Urządzenia dla Energetyki nr 5/2020

128

Specjalistyczny magazyn branżowy ISSN 1732-0216 INDEKS 220272

Nr 5/2020 (128)

w tym cena 16 zł ( 8% VAT )

| www.urzadzeniadlaenergetyki.pl | • PDTracII - ciągłe monitorowanie wyładowań niezupełnych on-line dla silników, generatorów, transformatorów suchych i rozdzielnic w izolacji powietrznej • • Rozłącznik napowietrzny średniego napięcia w obudowie zamkniętej trójbiegunowej, z zastosowaniem komór próżniowych • • Możliwości wdrożenia pracy wyspowej dużych zakładów przemysłowych w przypadku blackout’u •

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020 (128)

NOWOŚĆ STEROWNIK POLOWY M-G8 M -G 8 łąc z y w s o bi e w s z y s t ko , c o n a j le ps z e w st e r o w n i ka c h poprz ed n i c h g e n e r a c j i , j edn o c z e ś n i e o d p o w i a da j ą c n a wy z wa n i a , k t ó r e na co dzień stawiają nam nasi klienci.

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Tele- i Radiotechniczny ul. Ratuszowa 11, 03-450 Warszawa energetyka.itr.org.pl O d w i edź na s

Nasze bezpieczniki zapewniają bezpieczeństwo ludziom, maszynom, systemom.

SIBA Polska Sp. z o.o.

05-082 Stare Babice, ul. Warszawska 300D tel.: 22 832 14 77, 601 241 236, 603 567 198 e-mail: siba@siba-bezpieczniki.pl www.siba-bezpieczniki.pl

Niezawodnie Nasze zabezpieczenie – Twoja korzyść

OD REDAKCJI

Spis treści n WYDARZENIA I INNOWACJE Spotkania z klientami w trudnym czasie pandemii wciąż możliwe Elektrometal Energetyka SA na targach Energetab 2020........................6 n TECHNOLOGIE, PRODUKTY, INFORMACJE FIRMOWE Rexroth IndraDrive oraz Rexroth IndraDyn najbardziej uniwersalna platforma napędowa na rynku....................................................8 Lokalizatory przewodów, kamery termowizyjne i multimetry w akcji promocyjnej marki Beha-Amprobe................................................... 10 Szczególny rok dla Imefy Polska........................................................................... 12

Wydawca Dom Wydawniczy LIDAAN Sp. z o.o.

Adres redakcji 00-241 Warszawa, ul. Długa 44/50 lok. 109 tel./fax: 22 760 31 65 e-mail: redakcja@lidaan.com www.lidaan.com Prezes Zarządu Andrzej Kołodziejczyk, tel. kom.: 502 548 476, e-mail: andrzej@lidaan.com Dyrektor ds. reklamy i marketingu Dariusz Rjatin, tel. kom.: 600 898 082, e-mail: darek@lidaan.com Zespół redakcyjny i współpracownicy Redaktor naczelny: Andrzej Kołodziejczyk, tel. kom.: 502 548 476, e-mail: andrzej@lidaan.com Dr inż. Andrzej Maciej Maciejewski, tel. kom.: 601 991 000, e-mail: andrzej.maciejewski3@neostrada.pl Sekretarz redakcji: Agata Marcinkiewicz tel. kom.: 505 135 181, e-mail: agata.marcinkiewicz@gmail.com

on-line dla silników, generatorów, transformatorów suchych

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

i rozdzielnic w izolacji powietrznej...................................................................... 16

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

Nexans w Polsce i na świecie.................................................................................. 14 PDTracII - ciągłe monitorowanie wyładowań niezupełnych

Rozłącznik napowietrzny średniego napięcia w obudowie zamkniętej trójbiegunowej, z zastosowaniem komór próżniowych – zadanie konstrukcyjno-badawcze zrealizowane przez Instytut Energetyki Warszawa – Zakład Doświadczalny w Białymstoku......... 20 Możliwości wdrożenia pracy wyspowej dużych zakładów przemysłowych w przypadku blackout’u....................................................... 28 Zabezpieczenia odsprzęgające w elektrowniach. Jak prawidłowo sprawdzić kierunkowe zabezpieczenie ponadnapięciowe z pomiarem mocy biernej Q-U?............................................................................ 32

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

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

Koszt połączenia wg taryfy operatora.

Teoria wysokoczułej diagnostyki układu izolacji wysokonapięciowej

Współpraca reklamowa:

aparatury elektroenergetycznej z wykorzystaniem pomiarów

ENERGOAUDYT................................................................................I OKŁADKA

wyładowań niezupełnych ....................................................................................... 36

INSTYTUT TELE I RADIOTECHNICZNY....................................II OKŁADKA CANTONI.......................................................................................... III OKŁADKA

Słupy oświetleniowe z cechami bezpieczeństwa biernego............... 42 Nowoczesny monitoring zasilania – klucz do optymalnego zarządzania hybrydową infrastrukturą IT......................................................... 44 Bezpieczeństwo w fotowoltaice - MPI-540-PV............................................ 46 Od prefabrykatów dla energetyki po urządzenia rozdzielcze............ 48 Nowe narzędzia przeciwko kradzieżom prądu........................................... 51 Smart Grid będzie filarem miast przyszłości.................................................. 52 Zabezpieczenie drganiowe łożyskowań silników elektrycznych..... 54 n TARGI Za nami wyjątkowe targi ENERGETAB®2020.................................................. 64

4

ENERGOTEST.................................................................................. IV OKŁADKA KOCOS...................................................................................................................... 5 BAKS.......................................................................................................................... 7 BELOS PLP.............................................................................................................. 9 IMEFY......................................................................................................................11 PARTEX...................................................................................................................15 ENERGOELEKTRONIKA.PL..............................................................................18 INSTYTUT ENERGETYKI...................................................................................19 ELTEAM..................................................................................................................27 ELEKTROMONTAŻ.............................................................................................31 ELEKTROMETAL ENERGETYKA.....................................................................41 SONEL....................................................................................................................47 ZWARPOL..............................................................................................................61 CBIDGP...........................................................................................................62, 63 SIBA........................................................................................................................... 3 OMICRON..............................................................................................................40

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

ARTES ARTES 600 Kompaktowy system do badań trójfazowych wyposażony w wyjątkowo mocne wzmacniacze prądowe do testowania zabezpieczeń cyfrowych i zabezpieczeń zasilanych poprzez przekładniki prądowe.

ARTES 460 II Kompaktowy system do badań trójfazowych, uniwersalny do zastosowania w testowaniu zabezpieczeń cyfrowych.

ARTES RC3 ARTES RC3 jest solidnym i uniwersalnym rozwiązaniem do testowania przekaźników zabezpieczających. System umieszczono w poręcznej, niezwyklewytrzymałej i odpornej walizce z twardego materiału. Jego wszechstronność pozwala na stosowanie go także w trudnych warunkach zewnętrznych, na przykład w sektorze energii odnawialnej.

BADANIE ZABEZPIECZEŃ ELEK TROENERGET YCZNYCH Kompaktowe, efektywne systemy do testowania zabezpieczeń umożliwiają łatwe wykonywanie testów o wysokiej złożoności z dużą dokładnością. Systemy testowe linii produktów ARTES służą do przeprowadzania testów działania wszelkiego rodzaju urządzeń zabezpieczających, w tym zabezpieczeń z obsługą charakterystyki niezależnej (DT) i zależnej czasowo (IDMT), a także przekaźników zabezpieczeniowych odległościowych i różnicowych w celu zapewnienia ich prawidłowego funkcjonowania. Owocem ponad 20 lat doświadczeń w opracowywaniu i wytwarzaniu automatycznych systemów testowania zabezpieczeń przekaźnikowych jest trzecia generacja przyrządów testowych ARTES.

www.kocos.com

KoCoS Polska ul. Michałowicza 12 43-300 Bielsko-Biała Polska Tel +48 33 444 75 00 info@pl.kocos.com

WYDARZENIA I INNOWACJE

Spotkania z klientami w trudnym czasie pandemii wciąż możliwe Elektrometal Energetyka SA na targach Energetab 2020 Mimo niesprzyjających warunków spowodowanych obostrzeniami związanymi z pandemią, stoisko Elektrometal Energetyka SA cieszyło się ogromnym zainteresowaniem podczas 33. Międzynarodowych Energetycznych Targów Bielskich w dniach 15-17 września 2020. Po raz pierwszy gościliśmy Państwa na dużym, przestronnym stoisku w hali A, gdzie w miłej i bezpiecznej atmosferze mogliśmy przeżyć wspólnie tę wyjątkową edycję targów, chwaląc się przy okazji nowymi certyfikatami ISO od szwajcarskiej firmy SGS SA.

N

iestety rok 2020 nie sprzyja bezpośrednim kontaktom biznesowym, również w sektorze energetyki. Większość wydarzeń branżowych jest odwoływana lub organizowana w formie hybrydowej, co utrudnia uczestnikom nie tylko możliwość prezentacji produktów i usług, ale przede wszystkim okazję do niepowtarzalnych, osobistych rozmów.

Elektrometal Energetyka postanowił nie poddawać się jednak ograniczającym trendom i dostrzegając potrzebę spotkań, pokazał swoją ofertę podczas targów Energetab 2020.

Nasza obecność na targach okazała się odważną, ale trafioną decyzją, ponieważ zarówno pierwszego jak i drugiego dnia targów mogliśmy pochwalić się bardzo wysoką frekwencją, w szczególności w stosunku do ruchu na całych targach. Mimo dosyć kameralnej atmosfery podczas tegorocznej edycji, nasze stoisko z godziny na godzinę cieszyło się coraz większym zainteresowaniem. Na ekspozycji klienci mogli zapoznać się z najnowszymi urządzeniami z serii Elektroenergetycznej Automatyki Zabezpieczeniowej e²TANGO-2000 dedykowanej dla pól WN oraz pełne portfolio automatyk samoczynnego załączania rezerwy (SZR). Prezentowaliśmy również nową wersję przyścienną rozdzielnicy e2ALPHA. Spotkania na targach wykorzystaliśmy także jako okazję do pochwalenia się wynikiem ostatniego audytu przeprowadzonego przez renomowaną szwajcarską firmę SGS SA – światowego lidera w dziedzinie kontroli, weryfikacji, testowania i certyfikacji. W wyniku szybkiego tempa rozwoju firmy i nieustannej

6

chęci doskonalenia się postanowiliśmy sięgnąć po spostrzeżenia i wskazówki audytorów nowej jednostki certyfikującej.

Sprawdzono funkcjonowanie firmy w procesach zarządzania strategicznego, pozyskiwania zamówienia, zarządzania dostawami, zarządzania środowiskiem pracy, zarządzania infrastrukturą, finansami, zasobami ludzkimi, środowiskiem, rozwojem produktu, realizacją projektów oraz BHP. W wyniku audytu uzyskaliśmy certyfikaty Zintegrowanego Systemu Zarządzania dla norm: Systemu Zarządzania Jakością wg ISO 9001, Systemu Zarządzania Środowiskowego wg ISO 14001 oraz Systemu Zarządzania Bezpieczeństwem i Higieną Pracy wg ISO 45001. Zyskaliśmy w ten sposób także nową perspektywę dla naszych działań w drodze do zapewniania najwyższego poziomu oferowanych usług i szansę na większą rozpoznawalność wśród klientów na zagranicznych rynkach. Audyt certyfikujący firmy SGS to dla Elektrometal Energetyka kamień milowy w regularnym procesie analizowania i wyciągania wniosków z dotychczasowych działań.

Mamy nadzieję, że interesujące rozmowy podczas targów będą początkiem lub kolejnym etapem naszej długofalowej współpracy i podejmowania nowych, śmiałych projektów.

Dziękujemy Naszym Klientom za zaufanie, miłą atmosferę i wspólne podtrzymanie ducha targów Energetab, na których tradycyjnie nie mogło zabraknąć Elektrometal Energetyka.

Autor: Marta Warchoł, Monika Mińkowska Elektrometal Energetyka SA n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 4/2020

DU...

KDSZ...

KF...

E-90 wg DIN 4102-12 FABRYKA, CENTRALA FIRMY BAKS TEL.: +48 22 710 81 00 I baks@baks.com.pl baks.com.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rexroth IndraDrive oraz Rexroth IndraDyn najbardziej uniwersalna platforma napędowa na rynku

S

ystemy oferowane przez firmę Bosch Rexroth w prosty, ekonomiczny i bezpośredni sposób rozwiązują zadania z zakresu automatyzacji. IndraDrive wyznacza nowe standardy w technice napędowej dzięki kombinacji trzech zalet: yy skalowalność mocy oraz zakresu funkcjonalnego, yy uniwersalność technologii, projektowania i obsługi, yy otwarta platforma komunikacji.

