoletnią renomą.

Oznaczniki w lotnictwie Lotnictwo to kolejna branża o specjalnych wymaganiach. Szybkie zlokalizowanie kabla czy innego elementu oraz wykrycie i naprawienie usterki jest tu kluczowe. Podstawę stanowi odporność na ekstremalnie wysokie temperatury, przede wszystkim w okolicach silnika, a jednocześnie bardzo niskie temperatury panujące na dużych wy-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

Partex n

33

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA, kontynuując prawie 70 letnią historię prężnie kroczy przez rynek pełen wyzwań i szans w obszarze urządzeń dla elektroenergetyki. Bazując na doświadczeniu zdobywanym przez wiele dekad, możliwe jest zaoferowanie klientom sprawdzonych rozwiązań, jak również podejmowanie nietypowych wyzwań, nakierowanych na spełnienie specyficznych wymagań technicznych.

S

tale rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną powoduje konieczność ciągłego rozwoju sieci elektroenergetycznych. Wymusza to stosowanie urządzeń rozdzielczych i przesyłowych o coraz bardziej wygórowanych parametrach technicznych, jednocześnie spełniających znacznie większy poziom wymagań w odniesieniu do niezawodności, bezpieczeństwa eksploatacji i obsługi. ZARMEN Zakład Elektrobudowa z powodzeniem stara się sprostać wyzwaniom jakie współ-

czesny rynek stawia przed urządzeniami dla elektroenergetyki. Zespół kilkudziesięciu doświadczonych pracowników pionu technicznego, w skład którego wchodzą między innymi projektanci, konstruktorzy, technolodzy, gotowy jest podołać każdemu wyzwaniu technicznemu, oferując swoim klientom rozwiązania dopasowane do ich potrzeb. Elastyczność w podejściu do poszczególnych projektów, jak również nieszablonowe schematy działania zapewniają końcowy sukces, który wyra-

ża się w zadowoleniu rzeszy klientów.

Zakłady produkcyjne zlokalizowane w Koninie, oraz Tychach, wyposażone w nowoczesne urządzenia produkcyjne (wykrawarki CNC, obrabiarki sterowane numerycznie), jak również doświadczony zespół pracowników składają się na proces produkcyjny, którego finalnym efektem są wysokiej jakości urządzenia dla elektroenergetyki. Zakład ELEKTROBUDOWA jako jedyna firma w Polsce jest w stanie zaoferować swoim klientom kompleksowy przekrój

Rys. 1. Przekrój i elewacja rozdzielnicy D-12P 4000A . Źródło: ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA.

34

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE rozwiązań produktowych w obszarze rozdziału i przesyłu energii elektrycznej dla wszystkich typów napięć tj. od napięć niskich aż do wysokich.

Rozdzielnice wnętrzowe niskiego napięcia typu NGWR i RNM-2, produkowane w Zakładzie zlokalizowanym w Koninie, znajdują zastosowanie w wielu branżach, między innymi jako rozdzielnice główne, manewrowe. Wysokie parametry techniczne dotyczące znamionowych prądów ciągłych (do 7500 A) i wytrzymywanych prądów zwarciowych (do 231 kA) plasują te produkty w światowej czołówce. Do głównych cech oferowanych produktów można zaliczyć: łatwy dostęp do zainstalowanej aparatury, bezproblemową wymianę lub dodawanie jednostek funkcjonalnych danej rozdzielnicy, elastyczność w doborze i zastosowaniu aparatury wielu producentów, ze szczególnym naciskiem na przystosowanie rozdzielnicy do indywidualnych potrzeb danego klienta. Jednak aby sprostać nowym wymaganiom, cały czas prowadzone są prace mające na celu podniesienie parametrów technicznych, oraz wprowadzanie nowych rozwiązań, odzwierciedlających aktualne trendy i wymagania rynkowe. Obecnie inżynierowie ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA pracują nad wdrożeniem nowego typu rozdzielnicy, która będzie stanowić alternatywę dla w/w typów.

Osobnym obszarem w profilu firmy są urządzenia prądu stałego. Ich przeznaczeniem jest przede wszystkim zasilanie trakcji kolejowej, tramwajowej, trolejbusowej i metra. W ofercie są wnętrzowe rozdzielnice trakcyjne typu RT-1 (napięcie znamionowe 660/850V DC, znamionowy prąd zwarciowy do 50 kA), RT-3 (napięcie znamionowe do 3,3 kV DC, znamionowy prąd wytrzymywany do 106 kA) jaki i zespoły prostownikowe. Charakteryzują się one zwartą budową przy wykorzystaniu izolacji powietrznej, prostą obsługą, oraz możliwością wykorzystania w bezobsługowych stacjach elektroenergetycznych.

Kolejnym obszarem, w którym firma może zaoferować swoim klientom szerokie spektrum rozwiązań są rozdzielnice średniego napięcia w izolacji powietrznej. Jednym ze sztandarowych produktów są rozdzielnice dwuczłonowe serii D (Fot.1), oferowane do napięć znamionowych do 40,5 kV. Produkowane są one w wersji jednosystemowej jak i dwusystemowej, w wielu wariantach wykonań (wytrzymywane prądy zwarciowe do 160kA, odporność na działanie łuku do 63kA/1s, stopień ochrony do IP54, wersje z napędami ręcznymi

Fot.1 Rozdzielnica serii D w Zakładzie produkcyjnym w Koninie. Źródło: ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA.

Fot.2 Rozdzielnica OPTIMA-24. Źródło: ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

35

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE lub silnikowymi) Rys.1. Tysiące wyprodukowanych i zainstalowanych pól zarówno w kraju jak i na całym świecie potwierdzają wysoki poziom techniczny rozdzielnicy, jej trwałość i niezawodność. Szczególnie istotnym obszarem w ofercie firmy są rozdzielnice średniego napięcia w izolacji gazowej. ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA oferuje rozdzielnicę typu OPTIMA-24 (Fot.2).

Jest to wnętrzowa rozdzielnica wykorzystująca jako izolację gazową sześciofluorek siarki (SF6). Zamknięte w hermetycznej obudowie poszczególne aparaty (wyłącznik próżniowy, zintegrowany odłączniko-uziemnik) zapewniają wysoki poziom ochrony przed oddziaływaniem czynników zewnętrznych, co znacząco podnosi niezawodność rozdzielnicy. Rozdzielnica OPTIMA-24 oferowana jest w wykonaniu na napięcie znamionowe do 24 kV, znamionowy prąd ciągły do 2500A i wytrzymywany prąd zwarciowy do 31,5 kA. Na szczególną uwagę zasługuje parametr znamionowy dotyczący czasu trwania zwarcia łukowego, który wynosi aż 1,2 sekundy, co jest osiągnięciem na skalę światową w tego typu urządzeniach. Ważną gałęzią przemysłu, dla której oferowane są dedykowane produkty jest górnictwo. Oprócz dobrze znanych już na rynku rozdzielnic dwuczłonowych w izolacji powietrznej ty-

pu PREM-G1dm, ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA może zaoferować swoim klientom specjalne rozwiązania do zastosowań w górnictwie w obszarach szczególnie zagrożonych tj. w wyrobiskach metanowych, oraz narażonych na wybuch pyłu węglowego. Zalicza się do nich ognioszczelna rozdzielnica z rodziny PREM-GO o napięciu znamionowym do 12 kV i znamionowym prądzie ciągłym do 1250A. Zastosowane w konstrukcji zaawansowane rozwiązania techniczne (np. wytrzymałe obudowy, systemy eliminujące wydostawanie się gorących gazów połukowych) zapewniają najwyższy poziom bezpieczeństwa, potwierdzony dopuszczeniami Wyższego Urzędu Górniczego. Jednym z nowych produktów w ofercie firmy, przeznaczonym dla obszaru górnictwa jest rozdzielnica typu PREM-12G SMART (Fot.3). Dzięki połączeniu najlepszych cech dotychczas oferowanych rozdzielnic, oraz aktualnych wymagań branży górniczej, powstał produkt wyróżniający się na rynku. Zastosowanie wyrafinowanych rozwiązań technicznych (między innymi wewnętrzna dekompresja w przypadku awaryjnego wystąpienia zwarcia łukowego) jaki i również małe gabaryty przy zachowaniu wysokich parametrów znamionowych (napięcie znamionowe 12 kV, znamionowy prąd ciągły

do 1600A) stawiają ten produkt na bardzo wysokim poziomie technicznym.

Oprócz rozdzielnic ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA posiada w ofercie szynoprzewody niskiego napięcia w izolacji stałej (szynoprzewód typu Pontis), oraz powietrznej (seria szynoprzewodów NGWM), a także szynoprzewody średniego napięcia (typu ELPO, PELPO, ELPE). Ich produkcja zlokalizowana jest w nowoczesnym Zakładzie w Tychach. Na szczególną uwagę zasługuje oferta wielkoprądowych szynoprzewodów (prąd znamionowy do 7 kA) średniego napięcia (napięcie znamionowe do 36 kV), zarówno jedno jak i trójfazowych, które służą między innymi do wyprowadzeń mocy z generatorów, oraz łączenia urządzeń elektroenergetycznych w układach o dużej mocy zwarciowej. Dziesiątki lat doświadczenia w produkcji i montażu, oraz tysiące metrów szynoprzewodów eksploatowanych w kraju i za granicą, stawiają ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA w światowej czołówce dostawców tego typu produktów.

Szczególnym obszarem działalności firmy są produkty dedykowane dla obszaru wysokich napięć. ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA jako jedyna firma w Polsce, oraz jedna z kilku w Europie, produkuje własnej konstrukcji rozdzielnice wysokiego napięcia (do

Fot. 4. Dobudowa pola rozdzielnicy OPTIMA-145 do istniejącej rozdzielnicy typu ELK-04 produkcji ABB. Źródło: ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA.

36

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE napięcia znamionowego 145 kV) w izolacji gazowej sześciofluorku siarki (SF6).

W efekcie pracy zespołu wykwalifikowanych inżynierów powstała OPTIMA-145, pierwsza Polska rozdzielnica wysokiego napięciu typu GIS (ang. gas insulated switchgear) Powstanie tego produktu otworzyło zupełnie nowy rozdział w historii firmy. Dzięki wprowadzeniu na rynek tego produktu wkroczono na znacznie wyższy poziom technologiczny, którym może się poszczycić tylko nieliczne grono firm na kontynencie europejskim. Rozdzielnica OPTIMA-145 znalazła uznanie wśród klientów i potwierdziła swoje wysokie parametry techniczno-eksploatacyjne, czego wyrazem jest duża liczba zainstalowanych pól, które z powodzeniem pracują do kilku lat w krajowym systemie elektroenergetycznym. Należy też podkreślić, że ZARMEN Zakład ELETRKOBUDWA, oferuje również możliwość dobudowy do istniejących pól rozdzielczych innych producentów (Fot.4). Uzupełnieniem gamy produktów wysokiego napięcia są szynoprzewody wysokiego napięcia w izolacji gazowej (GIL), które wykorzystywane są do połączenia rozdzielnicy OPTIMA-145 z napowietrzną siecią przesyłową jak również z stacyjnymi transformatorami WN/SN. Jednym z kluczowych aspektów jakie są brane pod uwagę podczas projektowania wszystkich urządzeń jest zapewnienie najwyższego poziomu bezpieczeństwa dla obsługi i otoczenia. W wyniku wielu lat doświadczeń na tym polu, które przejawia się między innym dziesiątkami badań wykonanych w niezależnych laboratoriach, możliwe jest zaoferowanie klientom produktów, które spełniają najwyższe standardy bezpieczeństwa. Rozdzielnice produkowane w ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA oferowane są w różnych konfiguracjach, według szczególnych wymagań i preferencji klientów. Mogą być wyposażone w szeroki przekrój aparatury (wyłączniki, odłączniki, uziemniki, zabezpieczenia polowe) wielu producentów, jak i również aparaturę własnej produkcji. Przykładem jest tutaj seria wyłączników próżniowych EV1 i GMX-S, których wysokie parametry techniczne (napięcie znamionowe do 24 kV, prąd wyłączalny do 31,5 kA, trwałość mechaniczna 30.000 cykli) zostały potwierdzone poprzez serię badań typu przeprowadzonych w niezależnych krajowych i zagranicznych laboratoriach badawczych.