Dzięki temu IndraDrive posiada wiele zalet użytkowych takich, jak:

yy prosta realizacja od falowników, aż po najwyższej jakości aplikacje serwonapędów dzięki wspólnej platformie sterowania z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego i z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego, yy skalowalna moc i zakres funkcji dzięki dowolnej kombinacji modułów sterujących i modułów mocy, yy szerokie spektrum mocy od 100 W do 4MW, yy Interfejs Multi-Ethernet, pozwalający na połączenie urządzenia w najbardziej popularnych sieciach komunikacyjnych na rynku

Safety on Board

Certyfikowana technika bezpieczeństwa zapewnia ochronę osób również podczas przemieszczania się osi. W porównaniu z konwencjonalnymi koncepcjami bezpieczeństwa zbędne są ochrona silnika, dodatkowe czujniki prędkości oraz częste wyłączanie zasilania przez bezpieczniki sieciowe.

Zintegrowana logika sterowania ruchem ze sterownikiem PLC zgodnym z IEC 61131-3

Zintegrowana logika sterowania przemieszczeniami dla sterownika PLC zgodnego z IEC 61131-3 może być zintegrowana w ramach tego rozwiązania jako dodatkowa właściwość, która umożliwia zastosowanie w sposób spójny otwartych standardów. To ułatwia przybliżenie klientom nowoczesnych technologii i zaoszczędza na stosowaniu nadrzędnych systemów sterowania oraz kursach szkoleniowych dla personelu.

Zintegrowane funkcje technologiczne

Parametryzowane funkcje technologiczne na bazie Motion-Logic wykonują liczne i różnorodne zadania zorientowane na procesy technologiczne. Nie wymaga to żadnej wiedzy z dziedziny programowania ze strony użytkownika.

Otwarte interfejsy

Do komunikacji z nadrzędnymi systemami sterowania maszynami i urządzeniami stosowane są powszechne na całym świecie interfejsy, takie, jak: SERCOS III Master, PROFIBUS, Multi-Ethernet (SERCOS III slave, PROFINET IO, EtherNet/IP, EtherCat), CANopen, DeviceNet oraz interfejsy analogowe i równoległe.

8

Zdj. Proste, ekonomiczne systemy oferowane przez firmę Bosch Rexroth.

Jedno oprogramowanie do wszystkich zadań

Inżynierski zestaw narzędzi programowych IndraWorks, przeprowadza użytkownika przez wszystkie etapy projektowania, planowania, programowania, parametryzacji, obsługi i diagnostyki.

Kompletny zakres silników

Opracowana ostatnio nowa generacja silników IndraDyn spełnia wszystkie wymagania stawiane przed nowoczesnymi systemami automatyki przemysłowej dzięki rozmaitości konstrukcji oraz unikalności parametrów eksploatacyjnych. yy synchroniczne i asynchroniczne serwomotory o mniejszych gabarytach i większej mocy, yy serwomotory zaprojektowane dla obszarów o potencjalnym zagrożeniu wybuchem – zgodne z normami ATEX oraz UL/CSA, yy synchroniczne i asynchroniczne serwomotory szybkoobrotowe, takie jak silniki wrzecionowe.

IndraDrive mają moc przekonywania

Bez względu, jakie wymagania stawia użytkownik swoim systemom napędowym, rozwiązania IndraDrive oferują wachlarz korzyści, które robią wrażenie: yy uniwersalna platforma sprzętowa, yy skalowalna funkcjonalność, yy unikalna koncepcja bezpieczeństwa.

Bosch Rexroth n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Lokalizatory przewodów, kamery termowizyjne i multimetry w akcji promocyjnej marki Beha-Amprobe, pod znakiem bezpieczeństwa Firma Beha-Amprobe, producent sprzętu pomiarowego m.in. dla elektryków, przygotowała na sezon jesienno-zimowy specjalną akcję promocyjną, w ramach której oferuje szereg zestawów promocyjnych urządzeń tej marki. Urządzenia zakupione w promocji pozwalają na oszczędności nawet do 25 procent wobec cen standardowych.

W

śród promocyjnych zestawów i urządzeń pojawi się m.in. najświeższa nowość w portfolio firmy Beha-Amprobe, czyli lokalizator przewodów Amprobe AT-8000, wprowadzony do sprzedaży na polskim rynku w ostatnich tygodniach.

Lokalizatory Amprobe AT-8000 to urządzenia przeznaczone m.in. dla elektryków, techników utrzymania ruchu, kierowników zakładów przemysłowych, czy wykonawców prac budowlanych. Zostały zaprojektowane przede wszystkim z naciskiem na to, by zapewnić bezpieczeństwo elektrykom – norma CAT IV 600 V zapewnia najwyższą możliwą ochronę dla wykrywacza przewodów. Elektrycy są dzięki temu chronieni przed najbardziej niebezpiecznym poziomem przejściowych przepięć do 8000 V, które występują w środowiskach przemysłowych.

Lokalizatory Amprobe AT-8000 umożliwiają m.in. śledzenie przewodów pod napięciem i bez napięcia w ścianach, sufitach, bieżniach, korytkach kablowych; lokalizację zwarć, identyfikację wyłączników i bezpieczników, lokalizowanie linii uziemiających, obwodów odgałęzionych, okablowania systemów sterowania, śledzenie niemetalowych rur i przewodów, śledzenie przewodów ekranowanych, kabli danych, sortowanie wiązek przewodów etc. Umożliwiają także walidację planów obwodów elektrycznych (kierunek i lokalizacja), dzięki technologii Smart Sensor.

W wiosennej promocji dostępne będą również m.in. kamery termowizyjne IRC-120_EUR, termometry cyfrowe, mierniki środowiskowe, mierniki cęgowe, multimetry i testery instalacji. Wszystkie te produkty oferowane są w specjalnych obniżonych cenach, lub promocyjnych zestawach, zapewniających do 25 proc. oszczędności w stosunku do cen standardowych. www.beha-amprobe.com n

10

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

Firma IMEFY POLSKA już 10 lat na rynku Z okazji naszego pierwszego okrągłego jubileuszu DZIĘKUJEMY wszystkim pracownikom, partnerom i klientom za obdarzenie nas zaufaniem.

NASZ JUBILEUSZ TO WASZA ZASŁUGA

10 years 2010-2020

-

Transformatory wysokomocowe PT

OIT

CRT sOIT

Transformatory rozdzielcze zanurzone w płynnym dielektryku

Transformatory dystrybucyjne suche zywiczne Transformatory dedykowane do fotowoltaiki Zapraszamy do kontaktu: Imefy Polska Sp.z o.o. /www.imefy.com/ transformatory@imefy.com

17 - 19 WRZEŚNIA

ZAPRASZAMY

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Szczególny rok dla Imefy Polska R

ok 2020 to moment ważnych podsumowań dla firmy. Jesteśmy obecni na rynku polskim od 10 lat jako Imefy Polska. Przez ten czas staliśmy się rozpoznawalną i cenioną marką produkującą transformatory najwyższej jakości, spełniające certyfikację takie jak ISO 9001 i ISO 14001. Działamy na różnych obszarach, poprzez energetykę zawodową, współpracując z m.in. PGE, ENERGĄ, ENEĄ, TAURONEM, przez przemysł, centra logistyczne i instytucje użyteczności publicznej. Podstawowym kierunkiem rozwoju dla IMEFY są producenci stacji transformatorowych w Polsce. Łączą nas z nimi długoletnie relacje handlowe. Dotyczy to w ostatnim okresie 3 lat dostaw jednostek do farm solarnych. Zrealizowaliśmy bowiem dostawy do ponad 600 lokalizacji w Polsce, w tym dla największej farmy PV zlokalizowanej na jednym obszarze, to jest farmy GEPOL w miejscowości Ręczyn koło Bogatyni, o mocy 55 MW. Farma należy do Zgorzeleckiego Klastra Rozwoju Odnawialnych Źródeł Energii i Efektywności Energetycznej. W chwili obecnej realizujemy dostawy transformatorów SOIT do kolejnej farmy PV o mocy 70 MW, która również jest zlokalizowana w jednym miejscu , na terenie gminy Brudzew. Inwestycja realizowana jest przez konsorcjum PAK SERWIS i ESOLEO. Czujemy satysfakcję z obecności naszych transfor-

12

matorów w każdym sektorze energetyki Podsumowujac naszą działalność na rynku, chcielibyśmy podkreślić, że IMEFY rozpoczęło swoją działalność już w 1973 roku. Jest to firma rodzinna z 47-letnim doświadczeniem w produkcji transformatorów zanurzonych w płynach dielektrycznych, transformatorów zamkniętych w żywicy epoksydowej i transformatorów mocy, co dowodzi naszej wszechstronności.

Główna siedziba mieści w Los Yebenes, w Hiszpanii, obecnie posiadamy biura we Włoszech i w Polsce. IMEFY Polska Sp. z o.o. została założona w lutym 2010 roku jako firma wchodząca w skład IMEFY GROUP, chociaż transformatory IMEFY są obecne na polskim rynku od 2008 roku, ponieważ wcześniej sprzedaż była realizowana za pośrednictwem dystrybutora w Polsce. Przybliżajac temat oferowanych przez nas transformatorów przedstawiamy krótką charakterystykę każdego typu.

z innymi modelami transformatorów rozdzielczych. Transformatory suche żywiczne przenoszą uzwojenie średniego napięcia zalane w żywicy, stosując zarówno obróbkę termiczną, jak i próżniową oraz bardzo specyficzny i kontrolowany proces żelowania i polimeryzacji, co pozwala uzyskać fundamentalną konsystencję dielektryczną i mechaniczną.

W szczególnie niesprzyjających warunkach środowiskowych, takich jak obecność wilgoci, zanieczyszczenia przemysłowe i morskie oraz wysokie ryzyko pożaru, nasze suche transformatory CRT spełniają wszystkie wymagania dotyczące ich użytkowania. W ten sposób IMEFY spełnia wymogi testu dla klasy środowiskowej E3 (norma IEC 60076-16) w transformatorze 1000 kVA, uzyskując ocenę E3-C2-F1. Produkujemy je w napięciach od 6 kV do 30 kV i mocy od 50 kVA do 20 MVA

Transformatory suche w izolacji z żywicy epoksydowej

Nasze transformatory zanurzone w płynach dielektrycznych są produkowane zgodnie z europejskim rozporządzeniem nr 548/2014 o niskich stratach (ekoprojekt), dzięki czemu oferujemy naszym klientom transformatory o wysokiej sprawności energetycznej. Nasz dział inżynierii projektuje i opracowuje transformatory dystrybucyjne dla Eu-

Dzięki rozwojowi technik produkcji oraz wykorzystywanych materiałów (takich jak żywica epoksydowa) są one coraz częściej stosowane ze względu na ich wysoką niezawodność i wytrzymałość, a także dodatkową zaletę – mniejszy wpływ na środowisko w porównaniu

Transformatory olejowe

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Extresol Solar Plant, Badajoz (Spain)

ropy i reszty świata, które są następnie wytwarzane przy użyciu naszych środków technologicznych przez cały proces produkcji i testy końcowe. Wszystkie materiały użyte do produkcji transformatorów podlegają ścisłej kontroli jakości przed użyciem, aby zapewnić maksymalną niezawodność i bezpieczeństwo produktu końcowego.

Transformatory rozdzielcze w płynach dielektrycznych są zatwierdzone przez wiele firm elektrycznych na całym świecie. Osiągnięcie tych poleceń i certyfikatów zgodnie z polityką IMEFY oznaczało znaczące inwestycje w sprzęt technologiczny na wszystkich poziomach. Produkujemy je na napięcia od 6 kV do 72,5 kV i moc od 25 kVA do 5 MVA.

Transformatory wysokomocowe

Konstrukcja jest pierwszym i najważniejszym elementem na początku budowy transformatora mocy. Aby zrealizować projekt, konieczne jest dokładne zbadanie wymagań klienta, aby można było odpowiednio rozpoznać podstawowe parametry transformatora.

Projekt składa się z kilku części wzajemnie powiązanych, którym zajmuje się nasz dział projektowy , w którym pracują nasi inżynierowie. Wykorzystując w tym celu specjalistyczne oprogramowanie i programy obliczeniowe do projektowania transformatorów mocy. Po zakończeniu tej fazy odbywa się produkcja z odpowiednimi specyfikacjami i ścisłą kontrolą każdej fazy produktu, począwszy od budowy rdzenia transformatora mocy, a kończąc na jego wypełnieniu płynem dielektrycznym.

Wreszcie, w naszych laboratoriach testowych technicy sprawdzają, czy gotowe transformatory spełniają wszystkie wymagania klienta. Produkujemy je na napięcie od 33 kV do 245 kV i moc od 6 MVA do 160 MVA.