Przez wiele lat działalności w zakładach produkcyjnych w Koninie i Tychach

Fot.3 Rozdzielnica PREM-12G SMART. Źródło: ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA.

wyprodukowane zostały dziesiątki tysięcy urządzeń, które z powodzeniem pracują w systemach elektroenergetycznych w kraju i za granicą. Dzięki wysokim parametrom technicznym oferowanych produktów, indywidualnemu podejściu do każdego z realizowanych projektów, zaangażowaniu

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

profesjonalnej kadry, oraz wysokiej jakości oferowanych rozwiązań, możliwe jest dostarczenie produktów, które cieszą się uznaniem na rynku, czego potwierdzeniem jest wybór przez klientów oferty ZARMEN Zakład ELEKTROBUDOWA. n

37

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Wyładowania niezupełne pod kontrolą Uszkodzenia izolacji są główną przyczyną awarii i przerw w zasilaniu. Detekcja wyładowań niezupełnych pozwala ocenić ogólny stan izolacji i określić przydatność linii do eksploatacji oraz zlokalizować osłabione miejsca minimalizując liczbę przypadkowych awarii.

Zdj. 1. Wskaźnik stanu połączeń i kabli wysokiego napięcia SONEL TEST-PD

Zdj. 2. Kontrola głowicy kablowej miernikiem SONEL TEST-PD pod kątem występowania wyładowań niezupełnych.

38

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

I

zolacja ma na celu odseparowanie potencjału elektrycznego od ziemi. Kiedy zostanie uszkodzona, pojawiają się prądy upływu, które następnie pogłębiają defekt. Większość systemów izolacyjnych jest produkowana i instalowana bez żadnych problemów, jednakże warunki panujące w nowoczesnych układach elektroenergetycznych powodują powstawanie harmonicznych i skoków napięcia, które są przyczyną uszkodzeń. Kontrolowanie występowania wyładowań niezupełnych pozwala zidentyfikować osłabione miejsca izolacji, dając służbom utrzymania listę wadliwych komponentów, które stanowią priorytet do naprawy lub wymiany. Wyniki testów wyładowań niezupełnych pozwolą na interwencję podczas zaplanowanej konserwacji, minimalizując ryzyko wystąpienia awarii w nieoczekiwanym czasie.

Podręczny i poręczny przyrząd SONEL TEST-PD jest przeznaczony do skutecznego badania stanu głowic i połączeń w kablach o napięciu 6 kV i wyższym. Miernik jest łatwy w użyciu za sprawą zawartego w jego oprogramowaniu systemu eksperckiego, który pozwala użytkownikowi szybko wyciągnąć poprawne wnioski o stanie diagnozowanego obiektu. Dzięki temu urządzenie jest przyjazne dla służb serwisowych nie posiadających specjalnego przeszkolenia. Aby skontrolować jakość połączenia, należy włączyć miernik, umieścić go na drążku izolacyjnym i zbliżyć do diagnozowanego obiektu. Informacja o aktualnym stanie połączenia zostanie natychmiast wyświetlona w postaci czterech kolorowych histogramów i przekroju kabla wysokiego napięcia. Aplikacja mobilna na urządzenia z systemem Android – SONEL TestPD – pozwala na zdalny odczyt wskazań przyrządu.

Miernik SONEL TEST-PD jest wyposażony w 5 zintegrowanych czujników następującego typu: yy akustyczny czujnik ultradźwiękowy AC w zakresie częstotliwości do 40 kHz, yy elektromagnetyczny czujnik wysokiej częstotliwości HF w zakresie 0,1…2 MHz, yy pojemnościowy czujnik VHF 2…100 MHz, yy bezkontaktowy pirometr w zakresie -40…+120°C, yy przemysłowy czujnik częstotliwości prądu do synchronizacji pomiarów.

Informacje z czujników pozwalają skutecznie ocenić stan połączenia i zlokalizować defekty jego izolacji.

Wyładowania niezupełne są mierzone w trzech trybach częstotliwości: ultradźwiękowej (AC), wysokiej częstotliwości (HF) i ultrawysokiej częstotliwości (VHF). Ma to na celu wykrycie rozmaitych rodzajów defektów, które przejawiają się różnorodnie w różnych zakresach częstotliwości. Pirometr bezkontaktowy służy do oceny temperatury w miejscu połączenia (mufowania), jak również do wyszukiwania lokalnych stref uszkodzeń o podwyższonej temperaturze, wskazującej na występowanie wyładowań niezupełnych. Za pomocą czujnika prądu pomiary są synchronizowane z prądem płynącym przez kabel – jest to konieczne, aby określić rodzaj defektu w izolacji połączenia.

Przy diagnozowaniu skomplikowanych obiektów pomaga możliwość przesyłu danych w czasie rzeczywistym z miernika do smartfona za pomocą wbudowanego interfejsu Bluetooth.

SONEL TEST-PD wyposażony jest w 2,8-calowy kolorowy wyświetlacz TFT o rozdzielczości 240 x 320 pikseli oraz w przycisk, który służy do włączania urządzenia i zamrażania wskazań.

Przyrząd posiada wewnętrzny akumulator Li-Ion pozwalający na 10 godzin ciągłej pracy.

Wśród standardowych akcesoriów do SONEL TEST-PD znajdziemy adaptery UDI-M6 oraz Euro-M6, pozwalające umocować urządzenie do drążków izolacyjnych, oraz twardą walizkę zapewniającą bezpieczny i wygodny transport.

Miernik SONEL TEST-PD jest urządzeniem nowoczesnym, ergonomicznym, z intuicyjną obsługą. Docenią go zwłaszcza operatorzy linii przesyłowych oraz służby serwisowe i firmy budowlane prowadzące prace na obiektach średniego i wysokiego napięcia.

Piotr Pawlik Sonel S.A. n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

39

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021

Kable średnich napięć z izolacją fluoropolimerową (FEP) 1. Wprowadzenie Od lat 60. XX wieku najbardziej popularnym i powszechnie stosowanym materiałem izolacyjnym do kabli średnich i wysokich napięć był polietylen (PE), a następnie usieciowany polietylen (XLPE). Przez dekady badano właściwości elektro-mechaniczne tych materiałów, co pozwoliło na określenie ich zalet oraz ograniczeń. Wysoka wytrzymałość elektryczna szła w parze z dobrymi właściwościami mechanicznymi.

Skokiem milowym dla tych materiałów okazała się możliwość zastosowania zewnętrznej warstwy półprzewodzącej wytłaczanej i zespojonej z warstwą izolacyjną, czyli ekranów półprzewodzących. Tego typu kable po dziś dzień wykorzystywane są w przemyśle jako sprawdzone rozwiązanie dla większości zastosowań. Oczywiście materiały te nie są idealne i z biegiem czasu oraz rozwojem technologicznym zaczynają nie spełniać rosnących wymagań.

Wraz z rozwojem przemysłu wymagania co do właściwości chemiczno-mechanicznych materiałów izolacyjnych zmieniły się diametralnie na przestrzeni ostatnich lat. Obecnie kable powinny być odporne na chemikalia występujące w ich środowisku pracy oraz wysoką temperaturę, która może być wywołana na przykład przez środowisko pracy. Materiały na bazie polietylenu nie są tak odporne chemicznie jak najnowsze materiały z rodziny fluoropolimerów. Maksymalna temperatura pracy do +90 °C również ogranicza ich dzisiejsze zastosowanie w bardziej wymagających środowiskach. Coraz więcej aplikacji przemysłowych wymaga pracy ciągłej w temperaturze powyżej +110 °C, co uniemożliwia zastosowanie dobrze znanej izolacji XLPE [1].

Coraz większą popularność w wśród materiałów izolacyjnych stanowią fluoropolimery. Znane są one od wczesnych lat 50. XX wieku. Najpopularniejsze typy tych tworzyw to politetraflu-

oroetylen (PTFE) oraz poliwinylidenofluor (PVDF). Przeważnie stosowane są one do kabli i przewodów niskich napięć pracujących w temperaturach powyżej 150°C. Unikalne właściwości antyadhezyjne tych materiałów są ich zaletą, a zarazem i wadą. Idealny materiał wysokotemperaturowy, z małą stałą dielektryczną, który ciężko jest zespoić z innym materiałem nie znalazł zastosowania w kablach średnich i wysokich napięć. Największą przeszkodą okazało się połączenie izolacji z ekranem półprzewodzącym. Na przestrzeni lat powstały nowe zmodyfikowane materiały fluoropolimerowe, takie jak polimer perfluoroalkoksylowy (PFA), fluorowany etylen-propylen (FEP), kopolimer etylenu-tetrafluoroetylenu (ETFE). Przejęły one zalety materiałów podstawowych z rodziny fluoropolimerów (PTFE), jak odporność na chemikalia oraz odporność temperaturową i dodały do tego stosunkowo dobre właściwości przetwórcze[2,3].

Rysunek 1. Przykładowe kable z izolacja ZeroarcTM firmy Habia Cable[4].

40

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY – KOMPLEKSOWE ROZWIÑZANIA

Kompleksowa ocena stanu technicznego transformatorów na podstawie badaƒ i pomiarów diagnostycznych;

System zarzàdzania eksploatacjà transformatorów – TrafoGrade;

Serwis, remonty i modernizacje transformatorów na miejscu zainstalowania;

Przedłu˝enie czasu „˝ycia technicznego” transformatora;

Serwis podobcià˝eniowych przełàczników zaczepów;

Regeneracja i uzdatnianie oleju;

Badania i pomiary aparatury WN i SN; Badania i pomiary wyłàczników w izolacji SF6.