Nasz cel długookresowy

Priorytetowym celem IMEFY jest to, aby produkty, które projektuje, produkuje i sprzedaje, spełniały wymogi prawne, obowiązujące dla firmy przepisy, określone przez klientów wymagania oraz inne określone przez firmę w celu osiągnięcia satysfakcji klienta, zarówno w zakresie zarządzania jakością, jak i z punktu widzenia równowagi środowiskowej, zobowiązując się do ochrony środowiska, włącznie z działaniami mającymi na celu zapobieganie zanieczyszczeniom. – Jeśli przeanalizujemy to, co zmieniło się najbardziej w ciągu tych 10 lat, to niewątpliwie były to

Zdjęcia w artykule: Farmy fotowoltaiczne o mocy 1MW na terenie Polski z wykorzystaniem transformatorów Imefy i farma EXTRESOL w Badajoz, Hiszpania.

europejskie rozporządzenia i dyrektywy znane jako „Pakiet czystej energii”, które doprowadziły sektor elektryczny do stawienia czoła wyzwaniu znacznej poprawy efektywności energetycznej systemu, korzystając z nowych technologii, a wszystko to w ramach nowego europejskiego prawodawstwa dotyczącego ekoprojektowania transformatorów (Rozporządzenie Komisji (UE) 548/2014). Wszystko to oznacza wiele zmian w sektorze jako bezpośredni skutek wdrażania środków zmierzających do zwiększenia efektywności energetycznej, wszystkie sieci przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej, w całym zakresie napięć, będą musiały być coraz bardziej „inteligentne”, bardziej niezawodne i solidne.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

Zapraszamy do kontaktu: Imefy Polska Sp.z o.o. www.imefy.com transformatory@imefy.com n

13

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Nexans w Polsce i na świecie

N

exans dostarczy kable i przewody dla projektu kompleksu chemicznego Polimery Police (PDH).

Kontrakt zakłada dostawy do Hyundai Engineering (HEC), który jest generalnym wykonawcą projektu. Obejmuje on instalację do produkcji propylenu, instalację do produkcji polipropylenu, terminal przeładunkowo-magazynowy (gazoport), infrastrukturę logistyczną oraz odpowiednie instalacje pomocnicze. Moce produkcyjne wyniosą 437 tys. ton polipropylenu, dzięki czemu Polska stanie się jednym z największych jego producentów w Europie.

Większość produkcji będzie sprzedawana za granicę. Całkowity szacowany budżet Projektu Polimery Police wynosi ok. 1,5 mld EUR. Nexans dostarczy kable i przewody wartości blisko 80M PLN w trzech pakietach: kable zasilające, kable instrumentacyjne i kontrolne oraz przewody telekomunikacyjne. Pierwsze dostawy zostały zrealizowane w maju 2020 a kolejne będą realizowane w latach 2020-2021.

14

“Jest to aktualnie największy projekt grupy Nexans w Polsce. Po tym jak zakończyliśmy kompleksowe dostawy dla projektu EFRA w Lotosie to drugi bardzo duży i kluczowy projekt w segmencie petrochemicznym w Polsce obsługiwany przez Nexans” powiedział Marcin Sasak Country Manager Nexans w Polsce i CEO Nexans Polska. „Aktualnie pomagamy zakładom produkcyjnym w uzyskaniu wszystkich dokumentów dotyczących następnych dostaw współpracując razem z naszym oddziałem w Korei, który jest w ścisłym kontakcie z HEC” powiedział Janusz Sokołowski Sales Manager Nexans Polska Firma Nexans realizuje swoje zadania dzięki szerokiemu asortymentowi przewodów i rozwiązań kablowych, które zapewniają wysoką jakość klientom na całym świecie. Grupa Nexans posiada ponad 100 fabryk oraz przedstwicielstwa handlowe na całym świecie, zatrudnia 26 000 osób i generuje sprzedaż na poziomie 6,7 MLD EUR. Spółka Nexans jest noto-

wana na giełdzie NYSE Euronext Paris.

W Polsce Nexans reprezentują dwie spółki: Nexans Polska oraz Nexans Power Accessories. Produkty dostarczane do Polski mają zastosowanie w przemyśle (m. in. budowa taboru kolejowego, stocznie, produkcja transformatorów i silników), energetyce (kable i akcesoria WN i SN) infrastrukturze OZE (farmy wiatrowe, fotowoltaika) oraz budownictwie ( m.in. kable gumowe, SN, przewody NN, antenowe, LAN) dystrybuowane przez kluczowe hurtownie eletrotechniczne oraz Castoramę.

Nexans dostarcza swoje produkty również do dużych inwestycji realizowanych na terenie Polski takich jak fabryka Mercedes, fabryka VW, Instalacja Lotos EFRA, Elektrociepłownia Gorzów, Elektrownia Opole, Kozienice, Huta Aluminium, Platforma wiertnicza Lotos Petrobaltic, systemy WN 110kV-400kV wraz z akcesoriami i instalacjami dla PSE oraz grup energetycznych.

Nexans n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

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

Other 1%

Bearing/ Shaft 12% Rotor Winding 12%

Stator Winding 63%

Stator Core 12%

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

16

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 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

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

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 metodę 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 60 Hz lub 50 Hz jest filtrowana za pomocą impedancji 100 MΩ, podczas gdy impulsy wyładowań niezupełnych o wysokiej częstotliwości do 250 MHz z ła-

twością 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 IEC6003427-2: 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 dotyczą-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

17

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE ce eksploatacji i konserwacji. Przyrząd PDTracII został zaprojektowany 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 pojemnościowymi 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

18

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 5/2020

Rozłącznik typ RPZ-24 zespolony z napędem elektromechanicznym

Iload=630A, Ur=24kV, klasa E3,M2 *Posiada Certyfikat Zgodności *Wdrożony do produkcji seryjnej

Instytut Energetyki - Zakład Doświadczalny w Białymstoku www.iezd.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rozłącznik napowietrzny średniego napięcia w obudowie zamkniętej trójbiegunowej, z zastosowaniem komór próżniowych – zadanie konstrukcyjno-badawcze zrealizowane przez Instytut Energetyki Warszawa – Zakład Doświadczalny w Białymstoku Słowa kluczowe: rozłącznik napowietrzny średniego napięcia, komora próżniowa, napęd elektromechaniczny, zespół sterowniczy, parametry techniczne rozłącznika

W

artykule przedstawiono opis zadania konstrukcyjno-badawczego obejmującego rozłączniki napowietrzne średniego napięcia w obudowie zamkniętej trójbiegunowej, z zastosowaniem komór próżniowych. Zaprezentowano efekt końcowy pracy badawczej – nowy rozłącznik SN z zespolonym napędem elektromechanicznym i sterownikami.

Keywords: medium voltage outdoor switch disconnector, vacuum interrupter, electromechanical drive, control unit, technical parameters of the switch disconnector The article presents a description of the research and development task about medium voltage outdoor disconnectors in a closed three-pole housing with vacuum interrupters. The final effect of the research work was presented - a new medium voltage switch disconnector with the electromechanical drive and controllers.

Autorzy: dr inż. Stanisław Kiszło, mgr inż. Michał Szymański, Instytut Energetyki Warszawa - Zakład Doświadczalny w Białymstoku

Cel i zakres pracy badawczej

Nowe zadania stawiane przed podmiotami działającymi w obszarze elektroenergetyki, między innymi na sesjach CIGRE, dotyczą nie tylko ciągłości

20

dostaw energii elektrycznej o wysokiej jakości, ale również niezawodności instalowanych urządzeń. Poprawę współczynnika niezawodności aparatów można uzyskać poprzez stosowanie dobrych i sprawdzonych rozwiązań konstrukcyjnych, a także poprzez nadzór i kontrole w czasie eksploatacji.

Zadanie projektowo-badawcze dotyczyło opracowania nowego rozłączniko-reklozera przeznaczonego do napowietrznej sieci średniego napięcia. Założenia koncepcyjne obejmowały rozwiązania konstrukcyjne trójbiegunowe w obudowach zamkniętych z zastosowaniem komór próżniowych. Założono również opracowanie nowego napędu elektromechanicznego zespolonego z rozłączniko-reklozerem we wspólnej obudowie. Do zasilania napędu prototypu rozłączniko-reklozera zaprojektowano i wykonano nowy układ zasilania z zastosowaniem akumulatorów i superkondensatorów, nadzorowany specjalnym mikroprocesorowym sterownikiem. Przewidziano sterowanie łącznikiem za pomocą sterowników lokalnych i zdalnych. Do przestawień awaryjnych aparatu założono zaprojektowanie i wykonanie napędu ręcznego.

Celem ogólnym pracy badawczej było uzyskanie wiedzy w zakresie możliwości łączeniowych, wytrzymałości elektrycznej i mechanicznej próżniowych

komór rozłącznikowych zainstalowanych w zamkniętych obudowach prototypu rozłączniko-reklozera trójbiegunowego. Innowacyjnymi elementami zadania projektowo-badawczego było opracowanie nowych konstrukcji segmentów biegunowych zamkniętych oraz opracowanie nowego sposobu przeniesienia mocy napędu elektromechanicznego na mechanizm otwierania i zamykania styków w komorach próżniowych. Celem pracy konstrukcyjno-badawczej było uzyskanie wysokich parametrów technicznych i uzyskanie jak najkrótszych czasów własnych i czasów całkowitych w cyklach otwierania O i zamykania C aparatu.

Prace koncepcyjne, konstrukcyjne, wykonawcze prototypów, prób i badań konstrukcyjnych, badań typu łączników prowadzone były w latach 2015-2019.

Etapy projektowania łączników

Program kilkuletniej pracy projektowo-badawczej zakładał opracowanie nowego łącznika do sieci napowietrznej średniego napięcia, spełniającego nowe wyzwania i zadania w rozwijających się systemach elektroenergetycznych. Prace konstrukcyjne i badawcze oparto o dotychczasowe prace związane z rozłącznikami napowietrznymi SN, napędami elektromechanicznymi, sterownikami oraz w oparciu o uzyskaną

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 1. Biegun prototypu rozłącznika typu RPZ

Rys. 2. Biegun komory rozłącznikowej typu RPCs

Rys. 3. Prototyp rozłącznika typu RPZ-24 z napędem

wiedzę i tendencje rozwojowe w tym temacie na świecie.

Program pracy konstrukcyjno-badawczej został podzielony na kilka etapów, takich jak: yy Opracowanie kilku koncepcji rozwiązań technicznych aparatów yy Przyjęcie do dalszego opracowania dwóch niezależnych rozwiązań yy Zastosowanie komór próżniowych dwóch producentów yy Zaprojektowanie i wykonanie prototypów (modeli) jednobiegunowych rozłączników z napędami

yy Analiza poprawności działania i osiągniętych parametrów yy Próby konstruktorskie zdolności łączeniowych i wytrzymałości zwarciowej na modelach jednobiegunowych yy Zaprojektowanie i wykonanie prototypów rozłącznika trójbiegunowego z napędem elektromechanicznym yy Opracowanie numerycznego modelu symulacyjnego pracy styków łącznika yy Próby, pomiary i rejestracje wielkości mechanicznych prototypu trój-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

biegunowego yy Próby konstruktorskie zdolności łączeniowych i wytrzymałości zwarciowej na prototypach trójfazowych yy Wykonanie nowego prototypu rozłącznika i napędu z uwzględnieniem zmian wynikających z wcześniejszych prac yy Przeprowadzenie prób mechanicznych poprawności działania nowego prototypu yy Opracowanie i zastosowanie nowego układu zasilania napędów łączników z zastosowaniem kondensatorów elektrochemicznych i akumulatorów yy Próby izolacji, zdolności łączeniowych i wytrzymałości cieplnej nowego prototypu rozłącznika yy Wykonanie nowego (docelowego) prototypu rozłączniko-reklozera napowietrznego SN z napędem elektromechanicznym z zastosowaniem nowych technologii wykonania podzespołów aparatu yy Próby izolacji łącznika yy Próby typu zdolności łączeniowej, wytrzymałości cieplnej i zwarciowej yy Próby typu poprawności działania i trwałości mechanicznej

21

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE yy Próby weryfikacji izolacji Program pracy badawczej rozłączniko-reklozera został zakończony po uzyskaniu pozytywnych wyników we wszystkich obszarach badawczych.

Opracowano pełną dokumentację konstrukcyjną, technologiczną i badawczą. W roku 2020 rozpoczęto prace związane z wdrożeniem opracowania do produkcji seryjnej.

Prace konstrukcyjne własne

Prace konstrukcyjne rozpoczęto od opracowania dwóch koncepcji rozwiązań oraz wykonania prototypów jednobiegunowych z napędami elektromechanicznymi. Prowadzono obserwacje poprawności działania i pomiary określonych parametrów technicznych. Na prototypach tych przeprowadzono pierwsze próby zdolności łączeniowych i wytrzymałości zwarciowej.

Na rysunkach 1 i 2 przedstawiono prototypy dwóch rozwiązań konstrukcyjnych jednobiegunowych rozłączników z zastosowaniem komór próżniowych.

Na podstawie sprawdzonych rozwiązań konstrukcyjnych jednobiegunowych wykonano prototypy trójbiegunowych zespołów rozłącznikowych, zawierające trzy oddzielne bieguny fazowe, wspólny wał napędowy, mechanizm dźwigniowo sprężynowy i napęd elektromechaniczny. Na rysunku 3 przedstawiono pierwszy prototyp rozłącznika typu RPZ-24 z napędem elektromechanicznym.

Na rysunku 4 przedstawiono drugi prototyp rozłącznika na stanowisku probierczym podczas prób łączeniowych.

Próby mechaniczne prototypu zestawu rozłącznikowego przeprowadzono na specjalnym stanowisku. Próby poprawności pracy obejmowały obserwacje działania mechanizmów, układów kinematycznych i dynamicznych przy wielokrotnych powtórzeniach cyklu zamknij i otwórz (C-O). W czasie prób mechanicznych wykonywano pomiary i rejestracje odskoków sprężystych styków ruchomych, sił na stykach, drogi styków ruchomych, prędkości względnej styków, czasów trwania cykli C i O. Wybrane wielkości parametrów mechanicznych były określane za pomocą specjalnych czujników, kamer rejestrujących, przetworników i oprogramowania.

Próby zdolności łączeniowych prototypu przeprowadzono w specjalistycznym uprawnionym laboratorium w obwodach TDload i TDma. Pierwsze próby zdolności łączeniowej w ilości 20 lub 30 cykli C-O umożliwiają dokonanie oceny poprawności budowy i działa-

22

Rys. 4. Rozłącznik typu RPZ-24 na stanowisku probierczym w szeregu TDma

nia badanej konstrukcji prototypu. Na rysunkach 5 i 6 przedstawiono przykładowe rejestracje graficzne napięć i prądów wykonane w czasie prób cyklu C i O w szeregu TDload. Wykresy w każdej fazie L1, L2 i L3 (kolor żółty, zielony, czerwony) pokazują wartości skuteczne napięć probierczych po stronie zasilania, wartości prądów probierczych i wartości napięć na stykach prototypu rozłącznika.

Nowy prototyp rozłącznikoreklozera SN

Uwzględniając wyniki przeprowadzonych prób mechanicznych oraz części prób łączeniowych zgodnych z normą PN-EN 62271-103:2011 opracowano i wykonano kolejny prototyp rozłączniko-reklozera z zespolonym napędem.

Nowy prototyp wykonano w wersji, przewidzianej do wdrożenia do produkcji seryjnej. Na tym etapie prac zaprojektowano i wykonano formę wtryskową na obudowę bieguna fazowego.

Do wykonania obudów użyto materiały z mieszanek tworzyw sztucznych dobranych w wyniku szerokiej analizy ich właściwości i oczekiwanych parametrów. W napędzie prototypowego rozłączniko-reklozera SN zastosowano nowy układ zasilania zawierający akumulatory i zestaw superkondensatorów nadzorowany mikroprocesorowym sterownikiem. Takie rozwiązanie zapewnia utrzymanie stałej prędkości wykonywania cykli C lub O, zapewnia stały zasób energii w każdym momencie wykonywania przełączeń oraz przyczynia się do ograniczenia prądów szczytowych na akumulatorach, co korzystnie wpływa na ich żywotność. Do

budowy nowego aparatu zastosowano komory próżniowe osadzone w nowo wykonanych obudowach fazowych, układy tłumienia odskoków, zespoły sygnalizacji otwarcia i zamknięcia zamontowane na każdym biegunie osobno, elektromechaniczny zespół napędowy z mechanizmem przełączającym oraz awaryjnym napędem ręcznym. Na rysunku 7 przedstawiono widok nowego prototypu rozłączniko-reklozera na stanowisku badawczym.

Po wykonaniu prototypu przystąpiono do szeregu prób i sprawdzeń. Badania rozpoczęto od prób mechanicznych poprawności działania oraz trwałości mechanicznej. Podczas tych prób rejestrowano odbicia styków podczas zamykania, rezystancję zestyków oraz rejestracje przebiegów graficznych cyklu otwierania O i zamykania C. Uzyskano czasy zamykania i otwierania wynoszące odpowiednio 0,48s i 0,32s. Uzyskanie krótkich czasów całkowitych i znacznie krótszych czasów własnych cykli C i O jest jednym z warunków realizacji automatyki SPZ (Samoczynnego Ponownego Zasilania). Podczas prób zarejestrowano przebiegi niejednoczesności otwierania i zamykania trzech faz. Czasy przesunięć międzyfazowych wynosiły poniżej 1ms, zaś czasy trwania odskoków wynosiły po ok 2ms.

Następnym etapem prac była próba wytrzymałości cieplnej przeprowadzona na podstawie wymagań norm PN-EN 62271-1:2017 p. 7.5 i PN-EN 62271103:2011 p. 6.5. Prąd probierczy ciągły w obwodzie został określony na 630 A. Przyrosty temperatur mieściły się w zakresie 50-70% dopuszczalnych wartości.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 5. Rejestracje graficzne próby zdolności łączeniowej w szeregu TDload, cyklu C

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

23

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 6. Rejestracja graficzna próby zdolności łączeniowej w szeregu TDload cyklu O

24

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 7. Prototyp rozłącznika RPZ-24 na stanowisku badawczym

Rys. 8. Zespół sterowniczy SIEN-1.2

Rys. 9. Zespół sterowniczy SIEN-1.3

Tabela 1. Parametry rozłącznika typu RPZ-24 Napięcie znamionowe Ur

24 kV

Częstotliwość znamionowa fr

50 Hz

Znamionowe napięcie wytrzymywane o częstotliwości sieciowej Ud (na sucho i pod sztucznym deszczem) yy doziemne i międzyfazowe yy miedzy otwartymi zestykami biegunów

60/50 kV 60 kV

Znamionowe napięcie wytrzymywane udarowe piorunowe Up yy doziemne i międzyfazowe yy między otwartymi zestykami biegunów

125 kV

Prąd znamionowy ciągły Ir

630 A

Prąd znamionowy krótkotrwały wytrzymywany Ik

16 kA

145 kV

Prąd znamionowy szczytowy wytrzymywany Ip

40 kA

Prąd znamionowy załączeniowy zwarciowy Ima

40 kA, n=5

Prąd znamionowy wyłączeniowy w obwodzie o małej indukcyjności Iload2 Iload1 Prąd znamionowy wyłączeniowy w obwodzie sieci pierścieniowej Iloop

630 A, n=100 800 A, n=30 31,5 A, n=20 630 A, n=20 60 A, n=10

Prąd znamionowy wyłączeniowy w obwodzie ładowania kabli Icc2

18 A, n=10

Prąd znamionowy wyłączeniowy w obwodzie ładowania linii Ilc

50 A, n=10

Prąd znamionowy wyłączeniowy w warunkach zwarcia doziemnego Ief1

60 A, n=10

Prąd znamionowy wyłączeniowy w obwodzie ładowania kabli i linii w warunkach zwarcia doziemnego Ief2

30 A, n=10

Trwałość mechaniczna (otwarcie i zamknięcie jako cykl)

5000 cykli

Klasa elektryczna Temperatura pracy Masa własna

E3/M2 -40°C +60°C 105 kg

Pomiar prądów w sieci L0, L1, L2, L3

przekładniki (sensory)

Pomiar napięć w sieci U0, U1, U2, U3

dzielniki (sensory)

Dane napędu elektromechanicznego: Moc Pobór prądu Moment obrotowy

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

350W S1/500W S2 2A S1/29A S2 1,12 Nm S1/1,57 Nm S2

25

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Aparat łączeniowy RPZ-24 poddano próbom zdolności łączeniowych w następujących szeregach: yy TDload2 – Iload = 630 A przy U = 24 kV, n = 100. yy TDload1 – 0,05Iload = 31,5 A przy U = 24 kV, n = 20 yy TDloop – Iloop = 630 A przy U = 4,8 kV, n = 20 yy TDcc1 – (0,1÷0,4)Icc = 18 A przy U = 24 kV, n = 10 yy TDcc2 – Icc = 60 A przy U = 24 kV, n = 10 yy TDma – Ima = 40 kA, przy U = 24 kV, n=5 yy TDef1 – Ief1 = 60 A, przy U = 24 kV, n = 10 yy TDef2 – Ief2 = 30 A, przy U = 24 kV, n = 10 yy TDlc – Ilc = 50 A, przy U = 24 kV, n = 10 Po próbach łączeniowych aparat został poddany próbie weryfikacji izolacji napięciem przemiennym o częstotliwości sieciowej na sucho. Zgodnie z normą PN-EN 62271-1 p. 7.2.12, wartość napięcia próby została obniżona do 80% wartości znamionowej i wynosiła 40 kV i 48 kV.

Rys. 10. Certyfikat zgodności

Uzyskane cechy charakterystyczne rozłącznika typ RPZ-24

yy Nowoczesna konstrukcja składająca się z trzech zamkniętych biegunów fazowych i wspólnego napędu elektromechanicznego yy Szybki napęd elektromechaniczny pozwalający na uzyskanie czasów całkowitych w cyklach C i O poniżej 0,5 s. yy Zastosowanie wysokiej jakości komór próżniowych specjalistycznych firm światowych cechujących się odpowiednimi parametrami izolacyjności, zdolności łączeniowej, trwałości mechanicznej i stabilnym poziomem próżni rzędu 10-5 Pa yy Wysokie parametry zdolności łączeniowej przy Ur=24 kV, Iloadmax=800 A, izolacji przerwy międzystykowej Up=145 kV, wytrzymałości zwarciowej Ip=40 kA, Ima=40 kA, trwałości mechanicznej 5000 cykli C-O yy Zweryfikowana izolacja rozłącznika po próbach zdolności łączeniowej i trwałości mechanicznej yy Zastosowanie w układzie zasilania modułu superkondenstatorów yy Zastosowanie trzech niezależnych wskaźników optycznych do określenia stanu rozłącznika w poszczególnych fazach yy Możliwość zmiany położenia (obrotu) każdego bieguna co 60° w celu dostosowania styku bocznego do mostków przyłączeniowych

26

Rys. 11. Rozłącznik typu RPZ-24 zainstalowany w sieci dystrybucyjnej SN.

yy Montaż aparatów możliwy w położeniu poziomym pojedynczym lub zespolonym podwójnym

Zespoły sterownicze SIEN-1.2 i SIEN-1.3

Rozłącznik RPZ-24 jest przeznaczony do instalacji w punktach rozłącznikowych z funkcją zdalnego sterowania.

Punkt taki musi być wyposażony dodatkowo w zespół sterowniczy opracowany przez IE-ZD Białystok lub specjalistyczną firmę zewnętrzną.

Zespół sterowniczy SIEN-1.3 przeznaczony jest do kompleksowej obsługi rozłącznika RPZ-24 i komunikacji z systemem dyspozytorskim poprzez re-

alizację funkcji zabezpieczeniowych, sterowniczych, pomiarowych, telemechaniki i automatyki. W zespole sterowniczym SIEN-1.3 mogą być stosowane zdalne sterowniki polowe i moduły komunikacyjne dowolnego producenta.

Zespół sterowniczy SIEN-1.2 wyposażony jest w sterownik lokalny i układ zasilania napędu. Przeznaczony jest do współpracy ze sterownikiem zdalnym polowym i modułem komunikacyjnym (w oddzielnej obudowie) dowolnego producenta. Na rysunkach 8 i 9 przedstawiono widok czołowy zespołów sterowniczych typu SIEN-1.2 i SIEN-1.3.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE dał sterownik obiektowy systemu NetMan typu NMS 100 15W z urządzeniem zabezpieczeniowo-sterowniczym MIROD-3 oraz czujniki prądu typu CSO 25.

Na rysunku 11 pokazano zainstalowane urządzenia w punkcie rozłącznikowym nr 3920.

W dniach 29-30.09.2019r przeprowadzono próby działania, sterowania lokalnego i zdalnego, pomiary prądów i napięć, pomiary czasów całkowitych w cyklach załączania C i rozłączania O. Według oceny służb eksploatacyjnych PGE Dystrybucja S.A. Oddział Białystok, rozłącznik wszystkie funkcje spełnia poprawnie i precyzyjnie. Konstrukcja i funkcjonalność rozłącznika preferuje go do zastosowania w automatyzacji sieci SN (np. FDIR).

Rys. 12. Nagrody - Puchar Ministra Energii i Produkt Roku 2019

Parametry techniczne rozłącznika RPZ-24

Uzyskane w próbach parametry elektryczne i mechaniczne oraz inne dane techniczne zostały umieszczone w tabeli 1.

Certyfikat zgodności

Po zakończeniu wszystkich prób typu rozłącznika RPZ-24 został złożony wniosek o uzyskanie certyfikatu zgodności do uprawnionej jednostki niezależnej.