41

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 Tabela 1: Tabela porównawcza wybranych parametrów mechaniczno-fizycnych izolacji kabli SN i WN Tradycyjne izolacje dla SN i WN

Specjalne izolacje dla SN i WN

Izolacja FEP ZeroarcTM firmy Habia Cable

Materiał izolacyjny

XLPE, ERP,PP

Np. Sylikony

FEP

Zespolone ekrany półprzewodzące

TAK

TAK

TAK

Podporność na WNZ

TAK

(bardzo nieliczne)

TAK

Temperatura pracy

-40 °C do +90°C

TAK

-200 °C do +250°C

Odporność chemiczna

ZŁA

-80 °C do +180°C

DOBRA

Odporność ogniowa

ZŁA

ZŁA

DOBRA

Odporność mechaniczna

DOBRA

W zależności od rodzaju

DOBRA

Promień gięcia

ODPOWIEDNIA

ZŁA

ODPOWIEDNIA

DOBRA

ODPOWIEDNIA

Tabela 1: Tabela porównawcza wybranych parametrów mechaniczno-fizycnych izolacji kabli SN i WN Właściwości

FEP

XLPE 0,92-1,4 g /cm3

Gęstość

2,10 g/cm3

Absorbcja wilgoci

0,01 %

0,01 %

Wydłużenie przy zerwaniu

250-300%

100-440 %

Moduł Younga

0,30-0,70 GPa

0,35-3,5 GPa

Min promień gięcia

10 x średnica

15 x średnica 30-80 Sh D

Twardość

30-60 Sh D

Min temperatura pracy ciągłej

-200 °C

- 40 °C

Max temperatura pracy ciągłej

+250 °C

+90 °C

Stała dielektryczna Wytrzymałość elektryczna

2,10 40-80 kV/mm

2,25 35-50 kV/mm

Od kilku lat istnieje możliwość łączenia tych materiałów z ekranami półprzewodzącymi. Jako jedna z nielicznych firm, która uzyskała połączenie pomiędzy fluoropolimerową izolacją a ekranem półprzewodzącym jest szwedzka firma HABIA CABLE AB. Z sukcesem produkuje ona trójwarstwowe kable średnich napięć z izolacją fluoropolimerową (FEP) zespojoną z fluoropolimerowymi warstwami półprzewodzącymi (PFA). W 2021 roku firma wprowadziła na rynek wyżej wymienione kable pod handlową nazwą Zeroarc ™[4].

Chcąc dokonać porównania pomiędzy różnymi typami izolacji stosowanymi do produkcji kabli średnich napięć trzeba wyznaczyć najbardziej pożądane parametry jakimi powinny charakteryzować się kable SN. Tabela 1 zawiera porównanie przykładowych materiałów izolacyjnych i ich właściwości mechanicznych oraz funkcjonalnych.

Aby dokonać poprawnej analizy powyższej tabeli należy rozdzielić parametry elektryczne od parametrów fizycznych. Biorąc pod uwagę odporność na wyładowania niezupełne (WNZ), każda z wynienionych grup izolacji posiada podobne właściwości. Wynika to z możliwości zespojenia warstwy półprzewodzącej, która odpowiada za rozkład pola elektrycz-

42

nego w izolacji kabla, tak więc każda z grup będzie nadawała się do zastosowania w kablach SN. Jednak porównanie właściwości fizycznych wskazuje na przewagę izloacji FEP zastosowanej w produkcie Zeroarc™ firmy Habia Cable AB. Zwiększony zakres temperatury pracy idzie w parze z dobrymi właściwościami mechanicznymymi oraz odpornością chemiczną, co na pewno odpowiada kryteriom postawionym przez dzisiejszy przemysł.

1. FEP jako materiał izolacyjny w kablach SN - właściwości Fluorowany etylenopropylen (FEP) jest kopolimerem heksafluoropropylenu i tetrafluoroetylenu. Odbiega on jednak znacząco od fluoropolimeru PTFE, najbardziej zanego z tej rodziny materiałów, tym że jest łatwiej przetwarzalny przez standardowe maszyny i techniki formowania wtryskowego jak i wytłaczania śrubowego. Dlatego został wybrany przez Firmę Habia Cable AB jako najlepszy materiał do wykorzystania jako izolacja kabla. Jego tempertura przetwórstwa wynosi około 340-390 °C, a temperatura topnienia zaczyna się około 260°C. Tak wysokie temperatury przetwórstwa pozwalają osiągnąć dużo wyższe temperatury pracy mate-

riału w porównaniu od usieciowanego Polietylenu (XLPE). Przetwórstwo tego typu materiału nie należy do najprostszych oraz wymaga specjalistycznych wytłaczarek odpornych na korozję związaną z możliwością emisji toksycznych dymów [2,3].

Po raz kolejny najlepszym przykładem będzie porównanie materiału FEP do najczęściej wykorzystywanego materiału na izolację kabli SN, czyli usieciowanego polietylenu (XLPE). Najważniejsze informacje porównawcze znajdują się w Tabeli 2.

Oczywiście wartości w podanej tabeli będą zależały od gatunku materiału wykorzystanego do produkcji izolacji kabla. Zauważyć można, że oprócz innych zakresów temperatury pracy, również znacząco różni się wartość wytrzymałości elektrycznej. Można przyjąć, że wytrzymałość elektryczna FEP’u jest prawie dwukrotnie wyższa od materiału XLPE. Właśnie dzięki tej właściwości możliwe jest zredukowanie grubości izolacji przy zachowaniu tych samych wartości elektrycznych.

Porównując konstrukcję kabla (przedstawionego poniżej na Rysunku 2) spełniającego wymagania normy IEC 60502-2 dla żyły miedzianej 16 mm2 do pracy przy napięciu znamionowym 6/10 kV można zauważyć, że żeby speł-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 nić te same kryteria elektryczne, kabel z izolacja FEP będzie posiadał izolację o grubości 2,55 mm. Zmniejszy to jego średnicę zewnętrzną o 20% w porównaniu do standardowej konstrukcji kabla z otuliną XLPE. Wykorzystując modelowanie oparte o metodę elementów skończonych (FEM) do obliczenia rozkładu pola elektrycznego, możemy porównać maksymalne natężenie pola w obydwóch materiałach izolacyjnych. Maksymalne natężenie pola w obu przypadkach będzie różniło się od siebie, co zostało przedstawione na Rysunku 3. Dla izolacji FEP o grubości 2,55 mm maksymalne natężenie pola wynosi 3,90 kV/mm, natomiast dla izolacji XLPE o grubości 3,4 mm maksymalne natężenie pola wynosi 3,14 kV/mm. Różnica między nimi, wynika bezpośrednio z grubości izolacji, jednakże wyższa wytrzymałość elektryczna materiału FEP pozwala na zredukowanie grubości izolacji na rzecz nieznacznie większej wartości natężenia pola. Można stwierdzić, że obydwie konstrukcje spełniają te same wymagania elektryczne.

Rysunek 2. Porównanie konstrukcji kabli z izolacją FEP i XLPE wg normy IEC 60502-2, napięcie znamionowe 6/10 kV.

2. Wykorzystanie kabli SN z izolacją FEP Dzięki swoim właściwościom kable SN z izolacją FEP mogą być wykorzystywane w wymagających warunkach pracy.

Jednym z przykładów mogą być kable grzewcze, które dzięki zastosowaniu tego materiału mogą pracować w temperaturze powyżej 100°C. Przyrównując je do szeroko stosowanych kabli z izolacją silikonową, kable z izolacją FEP przewyższają je pod względem maksymalnej temperatury pracy, jak również odporności na uszkodzenia mechaniczne. Bardzo wrażliwe kable silikonowe z całą pewnością będą bardziej elastyczne, co w przypadku bezpośredniego kontaktu z powierzchnią ogrzewaną może mieć znaczenie podczas instalacji kabli. Po ułożeniu kabli, elastyczność przestaje mieć pierwszorzędne znaczenie, natomiast odporność mechaniczna podczas długoletniej pracy już na pewno tak. Konkretnym przykładem zastosowania kabla jest grzanie rurociągów wykorzystywanych do przesyłu ropy naftowej na dnie morza. Transport i wydobycie ropy naftowej wymaga utrzymania jej w konkretnych reżimach temperaturowych. Przy takich rurociągach temperatura pracy kabli grzewczych wynosi minimum 100°C, co idealnie wpasowuje się w charakterystykę kabli z izolacją FEP [6,7]. Rysunek 4 przedstawia

Rysunek 3. Rozkład pola elektrycznego w izolacji FEP (po lewej) i XLPE (po prawej) przy napięciu 6 kV.

Rysunek 4. Przykład konstrukcji rurociągu do przesyłu ropy naftowej [7].

rurociąg przesyłowy ropy naftowej, który wyposażany jest w cztery kable grzewcze oplecione wokół przesyłowej rury wewnętrznej. Technologia zakłada utrzymanie temperatury

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

medium w rurze wewnętrznej na poziomie minimum 30-40°C, co przekłada się na około 100°C dla kabli grzewczych. Zwiększając temperaturę kabli grzewczych możemy zwiększyć tem-

43

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 peraturę wewnątrz rury, co spowoduje mniejsze wychłodzenie medium w rurze, a co za tym idzie łatwiejszy i szybszy transport medium. Największe koncerny wydobywcze od kilku lat prowadzą projekty rozwojowe, które mają na celu obniżenie kosztów produkcji ropy naftowej. Jednym z nich jest podniesienie temperatury kabli grzewczych do minimum 120°C. Dzięki nowym kablom z izolacją FEP jest to teraz możliwe, temperatura na płaszczu może zostać podniesiona do 120-140°C, co da jeszcze spory zapas pomiędzy temperaturą pracy, a maksymalną temperaturą jaką może wytrzymać izolacja FEP. Drugim innowacyjnym zastosowaniem dla kabli SN z izolacją FEP mogą być samoloty elektryczne. W ostatnich latach coraz częściej można znaleźć wzmianki na temat projektów oraz prototypów samolotów elektrycznych. Największe firmy i instytucje jak AIRBUS czy NASA rozpoczęły już projektowanie silników napędowych oraz architektury elektrycznej, które mogłaby sprostać wymaganiom zmniejszenia śladu węglowego w przestrzeni powietrznej. Wczytując się w wymagania jakie muszą spełniać komponenty do tego zastosowania, możemy wymienić kilka najważniejszych elektrycznych i środowiskowych wymogów stawianych kablom [8]. Podstawowe wymagania to: 1. Temperatura pracy od –60°C do +120°C 2. Brak WNZ na wysokości 50 000 ft.

3. Zredukowana wielkość i ciężar komponentów (w naszym przypadku kabli) 4. Napięcie pracy do 3 kV (w przyszłości rozwój technologii do 4 kV) Jak zostało to opisane w pierwszej części artykułu, zakres temperaturowy oraz redukcja wymiarów jest jak najbardziej możliwa przy zastosowaniu izolacji FEP. W przypadku izolacji Zeroarc™ firmy

Habia Cable również brak wyładowań niezupełnych przy wymienionej przykładowej konstrukcji kabla jest spełniony. Badania wykazały, że wyładowania niezupełne nie występują w izolacji kabla do napięcia 80 kV AC. Natomiast przy standardowej izolacji XLPE większość z tych wymagań oczywiście nie może być spełniona.

ble z izolacją FEP bez problemu spełniają wymagania tego standardów, co może wymusić uaktualnienie standardu o bardziej restrykcyjne testy. Nieliczne instytuty badawcze już zaczęły testy kabli z izolacją FEP, które posłużą do stworzenia nowego standardu, bardziej dopasowanego do tego rodzaju kabli.

3. Dalszy rozwój i badania nad izolacją FEP

4. Podsumowanie

Patrząc w przyszłość kabli z izolacją FEP można domniemać, że następnym krokiem do powszechnego wykorzystywania tych kabli w przemyśle będzie opracowanie akcesoriów kablowych kompatybilnych z właściwościami głównego materiału izolacyjnego.