Certyfikat taki został wydany przez Sieć Badawczą Łukasiewicz Instytut Elektro-

techniki, Zespół Certyfikacji Wyrobów Elektrotechnicznych w Warszawie. Na rysunku 10 przedstawiono wydany certyfikat zgodności nr DN/419/2019.

Instalacja rozłącznika w sieci SN

Testy poprzedzające wdrożenie rozłącznika w sieci dystrybucyjnej SN zostały przeprowadzone w PGE Dystrybucja S.A. Oddział Białystok. Rozłącznik typu RPZ-24 ze sterownikiem lokalnym SIEN-1.2 został zainstalowany w punkcie rozłącznikowym nr 3920 Rzędziany. Wymieniony punkt rozłącznikowy posia-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

Nagrody

Innowacyjny aparat łączeniowy RPZ24 został już doceniony na najważniejszych targach w naszym kraju. Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne zostały docenione m. in. na Międzynarodowych Targach Energetycznych Energetab 2019, gdzie rozłącznik typ RPZ-24 otrzymał najwyższą nagrodę targową tj.

Puchar Ministra Energi oraz na targach Energetics 2019 w Lublinie otrzymując tytuł Produktu Roku 2019. Na rysunku 9 pokazano nagrody otrzymane za innowacyjny aparat łączeniowy typu RPZ-24.

Instytut Energetyki Warszawa Zakład Doświadczalny w Białymstoku n

27

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Możliwości wdrożenia pracy wyspowej dużych zakładów przemysłowych w przypadku blackout’u Streszczenie

Autor przez wiele lat pracował w największych zakładach przemysłowych w Polsce. W latach 2006 – 2009 uczestniczył w pracach z Politechniką Wrocławską nad określeniem możliwości sposobów obrony zakładów przemysłowych przed blackout’em. Praca poniższa jest kompilacją doświadczeń autora oraz wiedzy firmy Energotest.

W pierwszej części referatu przeprowadzona jest analiza możliwości wprowadzenia systemu obrony przed blackoutem dla zakładów przemysłowych dysponujących własną generacją.

Taki system o nazwie SmartLoad jest rozwijany w Energoteście od ponad 10 lat. System udało się wdrożyć w kilku

znaczących zakładach przemysłowych.

W dalszej części referatu przedstawiona jest zasada działania tego systemu.

1. Wstęp

Awaria systemu elektroenergetycznego mogąca doprowadzić do wyłączenia wszystkich źródeł energii w znacznej części systemu energetycznego jest nazywana blackout’em. Awarie takie występowały na świecie, oraz ostatnio również w Polsce. Blackout’y mogą powodować ogromne straty materialne i stanowią poważne zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi.

Istnieją dwa mechanizmy powstawania zakłóceń w systemie energetycznym, które mogą prowadzić do blackout’u,

jednemu towarzyszy spadek częstotliwości, drugiemu obniżka napięcia, która może doprowadzić do utraty stabilności napięciowej. Awarie, które miały miejsce w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych ubiegłego stulecia spowodowane były z reguły obniżką częstotliwości. Natomiast analizy wielkich awarii systemowych, które miały miejsce w ostatnich latach wskazują, że ich przyczyną było zagrożenie stabilności napięciowej, np. podczas awarii w roku 1996 w Kalifornii, oraz w roku 2003 na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych i szereg innych. Bezpośrednią przyczyną takich awarii są zazwyczaj nieprzewidywane wyłączenia linii przesyłowych, co może prowadzić do

Rys. 1. Schemat sieci zasilanej dwoma liniami 110 kV oraz generatorem G2, z pokazanymi miejscami pomiarów PMU

28

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE przeciążenia innych elementów sytemu i spowodować lawinę takich wyłączeń.

Taka sytuacja spowodowana jest tym, że źródła energii są obecnie bardziej oddalone od odbiorców, niż dawniej, kiedy elektrownie lokowane były blisko centrów odbiorczych. A co za tym idzie współczesne systemy energetyczne są bardziej podatne na obniżenie napięcia niż kilkanaście lat temu. Wprowadzenie mechanizmów rynkowych w handlu energią spowodowało, że odbiorcy wolą kupować tańszą energię z odległych elektrowni.

Utrata zasilania w energię elektryczną jest poważnym zagrożeniem dla funkcjonowania zakładu przemysłowego, stąd potrzeba poszukiwania rozwiązań zwiększających pewność zasilania zakładów.

2. Detekcja pracy wyspowej

Jak obronić sieć zakładu, która ma własną elektrownię lub elektrociepłownię, a zatem własne źródła energii elektrycznej?

W pierwszym rzędzie należy sprawdzić, czy nastąpiło przerwanie połączenia Zakładowej Sieci Energetycznej (ZSE) z KSE, lub czy zaistniały warunki uzasadniające decyzję przerwania takiego połączenia, tzn. czy jest to blackout całkowity, czy tylko lokalny. Biorąc pod

uwagę fakt, że obecne blackout’y wywoływane są utratą stabilności napięciowej, za symptom zagrożenia blackout’em można przyjąć głęboką i relatywnie długą obniżkę napięcia, spadek częstotliwości, oraz wzmożony przepływ mocy biernej od ZSE do KSE. Kolejnym pytaniem jest jaką wartość napięcia należy przyjąć jako progową, która uzasadniałaby podjęcie decyzji o odcięciu się od KSE. Jako pomoc w tym zakresie można potraktować dopuszczalne granice spadków napięć i obniżek częstotliwości.

Krajowe przepisy określają minimalne dopuszczalne poziomy napięć w węzłach sieci 110, 220 i 400 kV w następujący sposób: yy w węzłach generujących napięcie w stanach normalnych nie powinno być niższe od Un natomiast w stanach awaryjnych od 0,95 Un, yy w węzłach odbiorczych napięcie w stanach normalnych nie powinno być niższe od 0,95 Un, zaś w stanach awaryjnych od 0,9 Un. Gdyby jednak okazało się, że obniżka częstotliwości stwarza zagrożenie blockout’em, to jako wytyczne do określenia wartości progowej można przyjąć, że: system obrony przed blackout’em powinien zaczynać działanie przy 49 Hz ze stopniowym wyłączaniem 10%

do 20% obciążenia przy postępującym spadku częstotliwości, np. co 0,3 – 0,5 Hz w tym obszarze do wartości 47,5% .

Widzimy że, aby było możliwe skuteczne i bezpieczne wydzielenie zakładu przemysłowego na wyspę musi być spełnione przede wszystkim pewne i szybkie wykrycie konieczności wydzielenia zakładowego układu elektroenergetycznego na wyspę.

Do detekcji stanu pracy wyspowej służą pomiary częstotliwości, napięcia i mocy realizowane z wykorzystaniem techniki synchrofazorów (PMU). Umożliwia to najszybszą detekcję pracy wyspowej i najszybszą decyzję o przejściu zakładowej sieci elektroenergetycznej na wyspę. Jest to również obecnie najbardziej uzasadnione ekonomicznie rozwiązanie.

PMU umożliwią detekcję blackot’u w czasie mniejszym niż 100 ms.

Należy pamiętać, że poprawne działanie PMU powinno być potwierdzone certyfikatem zgodności z normą IEEE C37.118.1-2011 (Standard for SynchrophasorData Transfer for Power Systems). Certyfikat wydany winien być przez niezależne od producenta laboratorium. Zapewnia to poprawną i pewną identyfikację blackout’u W podanym, na rys. 1 przykładzie PMU są zainstalowane na zewnątrz jak i we-

Rys. 2. Algorytm systemu SmartLoad realizowanego przez Energotest

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

29

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE wnątrz zakładowej sieci elektroenergetycznej. Umożliwia to realizację pomiarów różnicowych częstotliwości z bardzo dużą dokładnością rzędu 0,01 Hz. W przypadku wykrycia pracy wyspowej realizowana jest strategia odciążania.

3. Strategia i zasada działania systemu obrony przed blackout’em SMART LOAD

W większości przypadków, po awaryjnym przerwaniu połączenia pomiędzy dużym zakładem przemysłowym a KSE, nie da się utrzymać pracy własnej elektrociepłowni. Konwencjonalne rozwiązania bazujące na samoczynnym częstotliwościowym odciażaniu są niewystarczające, ponieważ klasyczna automatyka SCO posiada wady, które praktycznie uniemożliwiają spełnienie prawidłowego wydzielenia na wyspę.

Tymi wadami są: yy opóźnione działanie w zakresie 49…48 Hz, yy wyłączanie do 50% obciążenia, yy trudna do zaplanowania rzeczywista moc wyłączana, yy spodziewana niska selektywność działania, yy trudne określenie nastaw dla członów przyspieszania (df/dt; Δf/Δt), yy niska odporność na sygnały zakłócające, yy działanie lokalne, jednokryterialne, yy służy odciążaniu SEE, nie zapewnia przygotowania obszaru sieciowego

zakładu przemysłowego do pracy wyspowej, yy z góry zaprogramowane działanie, niezależnie od rodzaju awarii.

Analiza zjawisk, zachodzących w powstającym obszarze wyspowym wykazuje, że niezbędne jest szybkie wyłączenie grupy odbiorów, zapewniające wstępne zbilansowanie mocy generowanej z mocą odbieraną.

Koncepcja obrony zakładu przemysłowego, posiadającego własną generację przed utratą zasilania bazuje na metodzie wstępnego odciążania, która polega na szybkim wyłączeniu odbiorów o łącznej mocy równej tej, która przed przerwaniem połączenia pobierana była z sieci zewnętrznej.

W celu zrealizowania skutecznego i bezpiecznego wydzielenia zakładu na wyspę są realizowane następujące czynności: yy pomiary mocy generowanej w sekcjach sieci zakładowej i przesyłanej w liniach łączących KSE z siecią zakładową, yy określenie deficytu mocy dla wszystkich możliwych stanów blackout’owych, powstałego przy wyłączeniu jednej lub więcej linii, łączących ZSE z KSE w odnośnym stanie blackout’owym, yy dla każdego z możliwych stanów blackout’owych, korzystając z informacji uzyskanych w etapie pierwszym, określenie wartości mocy

czynnej, którą zakład jest w stanie dodatkowo wygenerować (lub pobrać z KSE) w odnośnym stanie blackout’owym, yy dla każdego z możliwych stanów blackout’owych określenia wartości mocy czynnej (jako różnicy pomiędzy deficytem, a mocą określoną w ww. punkcie), o którą należy zmniejszyć obciążenie zakładu w ramach wstępnego odciążania, yy dobór urządzeń, które powinny zostać wyłączone w ramach wstępnego odciążania.

Powyższe czynności są realizowane on-line w serwerze sytemu Smart Load.

Tak określona strategia odciążania w ramach ustalonej strategii działania jest przesyłana do urządzeń PMU w postaci zbioru urządzeń, podlegających wyłączeniu w przypadku powstania odnośnego stanu blackout’owego, oraz ewentualnie w postaci nastaw zabezpieczeń SCO, jeżeli wyłączenia będą realizowane przez te zabezpieczenia.

Po zrealizowaniu wyłączeń określonej liczby urządzeń następuje zbilansowanie mocy zapotrzebowanej z mocą generowaną i w rezultacie ustabilizowanie obszaru sieci w stabilnej pracy wyspowej.

Jeżeli zostanie przywrócony do normalnej pracy stan KSE układ SmartLoad powinien wykryć pojawienie się zewnętrznego systemu elektroenergetycznego.

Ostatnim działaniem systemu SmartLoad, powinno być ponowne zsynchro-

Rys. 3. Wybór najlepszego wariantu wyłączenia, uwzględniającego priorytetu technologiczne, w systemie SmartLoad realizowanym przez Energotest

30

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE nizowanie ZSE z KSE, to znaczy zsynchronizowanie wyspy z zewnętrznym „zdrowym” systemem elektroenergetycznym.

4. Podsumowanie

Przedstawiona wyżej zasada działania systemu obrony przed blackout’em oraz zasada ustalania strategii działania podczas blackout’u umożliwiają zrealizowanie systemu obrony przed blacko-

ut’em w następujących punktach: 1. W cyklu 20-milisekundowym identyfikacja stanu blackout’owego i ewentualny przesył sygnału w odpowiednim (dla tego stanu) kodzie do systemu.

2. Ustalanie w serwerze systemu, on– line, strategii działania dla wytypowanych stanów blackout’owych, oraz przesył tej strategii w odpowiedniej postaci do PMU w rozdzielniach elektroenergetycznych.

3. Realizacja przez PMU ustalonej strategii działania odciążania poprzez wyłączenie wytypowanych odbiorów.

4. Dalszą stabilizację pracy ZSE realizują istniejące układy automatyki regulacyjnej i zabezpieczeniowej.

5. W przypadku „powrotu” zewnętrznego systemu elektroenergetycznego automatyczna synchronizacja wyspy z systemem zewnętrznym.