Jako że materiał ten może pracować w temperaturach powyżej 90°C, dotychczasowe akcesoria stosowane przy kablach z izolacją XLPE nie będą wystarczające do pełnego wykorzystania potencjału izolacji FEP. Przeglądając ofertę czołowych producentów muf kablowych można zauważyć, że maksymalna temperatura pracy muf kablowych to 110°C, a dla niestandardowych zestawów do 140°C. Limitują to materiały wykorzystywane do produkcji takiej mufy, zaczynając od taśm montażowych, przez osłony termokurczliwe i zimnokurczliwe (Heatshrink/Coldshrink), kończąc na żelach i lubrykantach wykorzystywanych do wypełnienia wolnej powierzchni między warstwami. Następstwem tego będzie cały proces kwalifikacji nowych materiałów oraz metodologii montażu muf do kabli z izolacją FEP. Również nie można zapomnieć o międzynarodowych standardach takich jak IEC 60502, które opisują wymagania dla kabli z wytłoczoną izolacją. Ka-

Zastosowanie materiału FEP na izolację kabli średnich napięć stało się możliwe tylko dzięki możliwości połączenia go z ekranem półprzewodzącym.

Rozwój technologiczny branży kablowej wymusił na firmach produkcyjnych dostosowanie możliwości kabli do coraz bardziej wymagających środowisk pracy, w których standardowy materiał XLPE nie może być wykorzystywany. Kable z izolacją FEP na pewno nie zastąpią w najbliższym czasie kabli z izolacją XLPE, ale stanowią dobrą alternatywę do wykorzystania ich w aplikacjach o wyższej temperaturze czy agresywnym środowisku pracy.

Aby stać się tak powszechne i niezawodne jak kable z izolacją XLPE, kable Zeroarc™ z izolacją FEP muszą być wykorzystywane w aplikacjach przemysłowych, a następnie powinny być przebadane pod względem użyteczności po kilku latach lub dekadach ciągłej pracy. W tym czasie prognozowany jest następnego skok technologicznego i za parę lat pojawią się kable wysokich napięć z izolacją FEP. Autorzy: Radosław Lewandowski Habia Cable Sp. z o.o.

Szymon Banaszak Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie n

Literatura • [1] H. Orton, „History of underground power cables,” in IEEE Electrical Insulation Magazine, vol. 29, no. 4, pp. 52-57, July-August 2013, doi: 10.1109/MEI.2013.6545260.

• [2] S. Ebnesajjad, “Introduction to Fluoropolymers” 2nd Edition, December 2020, ISBN: 9780128192993 • [3] H. Teng, “Overview of the Development of the Fluoropolymer Industry”, Appl. Sci., 2, 496-512 (2012) • [4] ] Strona internetowa, stan na 08.2021, www.habia.com • [5] Strona internetowa, stan na 08.2021, www.tworzywa.pl/wiedzopedia/baza-tworzyw • [6] J. Boi, B. Lynch, C. Sloan, „Development and Application of Reelable PiP Bulkhead Technology.” Paper presented at the Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, April 2012. DOI: https://doi.org/10.4043/23112-MS • [7] Stona internetowa, stan na 08.2021, https://blog.sintef.com/sintefenergy/electrical-heating-flow-assurancesubsea-flowlines/ • [8] J. K. Nøland, M. Leandro, J. A. Suul, M. Molinas, R. Nilssen, „Electrical Machines and Power Electronics For StarterGenerators in More Electric Aircrafts: A Technology Review.”, IECON 2019 - 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2019, pp. 6994-7001, DOI: 10.1109/IECON.2019.8926789.

44

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021

Odpowiedź dielektryczna w dziedzinie częstotliwości różnych typów izolacji stało-ciekłej Streszczenie

Niniejsza publikacja dotyczy rozpoznania odpowiedzi dielektrycznej suchej i zawilgoconej izolacji złożonej z papieru celulozowego lub aramidowego (Nomex) impregnowanego olejem mineralnym lub estrem syntetycznym (Midel 7131). Różne typy izolacji stało-ciekłej badano metodą FDS (Frequency Domain Spectroscopy). Do wykonania pomiarów i analizy użyto systemu DIRANA firmy OMICRON. Do prezentacji danych pomiarowych wykorzystano program Origin v.8.0. Stwierdzono przydatność analizy za pomocą systemu Dirana wykorzystującego model X-Y w przypadku izolacji celulozowej impregnowanej zarówno olejem mineralnym, jak i syntetycznym.

Słowa kluczowe

izolacja stało-ciekła, celuloza, papier aramidowy, olej transformatorowy, ester syntetyczny.

I. WSTĘP Metody badawcze oparte o pomiar zjawisk relaksacyjnych (FDS - Frequency Domain Spectroscopy; PDC - Polarization Depolarization Current; RVM - Return Voltage Measurement) pozwalają w dostatecznym stopniu oszacować zawilgocenie klasycznej izolacji transformatorów energetycznych złożonych z preszpanu na bazie celulozy i oleju mineralnego [1]. W przypadku tych metod kluczowym elementem jest poprawna interpretacja osiągniętych wyników. Metody polaryzacyjne oceny zawilgocenia izolacji stałej dają wynik uśredniony badanego obiektu na podstawie charakterystyk wzorcowych danego zawilgocenia lub analizy ilościowej lub/i jakościowej odpowiedzi dielektrycznej. Nabiera to istotnego znaczenia, gdy jednocześnie relaksuje kilka struktur dielektrycznych o różnych własnościach fizykochemicznych (olej, preszpan, granica faz papier-olej, makroobszary o różnym zawilgoceniu i temperaturze, warstwa zanieczyszczeń na celulozie) lub gdy szacowane jest zawilgocenie nowoczesnych izolacji stało-ciekłych [2, 3].

W transformatorach izolacja stało-ciekła znacząco podnosi parametr wytrzymałości elektrycznej w porównaniu do materiałów składowych. Jednak znaczącym problemem staje się stosunkowo niska wytrzymałość termiczna izolacji celulozowej. Dlatego coraz częściej stosuje się nowoczesne konstruk-

cje kompozytowe. Przykładem takiego tworzywa jest papier izolacyjny wzmocniony aramidem lub Nomex wprowadzony do sprzedaży przez koncern chemiczny DuPont. [4]. Natomiast oleje jako materiały izolacyjne spełniają dwie główne role: izolacji elektrycznej oraz chłodziwa. Dodatkowe wymagania dotyczące m.in. bezpieczeństwa pożarowego, wysokiej temperatury pracy urządzeń, wytrzymałości elektrycznej, a także ciągle zaostrzane normy środowiskowe sprawiły, że coraz większy procent wykorzystywanych płynów dielektrycznych to oleje syntetyczne. MIDEL 7131 jest syntetycznym olejem transformatorowym na bazie estru, przystosowany do większości typów i zastosowań transformatorów [3]. Kolejną ważną cechą oleju MIDEL 7131 jest stosunkowo wysoka rozpuszczalność wody. Rysunek 1 przedstawia zależność napięcia przebicia od stopnia zawilgocenia dla różnych cieczy stosowanych jako płyny dielektryczne. Widać wyraźnie, że MIDEL 7131 wielokrotnie lepiej znosi zawilgocenie niż oleje mineralne i silikonowe [5].

Niniejsza publikacja zawiera prezentację wyników badań uzyskanych metodą spektroskopii dielektrycznej różnych typów izolacji stało-ciekłej. Autorzy badali suchą i stosunkowo wysoko zawilgoconą izolację kompozytową w następujących konfiguracjach: preszpan celulozowy – mineralny olej transformatorowy, preszpan celulozowy – ester syntetyczny, papier aramidowy – mineralny olej transformatorowy, papier aramidowy – ester syntetyczny. Następnie otrzymane pomiary zaimplementowano do systemu pomiarowego Dirana firmy Omicron celem przeprowadzenia analizy zawilgocenia izolacji. Uzyskano praktyczne wnioski dotyczące przydatności systemu Dirana w ocenie zawilgocenia w przypadku izolacji celulozowej impregnowanej zarówno olejem mineralnym jak i estrem syntetycznym. Niniejsza tematyka jest publikowana w najnowszych pracach naukowych i omawiana na branżowych konferencjach transformatorowych [4, 6].

II. METODYKA

Rys.1. Zależność napięcia przebicia od stopnia zawilgocenia dla różnych cieczy izolacyjnych [5]

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

W celu przeprowadzenia badań różnych typów izolacji stało-ciekłej o skrajnym zawilgoceniu na podstawie pomiarów metodą spektroskopii dielektrycznej (FDS) zbudowano zespół hermetycznych elektrod pomiarowych (rys.2). Pomię-

45

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 dzy elektrodami umieszczano arkusz Nomexu (papier aramidowy) typu 410 o grubości 0,76 mm lub preszpan celulozowy firmy Weidmann o grubości 1 mm. Do impregnacji użyto mineralnego oleju transformatorowego NYTRO TAURUS o zawilgoceniu 20 ppm lub estru syntetycznego MIDEL 7131 o zawilgoceniu 100 ppm. Żądaną wartość zawilgocenia uzyskiwano poprzez suszenie Nomexu w temperaturze 150 °C lub preszpanu (85 °C) w laboratoryjnej komorze próżniowej, a następnie poprzez zawilgacanie w komorze klimatycznej Feutron KPK 400, przy względnej wilgotności powietrza 90% w temperaturze 60 °C. Wartość zawilgocenia ustalano na podstawie pomiaru zmiany masy. Obliczono również, że zawilgocenie wstępne oleju transformatorowego oraz estru syntetycznego nie wpływa na zadaną wartość zawilgocenia części stałej izolacji.

Następnie zespół elektrod umieszczano w komorze klimatycznej w celu wykonania pomiarów metodą spektroskopii dielektrycznej oraz pomiaru prądu polaryzacji i depolaryzacji w warunkach normalnych. Zakres częstotliwości pomiarowej w metodzie FDS wynosił 10-4÷103 Hz. Do prezentacji wyników pomiarów wykorzystano program Origin v.8.0. Do analizy i wyznaczenia zawilgocenia użyto system pomiarowy DIRANA firmy OMICRON.

III. WYNIKI

Wynika z nich, że zwiększanie zawilgoceniu preszpanu celulozowego powoduje wzrost wartości współczynnika strat dielektrycznych tgδ w całym badanym zakresie, choć największe zmiany sięgające nawet dwóm rzędom wielkości występują w zakresie niskich częstotliwości (rys. 3a). Generalnie zmiany pojemności C badanych próbek również rosną wraz ze wzrostem zawilgocenia (rys. 3b). Obserwowany efekt jest prawdopodobnie związany z przekroczeniem progu perkolacji cząsteczek wody pomiędzy włóknami celulozy [7]. Zmiany współczynnika strat dielektrycznych tgδ są zależne od użytej cieczy izolująco-chłodzącej i w przypadku estru syntetycznego są znacząco wyższe w porównaniu do oleju mineralnego. Wyjątek od powyższej reguły stanowi jedynie izolacja sucha w zakresie najniższych częstotliwości LF (poniżej 0,01Hz).

Związane jest to prawdopodobnie z istnieniem w tym oknie częstotliwości (LF) wolnozmiennego procesu relaksacyjnego częściowo przysłoniętego zmianami przewodnictwa, co obserwowano już w przypadku izolacji stało-ciekłej [3].

Na rysunku 4 zaprezentowano charakterystyki zmian współczynnika strat dielektrycznych tgδ (rys. 4a) oraz zmiany pojemności C (rys. 4b) suchego oraz zawilgoconego (3%) papieru aramidowego (Nomex) impregnowanego olejem mineralnym lub estrem syntetycznym. Podobnie jak w przypadku izolacji celulozowej (rys. 3) spodziewanym efektem był wzrost

Z pomiarów otrzymano szereg charakterystyk FDS preszpanu celulozowego impregnowanego transformatorowym olejem mineralnym lub estrem syntetycznym dla skrajnie różnego zawilgocenia (około 0,6% i 5,6%). Przykładowe wyniki pomiarów zaprezentowano na rysunku 3.

Rys.2. Elektrody pomiarowe: projekt (a), widok (b)

46

Rys.3. Charakterystyki FDS preszpanu celulozowego impregnowanego transformatorowym olejem mineralnym lub estrem syntetycznym: współczynnik strat dielektycznych tg δ (a), pojemność C (b)

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 stratności dielektrycznej oraz pojemności próbek izolacji wraz ze wzrostem wartości zawilgocenia. Związane jest to z wysoką wartością przenikalności elektrycznej samej wody i nawet jej niewielka zawartość procentowa w izolacji powoduje skokowe zmiany pojemności i stratności próbek. Porównanie na jednym wykresie odpowiedzi dielektrycznej papieru aramidowego impregnowanego różnymi cieczami elektroizolacyjnymi ukazuje istotę występowania maksimum na charakterystykach tgδ oraz tożsamym im punktom przegięcia na przebiegach zmian pojemności C dla różnych częstotliwości pomiarowych. Za zjawisko to odpowiedzialne są różne procesy relaksacyjne zależne głównie od użytego rodzaju ciekłego medium izolacyjnego, a nie tylko od zawartości wody. W przypadku oleju mineralnego lokalne maksimum strat wypada przy częstotliwości około 5∙10-3 Hz, natomiast dla estru syntetycznego o około dekadę częstotliwości dalej tzn. 5∙10-2 Hz przy tych samych wartościach zawilgocenia.

Przeprowadzono analizę przy pomocy oprogramowania DIRANA firmy OMICRON. System ten przeznaczony jest do szacowania zawilgocenia izolacji typu papier celulozowy – mineralny olej określonych urządzeń elektrycznych takich jak trans-

formatory energetyczne, kable wysokonapięciowe lub przepusty kondensatorowe OIP (Oil Impregnated Paper). Doświadczenia autorów pokazują, że podczas wykonywania analizy za pomocą modelu X-Y kluczową rolę odgrywa środkowy zakres częstotliwości charakterystyk FDS, gdyż głównie on jest aproksymowany przez system. Na rysunku 5 pokazano zrzut ekranu systemu DIRANA podczas wykonywania analizy zawilgocenia modelem X-Y dla preszpanu celulozowego impregnowanego olejem mineralnym. Uzyskano zbieżne wyniki szacowania zawilgocenia zarówno w przypadku izolacji suchej o zadanym zwilgoceniu 0,6 % (wynik szacowania 0,9 %) (rys.5a) jak i w przypadku izolacji mocno zawilgoconej 5,6 % (wynik szacowania 5,5 %) (rys. 5b) Przeprowadzona analiza dla izolacji preszpanu celulozowego impregnowanego estrem syntetycznym wykazała dużą zgodność z faktycznym stanem zawilgocenia, wynoszącym dla izolacji suchej 0,6 % - szacowanie 0,9 % (rys. 6a) oraz dla zawilgoconej 5,6 % - szacowanie 5,3 % (rys. 6b). Wynik ten pozwala wyciągnąć ważne wnioski z punktu widzenia przydatności do diagnostyki systemu DIRANA urządzeń z izolacją celulozowo – estrową takich jak transformatory energetyczne.

Prawdopodobnie istotną rolę w szacowaniu zawilgocenia tym sposobem odgrywa medium stałe, gdzie jest zgromadzona główna część wody w izolacji. Przypuszczenia te potwierdzają próby szacowania zawilgocenia za pomocą systemu DIRANA

Rys.4. Charakterystyki FDS Nomexu impregnowanego transformatorowym olejem mineralnym lub estrem syntetycznym: współczynnik strat dielektycznych tg δ (a), pojemność C (b)

Rys.5. Zrzut ekranu analizy zawilgocenia z systemu pomiarowego DIRANA dla preszpanu celulozowego impregnowanego olejem mineralnym: względnie suchego – 0,6% (a) i zawilgoconego – 5,6% (b)

IV. ANALIZA

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

47

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 izolacji złożonej z papieru aramidowego (Nomex) impregnowanego olejem mineralnym lub estrem syntetycznym (rys 7).

Stwierdzono ogromną rozbieżność pomiędzy wynikiem szacowania zawartości wody, a stanem faktycznego zawilgocenia w każdym przypadku badanej izolacji złożonej z papieru

aramidowego. Przykładowy wynik skrajnie nieoszacowanego zawilgocenia pokazano na rysunku 7, gdzie dla izolacji Nomex o 3% rzeczywistym zawilgoceniu wynik analizy wskazał na zawartość wody 0,7%.

V. WNIOSKI Przyrost zawilgocenia izolacji stałej powoduje skokowe zwiększenie współczynnika strat dielektrycznych tgδ oraz pojemności C w całym badanym zakresie częstotliwości.

Analiza otrzymanych wyników odpowiedzi dielektrycznej różnych typów izolacji za pomocą systemu DIRANA firmy OMICRON pozwoliła prawidłowo oszacować zawilgocenie dedykowanej do oprogramowania izolacji papier celulozowy – mineralny olej transformatorowy. Zaskoczenie stanowi prawidłowy wynik analizy zupełnie nieprzeznaczonej do szacowania izolacji celulozowej impregnowanej estrem syntetycznym MIDEL 7131. Stanowi to ważny z punktu widzenia diagnostyki transformatorów energetycznych o izolacji typu celuloza-ester praktyczny wniosek. Obserwacja ta w najbliższej przyszłości zostanie zweryfikowana przez autorów publikacji na populacji próbek preszpanowych impregnowanych estrem syntetycznym o różnym zawilgoceniu. Powyższy wniosek powinien również zostać zweryfikowany na rzeczywistym obiekcie stanowiącym pracujący w systemie elektroenergetycznym transformator mocy.

Marek Zenker, Szymon Banaszak, Wojciech Szoka Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechnologii i Diagnostyki Szczecin, Polska marek.zenker@zut.edu.pl; szymon.banaszak@zut.edu.pl n

LITERATURA Rys.6. Zrzut ekranu analizy zawilgocenia z systemu pomiarowego DIRANA dla preszpanu celulozowego impregnowanego estrem syntetycznym MIDEL 7131: względnie suchego – 0,6% (a) i zawilgoconego – 5,6% (b)a

Rys.7. Zrzut ekranu analizy zawilgocenia z systemu pomiarowego DIRANA dla Nomexu o zawilgoceniu 3% impregnowanego olejem mineralnym

48

• [1] J. Subocz, Transformatory w Eksploatacji, wydawnictwo Energo-Complex, kwiecień 2007 • [2] J. Szymański, A. Graczkowski, H. MościckaGrzesiak, Odpowiedź dielektryczna w dziedzinie czasu i częstotliwości izolacji papierowo-olejowej o znacznym stopniu niejednorodności zawilgocenia, Przegląd Elektrotechniczny, zeszyt 10, 2008, s. 32-35.

• [3] M. Zenker, A. Mrozik, Odpowiedź dielektryczna papieru aramidowego impregnowanego estrem syntetycznym, Przegląd Elektrotechniczny, zeszyt: 10, 2018, s. 164-167 • [4] R. Szewczyk, Papier izolacyjny wzmocniony aramidem – własciwości i zastosowania, Urządzenia dla Energetyki vol. 2, 2019, s. 47-54.

• [5] https://www.midel.com/; zasoby internetowe na dzień 15.02.2020 • [6] S. Wolny, Analysis of High-Frequency Dispersion Characteristics of Capatitance and Loss Factor of Aramid Paper Impregnated with Various Dielectric Liquid, Energies, 2019, 12(6), 1063 • [7] Żukowski P., Kołtunowicz T.N., Kierczyński K., Rogalski P., Subocz J., Szrot M., Gutten M., Sebok M., Jurcik J., Permittivity of a composite of cellulose, mineral oil, and water nanoparticles: theoretical assumptions, Cellulose, 23 (2016), 175-183

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

Badania oleju elektroizolacyjnego w zakresie: analiza chromatograficzne gazów (DGA), badania fizykochemiczne, badanie zawartości siarki korozyjnej, badanie zawartości związków furanu.

Badanie zawartości wody w próbkach izolacji stałej.

Badania właściwości materiałów elektroizolacyjnych.

Laboratorium Analityczne Materiałów Elektroizolacyjnych

www.obre.pl

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021

Detekcja wczesnego etapu procesów starzeniowych przepustów transformatorowych oparta na metodzie spektroskopii dielektrycznej w dziedzinie częstotliwości Streszczenie

Artykuł przedstawia wyniki pomiarów spektroskopowych izolacji suchych przepustów transformatorowych typu kondensatorowego w dziedzinie częstotliwości po starzeniu w warunkach zbliżonych do eksploatacyjnych, jak również po zakończeniu pracy. Artykuł przedstawia możliwości wczesnej detekcji przyśpieszonego starzenia izolacji przepustu na podstawie pomiarów spektroskopii dielektrycznej w dziedzinie częstotliwości FDS.

Abstract

The article presents the results of spectroscopic measurements of the insulation of capacitor-type dry transformer bushings in the frequency domain after aging in conditions similar to operation as well as after completion of work. The article presents the possibility of early detection of accelerated aging of the bushing insulation based on measurements of dielectric spectroscopy in the FDS frequency domain.

Słowa kluczowe:

relaksacja, FDS, starzenie, temperatura

Keywords:

relaxation, FDS, aging, temperature

Wstęp Transformatory to nieodzowny element każdego systemu elektroenergetycznego. Jedną ze składowych takiego urządzenia są przepusty służące do wyprowadzania wysokiego napięcia z zachowaniem odstępu izolacyjnego od uziemionych części [1, 2].

Przepusty transformatorowe według statystyk dostępnych w literaturze przedmiotu odpowiadają za 8 do 10% katastrofalnych awarii transformatorów, które często wiążą z gwałtownym uszkodzeniem nierzadko wywołującym pożar transformatora. Spółki eksploatujące majątek sieciowy stosują standardowe czasookresy przeglądów osprzętu, które najczęściej wynoszą 5 lat. W przypadku przepustów przeprowadzany jest pomiar współczynnika strat dielektrycznych tgδ50Hz oraz pojemności C50Hz natomiast w wielu

50

przypadkach mimo pozytywnych wyników tych pomiarów dochodzi do awarii. Taka sytuacja wskazuje że ta metodologia jest nieskuteczna. Rozwiązania problemu należy szukać w skróceniu czasookresów pomiarowych lub zastosowanie zaawansowanej diagnostyki. Jednią z takich metod wydaje się pomiar współczynnika strat dietetycznych w szerokim spektrum częstotliwości z uwzględnieniem zmian w niskich częstotliwościach, zwłaszcza w przedziale rzędu 0,01-0,01 Hz. Jako główne czynniki starzeniowe powodujące zapoczątkowanie i rozwój procesów starzeniowych uważa się pole elektryczne, temperaturę oraz narażenia mechaniczne typu drgania i naprężenia wewnętrzne struktury dielektryka [1, 3].