Paweł Kazimierczuk – Energotest n

Literatura [1] Bałaban E., Bąkowski P., Łowicki P., Kazimierczuk P.: Identyfikacja zakłóceń dla systemu NRB Elektra Tom 3. Wrocław 2008 [2] Dzierżanowski W., Pytel J.: Wielokomputerowy system ochrony sieci przemysłowej przed blackout’em IV Konferencja Naukowo Techniczna Diagnostyka w sieciach elektroenergetycznych zakładów przemysłowych Płock [3] Kazimierczuk P.: Wykonywanie pomiarów wielkości elektrycznych w rzeczywistości zakładu przemysłowego. VI Konferencja Naukowo-Techniczna – „Diagnostyka w sieciach elektroenergetycznych zakładów przemysłowych” PŁOCK [4] Kazimierczuk P.: Pomiary wielkości elektrycznych w praktyce zakładu przemysłowego. Konferencja APS 2003 [5] Kazimierczuk P.: Wykonywanie pomiarów wielkości elektrycznych w zakładzie przemysłowym; Wiadomości Elektrotechniczne 2005 nr 3 [6] Kazimierczuk P.: Jak obronić sieć elektroenergetyczną zakładu przemysłowego przed black-outem? Wiadomości Elektrotechniczne 2008 nr 9 [7] Kazimierczuk P.: Jaki powinien być system monitorowania parametrów jakości energii elektrycznej; Wiadomości Elektrotechniczne 2008 nr 11 [8] Kazimierczuk P.: Jak obronić sieć zakładu posiadającego własną elektrociepłownię przed blackout’ em. XIV Sympozjum NaukowoTechnicznego „SEMAG 2008” problemy eksploatacyjne sieci i urządzeń górniczych; Zapusta, 2008 r.

[9] Kazimierczuk P.: Aplikacja ekspercka „Identyfikacja Scenariuszy Blackout’owych” jako ochrona dużego zakładu przemysłowego przed awariami systemowymi.”. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Nowoczesne urządzenia zasilające w energetyce” Zakopane 2008.

[10] Kazimierczuk P.: System monitorowania wskaźników parametrów jakości energii elektrycznej Certan system; Seminarium Techniczne. „Energia elektryczna – racjonalizacja zużycia a jakość” ELEKTROTIM Karpacz 2009 [11] Materiały własne Energotest

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

31

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zabezpieczenia odsprzęgające w elektrowniach. Jak prawidłowo Temat specjalny sprawdzić kierunkowe zabezpieczenie ponadnapięciowe z pomiarem mocy biernej Q-U? T ECHNOLOGIA OCHRONY

zęgające w elektrowniach. dzić kierunkowe Ze względu na wciąż rosnącą liczbę zdecentralizowanych elektrowni, ich zoperatorzy zobligowani instalowania coraz większej liczby napięciowe pomiaremsąmocy biernejdo Q-U? kierunkowych KoCoS Messtechnik AG, Korbach, Niemcy zabezpieczeń podnapięciowych biernomocowych (ochrona Q-U).

Muszą one zostać przetestowane zgodnie z wytycznymi, a ich funkcjonalność musi być potwierdzona raportem z testów. Jednakże, w niektórych przypadkach, ntralizowanych ochrony określonego obiektu, na przykład generatora różnorodność wytycznych dotyczących testów pozostawia zbyt wiele miejsca i do instalowalub linii przesyłowych. Zabezpieczenie Q-U jest przede interpretację, cosystemowym, prowadzi do niejasności.

Firma KoCoS przeanalizowała h zabezpieczeń na wszystkim zabezpieczeniem mającym na chrona Q-U). istniejące celu zapewnienie bezpiecznej eksploatacji całego systewytyczne i opracowała rozwiązania do przeprowadzania testów nie z wytycznymu elektroenergetycznego. Zabezpieczenie Q-U służy do zabezpieczeń Q-U. twierdzona raodłączania od sieci jednostek wytwarzających energię,

h przypadkach, testów pozosę, co prowadzi wała istniejące zeprowadzania

m zużyciu enerstatnich 20 lat 0 roku energia zużycia energii, wartość 38%. do poziomu 40 zede wszystkim 19 roku Niemcy ergii wiatrowej, 53 GW [2]. Ze elektrowni, są redniego i wysieli ponownie dostosować go a to wyzwanie, rowadzono kiebiernomocowe kule obszernie aproponowano ania.

które w przypadku pojawienia się stanu zakłóceniowego w sieci elektroenergetycznej, mogłyby pogłębiać lawinę napięciową poprzez „przeciążenie” sieci mocązużyciu bierną. energii dział energii odnawialnej w całkowitym w Niemczech w ciągu ostatnich 20 lat staMa elektrycznej to na celu zapobieżenie gwałtownemu spadkowi le sięi zwiększał. gdy w 2000 roku energia odnapięcia zwiększeniuPodczas stabilności napięciowej systemu.

U

nawialna stanowiła 6% całkowitego zużycia energii, to w roku 2018 udział ten osiągnął wartość 38%. Oczekuje się, że do Monitorowanie mocy już biernej i zabezpieczenie roku 2025 wzrośnie do poziomu 40 - 45%. Do tego wzrostu podnapięciowe przyczyni się przede wszystkim energia wiatrowa i słoneczrozważaniach temat bloków funk- w dzienaW [1].poniższych W 2019 roku Niemcy byłynaeuropejskim liderem cyjnych zabezpieczenia przyjmuje się wartości dzinie energii wiatrowej, oQ-U łącznej zainstalowanej mocy postandardowe z dokumentu „Specyfikacja wyżej 53 GW [2].zaczerpnięte Ze względu na wydajność poszczególnych kierunkowego zabezpieczenia podnapięciowego elektrowni, są one podłączone bezpośrednio biernodo sieci średniego i wysokiego napięcia.

Operatorzy siecimogą musieli mocowego“.

Faktyczne wartości parametrów byćponowniejednak przemyśleć system i dostosować go inne, wswój zależności od zabezpieczeń systemu i są definiowane przez operatora sieci [3]. x 3*I 3*U

UL1, UL2, UL3 IL1, IL2, IL3

Q1

P1

S1=P1+j*Q1 IL1,IL2,IL3 I1>10% In

do nowej struktury sieci. W odpowiedzi na to wyzwanie, do technicznych warunków przyłączy wprowadzono kierunkowe zabezpieczenie podnapięciowe biernomocowe (zabezpieczenie Q-U). W niniejszym artykule obszernie omówiono tryby pracy zabezpieczenia, zaproponowano wartości nastaw oraz sposób jego testowania.

Zabezpieczenie Q-U zapewnia większą stabilność pracy systemu elektroenergetycznego

W przeciwieństwie do zabezpieczeń nadprądowych czy odległościowych, zabezpieczenie Q-U nie ma na celu ochrony określonego obiektu, na przykład generatora lub linii przesyłowych. Zabezpieczenie Q-U jest przede wszystkim zabezpieczeniem systemowym, mającym na celu zapewnienie bezpiecznej eksploatacji całego systemu elektroenergetycznego. Zabezpieczenie Q-U służy do odłączania od sieci jednostek wytwarzających energię, które w przypadku pojawienia się stanu zakłóceniowego w sieci elektroenergetycznej, mogłyby pogłębiać lawinę napięciową poprzez „przeciążenie” sieci mocą bierną. Ma to na celu zapobieżenie gwałtownemu spadkowi napięcia i zwiększeniu stabilności napięciowej systemu.

UL1-L2 U<85% UL2-L3 U<85% UL3-L1 U<85%

stabilność

Monitorowanie mocy biernej i zabezpieczenie podnapięciowe

t1=0,5s

&

W poniższych rozważaniach na temat bloków funkcyjnych zabezpieczenia Q-U przyjmuje się wartości standardowe zaczerpnięte z dokumentu „Specyfikacja kierunkowego zabezpieczenia podnapięciowego biernomocowego“.

Faktyczne wartości parametrów mogą być jednak inne, w zależności od systemu i są definiowane przez operatora sieci [3]. Głównym elementem zabezpieczeń Q-U jest kryterium mocy biernej. Ten blok funkcyjny kontroluje, czy

t2=1,0-1,5 s

TRIP EZA TRIP EZE

prądowych czy Ilustracja 1: Schemat blokowy kierunkowego zabezpieczenia Ilustracja 1: Schemat blokowy kierunkowego zabezpieczenia podnapięciowego biernomocowego e ma na celu podnapięciowego biernomocowego 1

32

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

Jeśli to nie zzdziała, elektrownia podnapięciowego. jest odłączana od w momencie wystąpienia zakłócenia w systemie elekpowiązane funkcjącała zabezpieczenia sieci po czasie t2 = 1,5 s. troenergetycznym. Do zobrazowania obszaru „mocoNależy podkreślić, że monitorowanie napięć wego”, przy którym nastąpi wyłączenie, może posłużyć pojedynczej fazy nie jest powiązane logicznie TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE rysunek 2. Dostępne są dwa warianty wyznaczenia operatorem „LUB” (alternatywa), lecz operatorem obszaru wyłączenia. W celu zapobieżenia zbędnemu koniunkcji „ORAZ” (łącznie). Wszystkie trzy napięcia zadziałaniu, krzywa rozgraniczająca nachylona jest pod „faza do fazy” muszą być za-tem poniżej wartości Q/S kątem ϕ i powiązana z prądem minimalnym I1 w warigranicznej ULL<Q-U = 0,85 Un. Jeśli zarówno moc ancie 1. W wariancie 2 obszary działania i niedziałania bierna, jak i napięcia międzyfazowe znajdują się w rozgraniczone są prostą równoległą do osi mocy czynokreślonych wcześniej zakresach, rozpo-czyna się Sieć Sieć P P 0,5 nej. W takim przypadku kryterium prądu minimalnego działanie funkcji podzielone na dwa etapy. Po czasie t1 może być również użyte, ale nie jest to bezwzględnie = 0,5 s, jednostki wytwarzające moc są odłączane od konieczne [3]. sieci poprzez otwarcie wyłącznika gene-ratorowego. φ φ jest odłączana od Jeśli to nie zdziała, cała elektrownia sieci po czasie t2 = 1,5 s.

0,5

P/S

Zakres wyłączania dla charakterystyki biernej (wariant Zakres wyłączania dla charakterystyki mocymocy biernej (wariant 1) 1)

Q/S Sieć

P

0,5

Sieć

P

Próg-Q

φ

0,5 Za-

φ

P/S

Zakres wyłączania dla charakterystyki mocy biernej (wariant 1) Zakres wyłączania mocy biernej biernej(wariant (wariant kres wyłączaniadla dlastałego stałegomonitorowania monitorowania mocy 2)2)

Ilustracja 2: Warianty zasięgu zadziałania detekcji kierunku mocy biernej

Q/S

Ilustracja 2: Warianty zasięgu zadziałania detekcji kierunku mocy biernej

elektrownia pobiera moc bierną indukcyjną z sieci, przez ligatoryjnie wyposażone w zabezpieczenia Q-U, w ostatnich latach wzrosło co nie przyczyni się do „wzmocnienia” Sieć lawiny Sieć również P napięciowej P zapotrzebowanie na testy tych za0,5 w 2momencie wystąpienia zakłócenia w systemie elektro- bezpieczeń. Ponieważ operatorzy elektrowni w większości energetycznym. Do zobrazowania obszaru „mocowego”, przypadków nie mogą sami przeprowadzać takich testów, przy którym nastąpi wyłączenie, może posłużyć rysunek stworzono nowy, stale rozwijający się obszar usług techniczPróg-Q 2. Dostępne są dwa warianty wyznaczenia obszaru wyłą- nych. Ze względu na ograniczoną dostępność jednostek teczenia. W celu zapobieżenia zbędnemu zadziałaniu, krzywa stujących, firmy, które budują elektrownie wykonują obecnie 0,5 rozgraniczająca nachylona jest pod kątem φ i powiązana również testy zabezpieczeń, aby móc w odpowiednim czaP / Swybudowaną elekz prądem minimalnym I1 w wariancie 1. W wariancie 2 ob- sie, po teście rozruchowym, przekazać szary działania i niedziałania rozgraniczone są prostą rówtrownię jej operatorowi.

Dla tych firm wytyczne odnośnie Zakres wyłączania dla stałego monitorowania mocy biernej (wariant 2) noległą do osi mocy czynnej. W takim przypadku kryterium testów są niezbędne, ponieważ testowanie zabezpieczeń prądu minimalnego może być również użyte, ale nie jest nie jest ich podstawową działalnością. Ze względu na fakt, to bezwzględnie konieczne [3]. W dalszych rozważaniach że wytyczne nie podają szczegółowych instrukcji testowaoraz przykładach zakłada się monitorowanie mocy biernej nia, a raczej opisują funkcjonowanie zabezpieczeń, wiele Ilustracja 2: Warianty zasięgu zadziałania detekcji kierunku mocy biernej według wariantu 1 z kątem odchylenia φ = 3° i prądem mi- różnych instytucji opublikowało specjalnie przygotowane nimalnym I1 = 0,10 In. Ponadto monitorowanie mocy bier- instrukcje szczegółowe. Na pierwszy rzut oka są one w dunej jest powiązane z funkcją zabezpieczenia podnapięcio- żej mierze identyczne i obejmują wymagane etapy testów.