Natężenie pola tj. jego wartość jest wyznacznikiem skomplikowania budowy przepustu transformatorowego. Z tego powodu dla najwyższych napięć stosowane są specjalne kon-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 strukcie, w których wykorzystuje się sterowanie natężeniem pola (rys. 1). Zwykle takowy efekt dla prądu przemiennego osiągane jest przez podział izolacji na szereg pojemności tzw. sterowanie pojemnościowe. W praktyce oznacza to że izolacja laminarna przedzielana jest okładzinami przewodzącymi, które tworzą poszczególne pojemności. Połączenie warstwy przewodzącej z izolatorem zdaniem autorów jest miejscem zapoczątkowywania przyśpieszonych procesów starzeniowych. Na tej granicy ośrodków zwanej granicą faz gromadzi się ładunek przestrzenny Maxwella-Wagnera, który to w specyficznych warunkach powoduje superponowanie efektów cieplnych zwanych z ang. Termal Runway, które w końcowych etapach może doprowadzić do awarii [4, 5].

Artykuł zawiera wyniki pomiarów odpowiedzi dielektrycznej izolacji przepustów transformatorowych po eksploatacji i dodatkowym starzeniu termoelektrycznym oraz przypadku nowego rdzenia izolacyjnego z generowanymi defektami.

Obiekt i metodyka badań

Wyniki badań Na rysunku 4 przedstawiono wyniki pomiarów współczynnika strat dielektrycznych w dziedzinie częstotliwości dla przepustu CTKF 145kV po 15 latach eksploatacji i po dodatkowym starzeniu. Na charakterystyce po 15 latach eksploatacji brak jest widocznych oznak przyśpieszonego starzenia się izolacji, charakterystykę można określić jako typową dla takiego czasu pracy. Pierwszy cykl starzeniowy spowodował pojawienie procesu widocznego tylko w miedzy 10-3 do 10 Hz w postaci znacznego wzrostu tgδ, co przedstawia zapoczątkowanie przyśpieszonej degradacji izolacji. Zadaniem autorów jest to skutek generacji produktów rozkładu posiadających ładunek jonowy. Ostatni cykl starzeniowy spowodował dalszy rozwój procesu degradacyjnego w zakresie niskich częstotliwości oraz pojawienie się procesu wcześniej niewystępującego w przedziale częstotliwości 10 do 2·102 Hz. Drugi zaobserwowany proces można interpretować jako efekt dalszego przeobrażania produktów rozkładu izolacji w częściowo zawie-

Obiektem badań był przepust Micafli CTKF 145kV, rdzeń izolacyjny przepustu Izoerg PTK 52kV oraz trzy przepusty typu Micafli CTF 245kV po 25 latach pracy. Przepust CTKF został umieszczony na zbiorniku, w którym zainstalowano oporowe źródło ciepła o regulowanej mocy. Całość została zalana olejem transformatorowym. Na stanowisku przeprowadzono starzenie w dwóch cyklach, każdy po 112 godzin przy temperaturze oleju 800C oraz napięciu 74kV i temperaturze otoczenia 200C. Pomiar temperatury oleju przeprowadzany był w górnej części kadzi za pomocą systemu rejestracji typu czaki. Natomiast w przypadku radzenia przepustu PTK 52 kV zostały wykonane wiercenia wzdłuż warstw, w których umieszczono sadzę symulującą punktowe uszkodzenie jednej z warstw izolacji (rys.3). Przeprowadzono pomiary współczynnika strat dielektrycznych tgδ oraz pojemności, które mierzono w zakresie częstotliwości 10-4 ÷ 5∙103 Hz z wykorzystaniem miernika dirana firmy Omicron. Dane pomiarowe opracowano za pomocą programu Origin v. 8.1. Wygląd stanowisk pomiarowych przepustów przedstawiają rysunki nr 2 oraz 3.

Rys. 3.2. Rozkład natężenia pola elektrycznego po promieniu rdzenia izolacyjnego bez (1) oraz z ekranami sterującymi (2) [6]

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

Rys.2. Wygląd stanowiska badawczego przepustu CTKF 145kV

51

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 rające węgiel, na skutek działania wyładowań niezupełnych (WNZ) występujących na granicy faz, w której to na skutek utraty adhezji nastąpiło przekroczenie progu zapłonu WNZ. Linią czerwoną została zaznaczona częstotliwość 50Hz, można zauważyć, że w początkowym stadium procesu starzeniowego nie wpływa na zmianę wartości tgδ. Dopiero kolejny cykl starzeniowy powoduje wzrost strat dielektrycznych dla tej częstotliwości. Taka sytuacja potwierdza stwierdzenie, że mimo pozytywnych wyników pomiarowych standardowych metod może dojść do awarii ponieważ przyśpieszone starzenie najwcześniej widoczne w niskich częstotliwościach.

Na rysunku 4 przedstawiono odpowiedź dielektryczną rdzenia przepustu typu PTK 52kV nowego i po iniekcji grafitu.

Można zauważyć, że wprowadzenie grafitu powoduje poja-

Rys.4. Wyniki pomiarów FDS przepustu micafil CTKF dla poszczególnych cykli starzeniowych.

Rys.5. Wyniki pomiarów FDS dla trzech przepustów CTF 245kV wycofanych z eksploatacji po 25 latach pracy.

Rys.3. Widok przepustu PTK 52 kV podczas preparacji inkluzji

52

Rys.6. Wyniki pomiarów FDS przepustu PTK 52 nowego i po wprowadzeniu inkluzji do wnętrza izolacji.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 wienie się widocznego procesu powyżej 20Hz z maksimum strat w okolicach częstotliwości 5·103 Hz. Należy zauważyć, że mimo uszkodzenia jednej warstwy i wprowadzenia w to miejsce grafitu zmiany w częstotliwości 50Hz są stosunkowo niewielkie z 0,7% na 0,8%, co jest nadal wartością dopuszczalną dla przepustów RBP. Porównując charakterystyki przepustów CTKF po 224 h starzenia oraz PTK 52kV można zobaczyć analogię, że produkty węglowe rozkładu izolacji można obserwować w częstotliwościach powyżej 20Hz, co jest ważną informacją diagnostyczną, na podstawie której można wydać decyzję np. o ciągłym monitoring danego przepustu.

Przeprowadzenie dodatkowych pomiarów poziomu WNZ z duża dozą prawdopodobieństwa wykazałyby ich zwiększoną aktywność.

Przeprowadzono także pomiary FDS przepustów po 25 latach eksploatacji typu CTF, które zaprezentowano na rysunku 5. Należy zwrócić uwagę na analogię kształtu charakterystyk wszystkich trzech przepustów z uzyskaną dla przepustu CTKF po 224 godzinach starzenia termoelektrycznego. Na charakterystykach tych przepustów również widać zjawiska w zakresie powyżej 20Hz, jednakże nr 981 wydaje się być na najwcześniejszym etapie starzenia, o czym świadczy niewielkie maksimum w tym newralgicznym zakresie. W tych przypadkach również można zauważyć charakterystyczne pasma częstotliwości, w których przyśpieszone starzenie jest widoczne.

Podsumowanie W warunkach eksploatacyjnych zapoczątkowywanie procesów starzeniowych izolacji przepustów można zaobserwować w zakresie częstotliwości poniżej 0,01Hz. Początku procesów starzeniowych można upatrywać w zmianach fizyko-

chemicznych w izolacji na skutek działania podwyższonej temperatury, zazwyczaj w bliskiej odległości od głównego toru prądowego. W początkowym stadium przyspieszonego starzenia izolacji należy upatrywać w generacji ładunku jonowego powstałego na skutek rozkładu izolacji na jonowe produkty, które gromadzą się w okolicach granicy faz laminat-ekran przewodzący. Na dalszym etapie dochodzi do delaminacji na tej granicy, co jest skutkiem utraty adhezji a w końcowym etapie doprowadza do zapłonu WNZ, które to następnie stopniowo przeobrażają produkty rozkładu w węgiel. Z przeprowadzonych wyników pomiarów można wyciągnąć generalny wniosek, że po zapoczątkowaniu procesów starzeniowych w izolacji przepustów transformatorowych z izolacją stałą wystarcza kilkaset godzin pracy w niekorzystnych warunkach temperaturowych najczęściej w gorące letnie dni w popołudniowym szczycie energetycznym.

Zdaniem autorów w celu ograniczenia liczby awarii wywołanej przez przepusty należy skrócić czasookresy pomiarowe lub wprowadzić bardziej wiarygodne metody diagnostyczne niż bazowanie na tgδ50Hz ponieważ jest to wysoce zawodny wskaźnik. Jedną z takich metod wydają się pomiary spektroskopowe w dziedzinie niskich częstotliwości zaprezentowane w niniejszym opracowaniu.

Autorzy: Andrzej MROZIK, Marek ZENKER, Patryk BOHATYREWICZ Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektrotechnologii i Diagnostyki ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin, e-mail: amrozik@zut.edu.pl n

LITERATURA • [1] M. Akbari, M. Allahbakhshi, R. Mahmoodian, Heat analysis of the power transformer bushings in the transient and steady states considering the load variations, Applied Thermal Engineering 121 (2017) 999–1010 • [2] K. Eliss, Bushings for Power Transformers, Authorhouse, Bloomington, 2011.

• [3] S.D.Kassihin, S.D. Lizunov, G.R. Lipstein, A.K.Lokhanin, and T.I.Morozova “Serviceexperience and reasons of bushing failures of EHV transformers and shunt reactors” atransaction in CIGRE 1996:12-105.

• [4] Subocz J., Zenker M., Mrozik M.: „Wpływ temperatury na odpowiedź dielektryczną przepustów transformatorowych wysokiego napięcia z izolacją stałą”, Pomiary Automatyka Kontrola, nr.4 (2011), s. 376 – 380.

• [5] Subocz J., Zenker M., Mrozik A., „Wpływ temperatury na odpowiedź dielektryczną przepustów transformatorowych wysokiego napięcia z izolacją stałą” Pomiary Automatyka Kontrola 2011 nr 04, s. 376-379 • [6] Smith D. J., McMeekin S. G., Stewart B. G., Wallace P. A.: „The Modelling of Electric Field, Capacitance and Dissipation Factor of a High Voltage Bushing over Varying Frequency”, Universities Power Engineering Conference (UPEC), 2012 47th International s. 1 – 6

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

53

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021

Pomiary i lokalizacja wyładowań niezupełnych w transformatorze energetycznym 300 MVA Streszczenie

W artykule omówiono zastosowanie pomiaru wyładowań niezupełnych do oceny stanu izolacji transformatora energetycznego o mocy 300 MVA i napięciu 210/110/21 kV. Przedstawiono metodę lokalizacji miejsca uszkodzeń oraz sposób oceny rezultatów badań na podstawie wyników z pomiarów off-line jak również z monitorowania ciągłego wyładowań niezupełnych.