2 wego.

Należy podkreślić, że monitorowanie napięć poje- Jednak po głębszej analizie okazuje się, że pozostawiają one dynczej fazy nie jest powiązane logicznie operatorem „LUB” sporo miejsca na indywidualną interpretację, co powoduje, że (alternatywa), lecz operatorem koniunkcji „ORAZ” (łącznie). wyniki testów są czasami niejasne lub błędnie interpretowane.

Wszystkie trzy napięcia „faza do fazy” muszą być zatem poniżej wartości granicznej ULL<Q-U = 0,85 Un. Jeśli zarów- Próba napięciowa no moc bierna, jak i napięcia międzyfazowe znajdują się Zazwyczaj pierwszym krokiem jest próba napięciowa. Prąd w określonych wcześniej zakresach, rozpoczyna się działa- i kąt przesunięcia fazowego powinny być ustawione tak, aby nie funkcji podzielone na dwa etapy. Po czasie t1 = 0,5 s, spełnione było kryterium wyłączenia. Jeśli poziom napięcia jednostki wytwarzające moc są odłączane od sieci poprzez obniży się symetrycznie, sygnał pobudzenia lub zadziałania otwarcie wyłącznika generatorowego. Jeśli to nie zdziała, powinien pojawić przy 0,85 Un. W ten sposób można wykocała elektrownia jest odłączana od sieci po czasie t2 = 1,5 s. nać test spadku napięcia. Punkt ten jest jasno i jednoznacznie opisany we wszystkich instrukcjach. W kolejnym kroku należy Właściwe wdrażanie sprawdzić koniunkcję monitorowania napięcia w trzech fawytycznych dotyczących testów zach. W tym celu często zaleca się, żeby napięcia obniżyć do Ze względu na stale rosnącą liczbę zdecentralizowanych poziomu 0 V w jednej lub dwóch fazach jednocześnie. W taelektrowni, które na mocy różnych dyrektyw muszą być ob- kich przypadkach nie może wystąpić pojawienie się sygnału

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

33

tego warunku wszystkie napięcia powinny być ustawiozabezpieczeń odsprzęgających. Został on zredukowany obszarze wyłączenia. Oba kryteria będą spełnione, jeśli ne na 0,82 Un, a prądy na przykład na 0,2 In. W takim do minimum niezbędnego do tego celu i wyposażony w prądy są ustawione na wartości I > 0,2 In, a kąty napięć apięciowa. przypadku obszar wyłączania znajduje się w ćwiartkach 5-calowy moduł sterujący zintegrowany w ramach solidTECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE są ustawione tak, aby wektor mocy biernej był pod ustawione 1 i 2. nej obudowy. kątem 90°. W zakresie mocy odpowiadałoby to zużyciu . Jeśli pozipraca słabo wzbudzona / indukcyjna / obniżanie napięcia jedynie mocy biernej bez mocy czynnej.

Następnie obudzenia napięcia są zmniejszane symetrycznie, począwszy od +Q Un. W ten nominalnego, II przy czym czas trwania każdego I Punktnapięcia ten kroku powinien wynosić co najmniej 2 s.

W ten sposób −P +P tkich inst+ Qwartość pobudzenia i czas zadziałania. +Q można sprawdzić koniunkcję P Sieć zadziałaniu, napięciaSieć są ponownie zwiększane symetW tym Po celu rycznie poziomu 0 w celu określenia wartości powrotu. W kolejnym kroku W takich sprawdza się koniunkcję napięć. Po pierwsze, w -P ramach jednej fazy, poszczególne napięcia są zmniej- +P ię sygnału Ilustracja 4: szane od wartości napięcia do 0 V, przy czym Sieć fazowego Sieć ARTES RC3 - AutoP ące zazwymatyczny system − P + P nie może wystąpić zadziałanie. Wreszcie, poszczególne w układzie przekaźników −Q − Q testowania zoptymalizowany do międzyfazowe muszą być zredukowane do 0 ażdej znapięcia faz, testowania zabezpieczeń odsprzęgających III prawidłowych IV V, z uwzględnieniem relacji fizycznych, co obniżenie -Q esne zredupraca nadmiernie wzbudzona / pojemnościowa / wzrost napięcia o 0 V. Ilustracja 4: ARTES RC3 - Automatyczny system testowania uważyć, że Ilustracja 3: Opis poziomu mocy przy użyciu systemu zliczania przekaźników zoptymalizowany do testowania zabezpieczeń dzyfazowe odbiorców Ilustracja 3: Opis poziomu mocy przy użyciu systemu zliczania odbiorców odsprzęgających Elektrownia Klienta słabo wzbudzona

Elektrownia Klienta nadmiernie wzbudzona

Klient Odbiorca

Klient Odbiorca

wyłączającego. Ponieważ urządzenia testujące zazwyczaj generują na wyjściu napięcia fazowe w układzie „przewód fazowy - przewód neutralny” dla każdej z faz, najprostszym rozwiązaniem byłoby kolejno obniżenie napięcia w każdej z faz, a następnie jednoczesne zredukowanie napięcia w dwóch różnych fazach do 0 V. Biorąc pod uwagę powyższe należy jednak zauważyć, że zabezpieczenie Q -V monitoruje napięcia międzyfazowe jak to opisano wcześniej. Jeśli najpierw sprawdza się spadek napięcia w jednej fazie, kryterium podnapięcia nie zostaje spełnione, ponieważ jedno napięcie międzyfazowe pozostaje napięciem nominalnym. W przypadku „dwufazowego” obniżania napięcia, napięcia dwóch przewodów fazowych do przewodu neutralnego zmniejszyłyby się teraz analogicznie od napięcia nominalnego do 0 V. W tym przypadku wszystkie 3 napięcia międzyfazowe spadłyby poniżej 0,85 Un. Jedno napięcie międzyfazowe wynosiłoby 0 V, a dwa pozostałe spadłyby do wartości napięcia między przewodem fazowym, a neutralnym. W tej sytuacji spełnione zostałoby kryterium podnapięciowe, a zabezpieczenie wyłączyłoby system. Ponieważ jednak w przypadku pomyślnego wyniku testu takie wyłączenie nie może mieć miejsca, taki test mógłby być błędnie oceniony jako nieudany. Jeżeli jednak symulowana jest rzeczywista awaria napięcia dwufazowego, przy której napięcia przewód fazowy-przewód neutralny są tożsame, nie miałoby miejsca wyłączenie, ponieważ dwa napięcia międzyfazowe pozostają >0,85 Un, podczas gdy jedno napięcie spada do 0 V [4].

Kąt wyłączania

Po wykonaniu próby napięciowej należy sprawdzić kąt wyłączania. W tym celu wartości napięcia i prądu muszą niezawodnie spełnić kryterium wyłączenia. Dla realizacji tego warunku wszystkie napięcia powinny być ustawione na 0,82 Un, a prądy na przykład na 0,2 In. W takim przypadku obszar wyłączania znajduje się w ćwiartkach 1 i 2. Aby sprawdzić kąt wyłączenia, wektor mocy pozornej S musiałby zmieniać swoje „położenie” z trzeciej do drugiej ćwiartki lub z czwartej do pierwszej. Z jednej strony można znaleźć bardzo skomplikowane instrukcje dotyczące tego testu, których opis może czasami dezorientować. Z drugiej strony mamy proste instrukcje, które jednakże nie przynoszą pożądanego

34

3 rezultatu.

Instrukcje te opierają się na zmianie kątów przesunięcia fazowego prądu w stosunku do kątów napięcia. Jednak w niektórych przypadkach, związek z kątem mocy nie jest właściwie uwzględniany, biorąc pod uwagę punkt uziemienia przekładników prądowych.

Prąd zadziałania

W odniesieniu do końcowego testu prądu zadziałania trudno doszukać się jakichkolwiek niejasności, czy możliwości różnych interpretacji. Zasadniczo badanie przeprowadza się podobnie do symetrycznego obniżania napięcia. Jednakże w tym przypadku, napięcie pozostaje w zakresie, przy którym powinno nastąpić zadziałanie funkcji, a prąd jest zwiększany symetrycznie krok po kroku, aż do pobudzenia i zadziałania zabezpieczenia.

Tworzenie niestandardowych planów testowania

Zasadniczo instrukcje dotyczące testowania zabezpieczeń Q-U mają identyczną strukturę. Jednakże, jak pokazano powyżej, mogą pojawić się pytania otwarte. W związku z tym należy opracować jasny plan testów, który nie pozostawi miejsca na różne interpretacje. W przypadku próby napięciowej, moc bierna (z uwzględnieniem kąta) oraz prądy muszą być stale w obszarze wyłączenia. Oba kryteria będą spełnione, jeśli prądy są ustawione na wartości I > 0,2 In, a kąty napięć są ustawione tak, aby wektor mocy biernej był pod kątem 90°. W zakresie mocy odpowiadałoby to zużyciu jedynie mocy biernej bez mocy czynnej. Następnie napięcia są zmniejszane symetrycznie, począwszy od napięcia nominalnego, przy czym czas trwania każdego kroku powinien wynosić co najmniej 2 s. W ten sposób można sprawdzić wartość pobudzenia i czas zadziałania. Po zadziałaniu, napięcia są ponownie zwiększane symetrycznie w celu określenia wartości powrotu. W kolejnym kroku sprawdza się koniunkcję napięć. Po pierwsze, w ramach jednej fazy, poszczególne napięcia są zmniejszane od wartości napięcia fazowego do 0 V, przy czym nie może wystąpić zadziałanie. Wreszcie, poszczególne napięcia międzyfazowe muszą być zredukowane do 0 V, z uwzględnieniem prawidłowych relacji fizycznych, co opisano wcześniej. W tym przypadku również nie może wystąpić zadziałanie. Aby sprawdzić kąt wyłączenia, należy

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

korzystaparamei błędów, awiane

testowania ólne etapy tycznie

Temat specjalny

Temat specjalny

TECHNOLOGIA OCHRONY

TECHNOLOGI A O CHRO NY

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Ilustracja 5: Test zabezpieczeń Q-V z wykorzystaniem systemu ARTES RC3. Wymagane parametry dla wartości nominalnych i wartości błędów, a także konfiguracja urządzenia, są ustawiane bezpośrednio przez moduł sterowania

Ilustracja 5: Test zabezpieczeń Q-V z wykorzystaniem systemu ARTES RC3. Wymagane parametry dla wartości nominalnych Ilustracja 6: Monitor testowy ARTES do testowania napięcia. Użytkownik wybiera poszczególne i wartości błędów, a także konfiguracja urządzenia, sąetapy ustawiatestowania, które są następnie automatycznie wykonywane i oceniane. ne bezpośrednio przez moduł sterowania

Temat specjalny

Ilustracja 6: Monitor testowy ARTES do testowania napięcia.

Użytkownik wybiera poszczególne etapy testowania, które T E CHNO LO G I A O CHsąRO N Y następnie automatycznie wykonywane i oceniane.

Bibliografia:

ustawić napięcie na U < 0,82 Un, a prądy na I > 0,2 In, tak aktywowane testy są realizowane automatycznie.

Operator [1] „Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie jak w przypadku próby napięciowej. Jak opisano powyżej, testu używa aplikacji na smartfonie do zarządzania wynikahttps://www.bmwi.de/Redaktion/DE/ Dossie kąty przesunięcia fazowego prądu muszą być teraz zmienio- mi. Za pomocą funkcji skanowania, wyniki testów są[Dostęp przenoenergien.html. w dniu 03 kwietnia 202 ne tak, aby kąt wektora mocy pozornej przemieszczał się od szone, łączone w ramach wstępnie przygotowanego rapor- Dostępne tutaj: [2] „Bundesverband WindEnergie“. trzeciej do drugiej ćwiartki i od czwartej do pierwszej. Rów- tu i przechowywane w bazie danych. Wwind-energie.de/themen/zahlen-und-fakten/ ten sposób raport d [Dostęp w dniu 03 kwietnia 2020 roku]. nież w tym przypadku należy wybrać czas trwania kroku te- można wysłać bezpośrednio lub zsynchronizować później [3] FNN-Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE, „L stu co najmniej 2 s i przeprowadzić test spadku. Do testu z bazą danych oprogramowania testowego na komputerze. prądu zadziałania napięcie musi być ponownie ustawione Najważniejszym warunkiem wstępnymBlindleistungsrichtungs-Unterspannungsschutz dla wiarygodnego Berlin,o2010. na U < 0,82 Un, a kąt przesunięcia fazowego prądu musi być testu ochrony Q-U pozostaje dobra wiedza zabezpieczeBDEW-Bundesverband fur Energie- und Wasserw ustawiony na obszar wyłączania (na przykład czysty pobór niach sieci. Jest to jedyny sposób na[4]prawidłową interpree.V., „Technische Richtlinie „Erzeugungsanlagen mocy biernej). W tym teście natężenie prądu jest zwiększa- tację różnych instrukcji testowych. Jednakże wdrożenie tej Mittelspannungsnetz“, Berlin, 2008. ne stopniowo odNajważniejszym 0, z krokiem 2 s, warunkiem aż do wartości zadziałania.dla wiedzy w praktyce może być wspierane przez nowoczesną wstępnym adane stosowanie urządzenia w Najważniejszym warunkiem wstępnym dla Ze względu na zakładane stosowanie urządzenia w Czas zadziałania powinien byćtestu rejestrowany.