Słowa kluczowe

transformator energetyczny, izolacja, diagnostyka, pomiar wyładowania niezupełnych, metoda akustyczna, monitorowanie, lokalizacja miejsca uszkodzeń

Wprowadzenie Transformatory energetyczne są kluczowym elementem systemu elektroenergetycznego narażonym w czasie eksploatacji na oddziaływanie czynników o charakterze elektrycznym, termicznym, mechanicznym i chemicznym. Aby zapewnić bezawaryjną i bezpieczną pracę transformatora, należy na bieżąco kontrolować stan jego izolacji. Pomiar wyładowań niezupełnych (WNZ) jest jedną z metod takiej kontroli. Te nieinwazyjne pomiary diagnostyczne wykonywa-

54

ne są zarówno w czasie prób odbiorczych w fabryce i po zainstalowaniu transformatora w miejscu pracy jak również w czasie jego eksploatacji.

Do pomiaru i lokalizacji WNZ wykorzystywane są różne metody diagnostyczne. Wśród nich najpopularniejsze są metody elektryczne, chemiczne oraz akustyczne [1]. W niniejszym artykule przedstawiono opracowanie wyników pomiarów WNZ wykonanych trzema wymienionymi metodami w transformatorze energetycznym o mocy 300 MVA i napięciu 220/110/21 kV.

Obiekt badań Obiektem badań był trójuzwojeniowy transformator energetyczny o mocy 300 MVA i napięciu 220/110/21 kV (Rys.1). Pomiary WNZ zostały wykonane w celu kontroli stanu izolacji transformatora po zmianie jego miejsca pracy. W czasie transportu izolatory przepustowe na napięcie 220 i 110 kV były zdemontowane, a sam demontaż wymagał obniżenia poziomu oleju w kadzi. Pomiary diagnostyczne wykonano metodą off-line, a zewnętrzne źródło napięcia stanowił transfor-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 mator o przekładni 0,4/24 kV zasilający obiekt badań od strony przepustów na napięcie 21 kV (Rys. 2b).

Pomiar wnz metodą elektryczną (off-line) Pomiary WNZ metodą standardową wykonano zgodnie z wymaganiami zawartymi w normie IEC 60270 [2]. Metoda oparta jest na pomiarze ładunku pozor-

nego (QIEC) wyrażonego w pC za pomocą sond pomiarowych przyłączonych do zacisków pomiarowych przepustów transformatorowych. Pomiaru ładunku pozornego dokonywano w sposób synchroniczny (jednoczesny) na zaciskach pomiarowych wszystkich przepustów zarówno po stronie górnego (GN ) jak i dolnego (DN) napięcia (Rys. 2b), przykład podłączenia układu pomiarowego przedstawiono na rysunku 2a.

Rys. 1 Obiekt badań wraz z transformatorem podwyższającym a)

b)

Przeprowadzono kalibrację układu pomiarowego dla każdego punktu pomiarowego oddzielnie. Pozwoliło to na późniejsze wyznaczenie wzajemnej relacji pomiędzy wartościami sygnałów WNZ mierzonych na każdym przepuście w czasie próby (Rys.2c). Taka kalibracja jest niezbędna dla właściwej lokalizacji miejsca WNZ. Dodatkowo, aby określić czułość układu pomiarowego do detekcji częstych uszkodzeń zacisków pomiarowych przepustów, wyznaczono relacje pomiędzy wartościami sygnału z kalibratora doprowadzonego do każdego zacisku pomiarowego a jego obrazem rejestrowanym na pozostałych przepustach [1].

Próbę zasadniczą rozpoczęto od wyznaczenia poziomu szumu oraz od doboru centralnej częstotliwości pomiarowej i pasma przepustowego tak, aby uzyskać jak najwyższą czułość pomiaru. Najkorzystniejsze warunki pomiaru uzyskano przy centralnej częstotliwości pomiaru 400 kHz oraz paśmie przepustowym o szerokości 600 kHz (±300 kHz). Do wartości napięcia probierczego 0,5xUn (GN – 110 kV, DN – 55 kV) poziom szumu nie przekraczał 10 pC ładunku pozornego. Sygnały WNZ zostały zaobserwowne przy napięciu 0.8xUn (GN – 176 kV, DN – 88 kV) w kilku punktach pomiarowych. Ich obrazy fazowo-rozdzielcze PRPD (ang. Phase Resolved Partial Discharge) przedstawione są na Rys. 3. Sygnał WNZ o nawiększej wartości został zarejestrowany po stronie GN na zacisku pomiarowym przepustu w fazie 1U. Dzięki dedykowanemu oprogramowaniu do analizy zarejestrowany wyników pomiarów (MPD Suite) istnieje możliwość selekcji wybranych obszarów

c)

Rys. 2 a) widok przyłączenia układu pomiarowego do fazy U, V b) schemat pomiarowy WNZ badanego obiektu oraz c) schemat zastępczy izolatora przepustowego z zaznaczonym kalibratorem ładunku pozornego (CAL 542).

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

55

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021

Rys. 3 Obrazy PRPD zarejestrowane przy napięciu 0.8xUn w poszczególnych punktach pomiarowych

Rys. 4 Oprogramowanie MPD Suite; obraz PRPD (logarytmiczno-bipolarny) z zaznaczonym obszarem wyzwalania fazy 1U (góra) oraz przykładowe rejestracje czasowe i częstotliwościowe sygnałów WNZ dla zaznaczonego na obrazie PRPD obszaru punktów pomiarowych (dół).

56

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 a)

b)

Rys. 5 a) widok zainstalowanych akustycznych sond piezoelektrycznych, b) zarejestrowane sygnały akustyczne bez uśredniania (po lewej) i uśrednianie 100 zdarzeń (po prawej) z wykorzystaniem sygnału elektrycznego, jako wyzwalacza.

a)

b)

a)

b)

Rys. 6 a) wizualizacja zarejestrowanych sygnałów akustycznych względem ich umiejscowienia na modelu 3D Rys. transformatora, 6 a) wizualizacja zarejestrowanych sygnałów akustycznych względem ich umiejscowienia modelu 3D transformatora, b) widok lokalizacji wnz w okolicach połączenia uzwojenia fazy Una z izolatorem przepustowymb) widok lokalizacji wnz w okolicach połączenia uzwojenia fazy U z izolatorem przepustowym

Monitorowanie ciągłe WNZ zbioru punktów pomiarowych zareje- jednostki rejestracji danych (MPD 800) tora przepustowego z rzeczywistym strowanych obrazie PRPD w celu pomiarów jest pokazany na rysunku 4. Narzę-i metodą sygnałem wnz wykazało podoWynikinaprzeprowadzonych metodą elektryczną akustyczną w duże trybie offich dokładniejszej analizy. W ten spo- dzie to umożliwia łatwe porównanie bieństwo ich czasu narastania i oscyline (transformator zasilany ze źródła napięciasygnałów probierczego) omówione z producentem sób tylko wyselekcjonowane impulsy niefiltrowanych o wysokiejzostały lacji oraz rezonansów w widmie częWNZ o określonej amplitudzie i korela- częstotliwości. Porównanie sygnału stotliwości. Widmo częstotliwościowe transformatora celem ustalenia możliwych przyczyn oraz dalszych kroków przed podjęciem cji z fazą napięcia probierczego są reje- czasowego i widma częstotliwościo- konwencjonalnej kalibracji, w której decyzji dopuszczeniu obiektu pracy w sieci.

Transformator warunkowo do strowane.oIch przebieg czasowy i czą- do wego sygnału wprowadzonego bez- został konieczne było użyciewłączona długich kabli, stotliwościowy (FFT) na wejściu do pośrednio w złącze pomiarowe izola- nie było zgodne.

pracy oraz postanowiono monitorować w sposób ciągły poziom WNZ dwiema metodami: standardowę oraz chemiczną (DGA).

System monitorowania ciągłego WNZ metodą standardową został zainstalowany na 57 URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021 przepustach na napięcie 220 kV. Na zacisku pomiarowym przepustu została zainstalowana sonda

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021

Rys. 7 Schemat podłączenia systemu monitoringu WNZ online MONTESTO 200 do transformatora

Rys. 8 Wyniki zarejestrowanego trendu występowania wnz w fazie 1U a)

b)

Rys. 9 Zarejestrowany wzrost poziomu WNZ w cięgu 5 miesięcy (widok PRPD jednobiegunowy logarytmiczny)

58

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021

Rys. 10 Zarejestrowany wzrost sygnału WNZ w fazie V w przedziale czasowym od marca do czerwca.

Rys. 11 Graficzna prezentacja trendu zarejestrowanych wartości gazów rozpuszczonych w oleju w przedziale czasowym 3 miesięcy po transporcie

Pomiary oraz lokalizacja WNZ metodą akustyczną Pomiaru sygnału akustycznego dokonano za pomocą sond piezoelektrycznych umiesz-czanych na zewnętrznej stronie kadzi transformatora i dociskanych do niej przez warstwę gliceryny lub żelu akustycznego w celu zmniejszenia tłumienia (Rys.5a). W użyciu były sondy emisyjne (ang. acoustic emission sensor - AES), gdzie napięcie wytwarzane przez kryształ jest proporcjonalne do prędkości drgań tej powierzchni. Sondy te pracują w zakresie ultradźwięków, a dokładnie w zakresie częstotliwości od 30 kHz do około 450 kHz i mają odpowiedź zmienną w funkcji częstotliwości.

Lokalizację źródła WNZ przeprowadza się mierząc różnice czasu dojścia sy-

gnału akustycznego od źródła WNZ do sond emisyjnych połączonych z systemem wizualizacji i opracowania danych pomiarowych (PDL 650). Do wyzwalania sygnałów akustycznych wykorzystuje się sygnal elektryczny WNZ rejestrowany metodę standardową przy pomocy MPD 800.

Lokalizację metodą akustyczną wykonano za pomocą 8 sond piezoelektrycznych umieszczonych na kadzi transformatora w pobliżu fazy 1U. Sygnały akustyczne oraz ich uśrednione przebiegi przedstawione są na rysunku 5b. Wykorzystując możliwości oprogramowania systemu akustycznego stworzono model 3D (Rys.6) badanego obiektu, na którym system w sposób automatyczny określa miejsce WNZ. Uzyskane wyniki triangulacji sygnałów akustycznych (Rys.6a) oraz lokalizacji

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

położenia uszkodzenia (Rys.6b) wskazują na miejsce uszkodzenia zlokalizowane w pobliżu wyprowadzenia połączenia uzwojenia cewki wysokiego napięcia z uzwojenia 220 kV fazy 1U.

Monitorowanie ciągłe WNZ Wyniki przeprowadzonych pomiarów metodą elektryczną i metodą akustyczną w trybie off-line (transformator zasilany ze źródła napięcia probierczego) zostały omówione z producentem transformatora celem ustalenia możliwych przyczyn oraz dalszych kroków przed podjęciem decyzji o dopuszczeniu obiektu do pracy w sieci. Transformator został warunkowo włączona do pracy oraz postanowiono monitorować w sposób ciągły poziom WNZ dwiema metodami: standardowę oraz

59

TRANSFORMATORY W EKSPLOATACJI 2021 chemiczną (DGA). System monitorowania ciągłego WNZ metodą standardową został zainstalowany na przepustach na napięcie 220 kV. Na zacisku pomiarowym przepustu została zainstalowana sonda WNZ posiadająca kilkustopniowy system zabezpieczeń, zarówno przed przepięciami jak również przed utratą połączenia galwanicznego od sondy do jednostki rejestracji sygnałów WNZ. Jako jednostkę pomiarowę wykorzystano urządzenie przeznaczone do pomiarów i monitoring czasowego MONTESTO 200 (Rys.7). Oprogramowanie pozwala na obserwację trendu wartości WNZ, ustawienie wartości progowych, których przekroczenie wyzwala sygnały ostrzegawcze dla użytkownika. Jest też możliwy zdalny dostęp do urządzenia poprzez web browser w celu obserwacji zarówno aktualnego poziomu WNZ jak również możliwy jest wgląd do zarejestrowanych uprzednio danych pomiarowych.

Sygnały od wyładowań powierzchniowych zarejestrowano natychmiast po rozpoczęciu monitorowania (Rys.8), a ich obecność została potwierdzona w czasie inspekcji wizualno/słuchowej.

Zwiększono centralną częstotliwość pomiarową do wartości 2,2 MHz. Przy tak dobranej wartości, poziom szumu był niski a obraz PRPD defektu był wyraźny. Mierzone wartości WNZ i ich obraz nie zmieniały się przez kilka tygodni po czym ich wartość wzrosła. Ich miesięczny trend mierzony w fazie 1U przedstawiony jest na Rys. 7. Po trzech miesiącach monitorowania zaobserwowano sygnał WNZ od nowego źródła. Jego amplituda wzrosła od 100 pC (Rys. 9a) do 2 nC (Rys. 9b) i pozostała na niezmienionym poźio-

mie (Rys. 8).

Dokonano głębszej analizy wyników pomiarowych wykorzystując technikę i wykresy 3PARD (ang. 3-Phase Amplitude Relation Diagram). Wykresy te tworzy się poprzez synchroniczny pomiar amplitudy poszczególnych impulsów WNZ w jednej z faz i odpowiadających mu sygnałów WNZ w pozostałych dwóch fazach oraz na automatyczne wyznaczenie ich wektorowej sumy, punktów na płaszczyźnie 3PARD. Z reguły amplitudy sygnałów pochodzących od zakłóceń są jednakowe w każdej z faz, a więc punkty bedące sumą ich wektorów znajdą się w pobliżu punktu zerowego wykresu 3PARD. W przypadku rejestracji sygnałów WNZ, ich amplituda będzie różna w każdej z faz, a więc koncetracja punktów będzie z dala od punku zerowego. W ten sposób klastry punktów (ang. Clusters) od zakłóceń i WNZ znajdują się w różnych miejscach wykresu 3PARD [2], [3], a ich położenie względem osi wykresu a więc fazy w której następuje pomiar, wskazuje na przybliżoną lokalizację miejsca wyładowania.

Na Rys. 9 i 10 przedstawiono obrazy WNZ w fazie V w różnych chwilach czasowych.

Analiza gazów rozpuszczony DGA W celu uzupełnieniu przedstawionych wyników metody elektrycznej i akustycznej, wykonano badanie DGA polegające na określeniu zawartości gazów rozpuszczonych w oleju transformatorowym (ang. Dissolved Gas Analysis). Porównano wyniki pomiarów przed i w okresie trzech mie-

sięcy po transporcie transformatora i nie zauważono znaczących różnic (Rys.11). Lokalne uszkodzenia w izolacji papierowo-olejowej nie powodowały wzrostu ilości rozpuszczonych gazów w oleju powyżej dopuszczalnych wartości [4].

Wnioski Przedstawiona analiza wyników pomiarów WNZ metodą standardową akustyczną i chemiczną potwierdziła przydatność tych metod do wczesnej oceny stanu izolacji transformatora a zastosowane metody wzajemnie się uzupełniają.

Zastosowanie systemów monitorowania ciągłego umożliwia zarówno wczesne wykrycie i identyfikację ukrytch defektów w izolacji transformatorów jak również obserwację ich rozwoju w funkcji czasu. Pozwala to na odpowiednio wczesne podjęcie środków zaradczych z wyłączeniem transformatora z użytkowania włącznie.

Dzięki wykorzystaniu metody standardowej pomiaru WNZ, lokalizacja miejsca uszkodzeń metodą akustycznę może być przeprowadzona z większą czułością.

Technika pomiaru 3PARD oparta o synchroniczny pomiar WNZ w trzech fazach i na różnych poziomach napięć w transformatorze pozwala nie tylko na skutecznę separacje obrazów PRPD od różnych defektów oraz od zakłóceń, ale dodatkowo pozwala na przybliżoną lokalizację miejsca WNZ. Udo Ranninger, Michael Krüger | OMICRON electronics, Klaus, Austria n

Bibliografia • [1] CIGRÉ WG D1.29, Technical Brochure 676: Partial Discharges in Transformers • [2] IEC 60270: Edition 3.1, 2015, High-voltage test techniques - Partial discharge measurements, • [3] C57.127 (2007), IEEE Guide for the Detection and Location of Acoustic Emissions from Partial Discharges in OilImmersed Power Transformers and Reactors, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. New York, USA, 2007 • [4] IEC 60599: Edition 3.0, 2015, Mineral oil-filled electrical equipment in service – Guidance on the interpretation of dissolved and free gases analysi

60

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021

NOWOŚĆ

Nasze najbardziej kompaktowe rozwiązanie Nowe akumulatorowe 18 V wkrętarki

Silniki bezszczotkowe Szybkie i efektywne Kompaktowe i lekkie Wiertarki akumulatorowe DS18DD, DV18DD i zakrętarka WH18DD. Przedstawiamy naszą nową serię wiertarek akumulatorowych w klasie 18 V. Wiertarka DS18DD, wiertarka udarowa DV18DD i zakrętarka udarowa WH18DD są wyposażone w nasze wysoce wydajne i trwałe silniki bezszczotkowe. To sprawia, że są jeszcze mocniejsze i trwalsze. Są również kompaktowe i wygodniejsze w pracy w wąskich przestrzeniach.

Rozwijamy innowacyjne japońskie technologie od 1948 roku.

EKSPLOATACJA I REMONTY

Trzy kompaktowe narzędzia HiKOKI Przedstawiamy nową serię bezszczotkowych wkrętarek akumulatorowych 18 V firmy HiKOKI: wiertarko-wkrętarka DS18DD, udarowa wiertarko-wkrętarka DV18DD oraz zakrętarka udarowa WH18DD.

H

iKOKI rozszerza swój asortyment o trzy kompaktowe wiertarko-wkrętarki akumulatorowe w klasie 18 V, dając użytkownikom dużą moc w małych, poręcznych narzędziach. Dzięki maksymalnemu momentowi obrotowemu 55 Nm, zarówno wiertarko-wkrętarka akumulatorowa DS18DD, jak i udarowa akumulatorowa wkrętarko-wkrętarka DV18DD należą do najpotężniejszych narzędzi w swojej klasie, co znacznie ułatwia pracę. Akumulatorowa zakrętarka udarowa WH18DD ma maksymalny moment obrotowy 140 Nm, dzięki czemu nawet stosunkowo duże rozmiary śrub można wkręcać szybko i precyzyjnie. Dzięki połączeniu kompaktowych wymiarów i wysokiej wydajności nowe wiertarko-wkrętarki akumulatorowe HiKOKI są szczególnie atrakcyjne dla stolarzy lub elektryków, którzy często pracują tego typu narzędziami w wąskich, ciasnych przestrzeniach.

Bezszczotkowa technologia silnika

DS18DD, DV18DD i WH18DD mają silnik bezszczotkowy.

Ta nowoczesna technologia oferuje użytkownikowi wiele korzyści. Na przykład dzięki temu nowe akumulatorowe wiertarko-wkrętarki HiKOKI 18 V są lekkie i kompaktowe. Ponadto jednostka sterująca zapewnia efektywny postęp prac podczas wiercenia i wkręcania bez przeciążania silnika, mechaniki czy uchwytu. Dzięki wysokiej sprawności silnika możliwa jest praktycznie praca non stop. Kolejny bardzo pozytywny aspekt silnika bezszczotkowego - jest bezobsługowy, ponieważ nie ma szczotek, które się zużywają i trzeba je wymienić.

Dodatkowo obudowa jest zamknięta - pył nie może dostać się do wnętrza przestrzeni silnikowej.

Praktyczne i poręczne

Wbudowane światła LED zapewniają dobrą widoczność w każdej sytuacji. Umożliwia to precyzyjną pracę nawet w wąskich i ciemnych przestrzeniach. Krótka obudowa narzędzi jest dodatkowym plusem: DS18DD ma tylko 157 milimetrów, a DV18DD to 170 milimetry to najmniejsze wiertarko-wkrętarki w swoim segmencie rynku. Przy 134 milimetrach WH18DD jest również jednym z najmniejszych w swojej klasie.

Akumulatorowa wkrętarko-wkrętarka DS18DD i udarowa akumulatorowa wkrętarko-wkrętarka DV18DD są dostępne od stycznia 2021, a akumulatorowa wkrętarko-wkrętarka WH18DD od grudnia 2020 r. Do kupienia w sieci dealerskiej HiKOKI. Informacja nt. sieci dealerskiej znajduje się na naszej stronie: www.hikoki-narzedzia.pl/lista-dealerow.

Hikoki n

62

Tabela. 1. Dane techniczne.

Wiertarko-wkrętarka akumulatorowa 18 V - DS18DD Wiercenie

13 mm w stali 36 mm w drewnie

Wkręcanie wkrętów do drewna

6 x 75 mm

Śruby maszynowe Prędkość obrotowa Maks. moment obrotowy Sprzęgło

6 mm 0 do 440 min-1 (niska) 0 do 1700 min-1 (wysoka) 26 Nm (miękki) 55 Nm (twardy) 0,6 do 4,0 Nm

Uchwyt wiertarski o średnicy od

2 do 13 mm

Wymiary DxSxW

157 x 238 x 58 mm

Waga wraz z akumulatorem 1,2 kg BSL1830C Wiertarko-wkrętarka udarowa 18 V - DV18DD Wiercenie

13 mm w cegle 13 mm ze stali 36 mm w drewnie

Wkręcanie wkrętów do drewna

6 x 75 mm

Śruby maszynowe Prędkość obrotowa Maks. udarów Maks. moment obrotowy Sprzęgło

6 mm 0 do 440 min-1 (niska) 0 do 1700 min-1 (wysoka) 0 do 6600 min-1 (niski) 0 do 25 500 min-1 (wysoka) 25 Nm (miękki) 55 Nm (twardy) 0,6 do 4,0 Nm

Uchwyt wiertarski o średnicy od

2 do 13 mm

Wymiary DxSxW

170 x 238 x 58 mm

Waga wraz z akumulatorem 1,3 kg BSL1830C Zakrętarka udarowa 18 v - WH18DD Śruby maszynowe

od 4 do 8 mm

Zwykłe śruby

M5 do M14

Śruby o dużej wytrzymałości

M5 do M12

Maks. moment dokręcania

140 Nm

Prędkość bez obciążenia

0 do 3200 min-1

Współczynnik uderzeń

0 do 4000 min-1

Wymiary dł. x wys.

134 x 237 mm

Waga (z akumulatorem BSL1830C)

1,3 kg

Więcej w tym zakres dostawy znajdują się na naszej stronie: https://hikoki-narzedzia.pl/dd-nowa-seria-urzadzen

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2021