Wszystkie wiarygodnego ochrony Q-U pozostajewynidobra technologię testową z ustawionymi wstępnie parametrami specjalny moduł do testowania wiarygodnego testu ochrony Q-U pozostaje dobra trudnych warunkach, specjalny moduł do testowania ki powinny zostać ujęte w raporcie z testów.

Raport ten musi i automatyczną realizacją, oceną i zapisywaniem logów do wiedza o zabezpieczeniach sieci. Jest to jedyny sposób tał wbudowany w wewnętrzną wiedza o zabezpieczeniach sieci. Jest to jedyny sposób zabezpieczeń Q-U różnych został wbudowany wewnętrznązdarzeń. na interpretację instrukcji przedłożony na prawidłową żądanie operatora sieci.

Opisane etapy wwszystkich W tym obszarze zarówno usługodawcy, To umożliwia być całkowite przena prawidłową interpretację różnych instrukcji jednostkę sterowania.

To umożliwia całkowite przetestowych.

Jednakże wdrożenie tej wiedzy w praktyce jak i operatorzy są odpowiedzialni w równym stopniu. testowania odnoszą się wyłącznie do testowania zabezpieeń Q-U, w tym logowanie się bez testowych. Jednakże wdrożenie tej wiedzy w praktyce być wspierane przez nowoczesną technologię testowanie zabezpieczeń Q-U, w tym logowanie się bez czeń Q-U. W raziemoże potrzeby, w planie testów należy uwzględmoże być wspierane przez nowoczesną technologię testowych, specyfikacja wartości testową z ustawionymi wstępnie parametrami i komputera.

Do celówprzez testowych, specyfikacja wartości nić dalsze testy, takie jak na przykład wyłączanie zadziaŻyciorys testową z ustawionymi wstępnie parametrami i ych warunków błędu wprowadzaautomatyczną realizacją, i zapisywaniem logów testowychoceną i wymaganych warunków błędu wprowadzałanie wyłącznika do automatycznego.

We współpracyautomatyczną z ABB Automation realizacją, oceną i zapisywaniem logów Życiorys wszystkich na zdarzeń.

W tym obszarze zarówno jest tylko raz. do wszystkich zdarzeń.

GmbH, Bryan Fleuth ukończył dwu- W tym obszarze zarówno usługodawcy, jak i operatorzy są odpowiedzialni w jak i operatorzy są odpowiedzialni w We współpr torowy kurs wusługodawcy, zakresie inżynierii testowanie wowane testy są Automatyczne realizowane aurównym stopniu. z wykorzystaniem Na jej podstawie, aktywowane testy są realizowane au- narównym stopniu. pańelektrycznej uniwersytecie ARTES RC3 oraz smartfonu tomation G testu używa aplikacji na smarttomatycznie. testu używa na smart-DHBW-Mannheim (PańAG od ponad 20 latOperator opracowuje i pro-aplikacji stwowym wynikami. Za KoCoS pomocą Messtechnik funkcji Fleuth ukoń fonie do zarządzania wynikami. funkcji dukuje systemy do testowania wszystkich rodzajów prze-Za pomocą stwowy Uniwersytet Badenia- Wirstów są przenoszone, łączone w kurs w zakre skanowania, wynikijest testów są przenoszone, łączone wSpółdzielnia), uzyskując gotowanego raportu i przechowykaźników zabezpieczeniowych.

ARTES RC3 systemem tembergia wstępnie przygotowanego raportu i przechowyelektrycznej h. W ten sposób raport można testowym, zoptymalizowanymramach do testowania zabezpieczeń tytuł inżyniera. W marcu 2018 rowane w bazie danych. W ten sposób raport można b zsynchronizować później z bazą odsprzęgających.

Został on zredukowany do minimum nie- ku, Bryan Fleuth rozpoczął karieuniwersytec wysłać bezpośrednio lub zsynchronizować później z bazą ia testowego nazbędnego komputerze. do tego celu i wyposażony w 5-calowy moduł rę w firmie KoCoS Messtechnik AG DHBW-Man danych oprogramowania testowego na komputerze. sterujący zintegrowany w ramach solidnej obudowy. Ze i jest obecnie Menedżerem Produk(Państwowy względu na zakładane stosowanie urządzenia w trudnych tu 5ds. systemów testowania prze5 warunkach, specjalny moduł do testowania zabezpieczeń kaźników zabezpieczeniowych. Jest osobą kontaktową dla BadeniaQ-U został wbudowany w wewnętrzną jednostkę sterowa- dystrybutorów i klientów na całym świecie, oferując im komWirtembergia Spółdzielnia), u nia. To umożliwia całkowite przetestowanie zabezpieczeń petentne wsparcie bazujące na jego wiedzy o produktach inżyniera.

W marcu 2018 roku Q-U, w tym logowanie się bez komputera. Do celów testo- i ich zastosowaniach. karierę w firmie KoCoS M wych, specyfikacja wartości testowych i wymaganych waBryan Fleuth B.rozpoczął Eng., Product Manager, runków błędu wprowadzana jest tylko raz. Na jej podstawie, KoCoS Messtechnik AG, n jestKorbach, obecnieNiemcy Menedżerem Produk

testowania przekaźników zabezpie

Bibliografia: osobą kontaktową dla dystrybutoró [1] „Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie“. Dostępne tutaj: https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/ Dossier/ całym świecie, oferując im kompe erneuerbareenergien. html. [Dostęp w dniu 03 kwietnia 2020 roku]. na [Dostęp jego wiedzy o produk [2] „Bundesverband WindEnergie“. Dostępne tutaj: https:// www. wind-energie.de/themen/zahlen-und-fakten/bazujące deutschland/. w dniu 03 kwietnia 2020 roku]. sowaniach.

[3] FNN-Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE, „Lastenheft Blindleistungsrichtungs-Unterspannungsschutz (Q-U-Schutz)“, Berlin, 2010.

[4] BDEW-Bundesverband fur Energie- und Wasserwirtschaft e.V., „Technische Richtlinie „Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz“, Bryan Fleuth B. Eng., Product Mana Berlin, 2008.

KoCoS Messtechnik AG, Korbach, N

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

35

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Teoria wysokoczułej diagnostyki układu izolacji wysokonapięciowej aparatury elektroenergetycznej z wykorzystaniem pomiarów wyładowań niezupełnych 1. Wprowadzenie do teorii wyładowań niezupełnych Wyładowanie niezupełne (WNZ) to lokalne przebicie elektryczne niewielkiej części systemu izolacji elektrycznej pod wpływem działania wysokiego napięcia. Wyładowanie niezupełne zdefiniowano w normie IEC 60270-2000 jako „lokalne wyładowanie elektryczne, które jedynie częściowo zwiera izolację pomiędzy przewodnikami, i które może (lub nie) występować bezpośrednio przy przewodniku” oraz może powodować nieodwracalne uszkodzenie systemów izolacji ciekłej lub stałej.

Wyładowani niezupełne występuje w wyniku: yy Zwiększonego natężenia pola elektrycznego (nieodpowiedni projekt izolacji lub przeciążenie)

yy Miejscowego przegrzewania (tworzenie szczeliny i pęcherzyków) yy Uszkodzeń lub osłabienia materiału, z którego wykonano izolację yy Naprężenia mechanicznego (drgań) yy Drzewienia wodnego Analiza WNZ umożliwia wykrywanie uszkodzeń krytycznych oraz ocenę stanu systemów izolacji. W wielu przypadkach zjawisko WNZ stanowi pierwszy etap całkowitego przebicia izolacji w związku, z czym transformatory elektroenergetyczne, generatory, przekładniki, układy kabli i rozdzielnice są od wielu lat sprawdzane pod kątem występowania wyładowań niezupełnych.

W zasadzie wyładowania niezupełne można podzielić na dwie kategorie, jedną z nich są wewnętrzne, a drugą zewnętrzne wyładowania niezupełne (Rys.2).

Wyładowania szczelinowe i drzewienie to najbardziej niebezpieczne rodzaje wyładowań niezupełnych dla systemu izolacji urządzeń. Na przykładzie (Rys.3) uproszczonego systemu izolacji stałej przedstawiono, w jaki sposób lokalne wyładowania elektryczne powstają w szczelinie (kondensator CF) po podłączeniu zacisku A do zasilania. „Zdrowe” dielektryki przedstawiono jako pojemność elektryczną w układzie równoległym Cp i pojemność elektryczną w układzie szeregowym Cs. Dielektryk kondensatora zawiera szczelinę gazową (Rys.3) i schemat obwodu zastępczego tego dielektryka. Kondensatory CS i CF tworzą dzielnik pojemnościowy. Stąd spadek napięcia U1 na kondensatorze CF jest mniejszy niż przyłożone napięcie Ut. Jeżeli natężenie pola elektrycznego w szczelinie izola-

Rys. 1 Powiększanie się szczeliny z upływem czasu aż do wystąpienia przebicia w systemie izolacji kabla Wewnętrzne WNZ

Wyładowania szczelinowe

Drzewienie elektryczne

Zewnętrzne WNZ

Wyładowanie koronowe

Rys. 2 Przykłady źródeł wyładowań niezupełnych

36

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE cji stanie się wyższe niż wytrzymałość dielektryczna gazu w szczelinie, wystąpi w niej wyładowanie – mały łuk elektryczny. Ten moment jest odzwierciedlony na schemacie obwodu zastępczego, ponieważ przełącznik „S” jest zamknięty i następuje spadek napięcia „U₁” w całej pojemności elektrycznej szczeliny (CF). Łuk elektryczny powoduje rozładowanie w obszarze uszkodzenia CF i powoduje powstanie prądu I₁(t).

Następnie część ładunku z pojemności elektrycznej w układzie równoległym CP (i potencjalnie innych pojemności elektrycznych, takich jak CK podłączonych do zacisku A) zostaje rozładowana przez CS i łuk (przełącznik S przedstawiony na dolnym rysunku po lewej stronie).

Po zakończeniu wyładowań, wytrzymałość dielektryczna gazu w szczelinie zostaje przywrócona, a pojemność w obszarze uszkodzenia CF zaczyna być przywracana ze względu na gradient przyłożonego napięcia Ut. Proces WNZ przedstawiony na tym przykładzie (szczelina w układzie izolacji stałej) zachodzi wokół położenia fazy przejść przez zero Ut ze względu na porównywalny gradient wysokiego napięcia. Korelacja fazowa wyładowań jest wyświetlana w formie tak zwanego obrazu fazowo-powiązanego wyładowań niezupełnych (Pha-

se-Resolved Partial Discharge, PRPD).

W zależności od odpowiednio rodzaju uszkodzenia, systemu izolacji i budowy urządzenia, wyładowania względem położenia fazowego napięcia testowego (lub sieciowego) są różne i wskazują rodzaj źródła WNZ. Zgodnie z normą IEC 60270 wyładowanie niezupełne jest wskazywane jako ładunek Q[kulomb] i jest mierzone jako ładunek pozorny na zaciskach urządzeń testowanych (zob.

A lub B na Rysunku 3).

2. Sposób pomiaru wnz Obliczenia ładunku wykonywane są na podstawie całki funkcji prądu w czasie, w związku z tym urządzenie pomiarowe wyładowań niezupełnych (WNZ) wykrywa spadek napięcia na znanym rezystorze urządzeń sprzęgających w obwodzie testowym. Rezystancja tego rezystora wynosi R, a czasy t1 i t2 zostaną zdefiniowane przez użytkownika systemu pomiarowego.

Poza całkowaniem w dziedzinie czasu można również zastosować tradycyjną metodę całkowania w dziedzinie częstotliwości. Całkowanie w dziedzinie częstotliwości jest wykonywane przez filtr częstotliwości, najczęściej przez układ środkowoprzepustowy i wykrywania wartości szczytowych. Połączenie między całkowaniem w dziedzinie

czasu i dziedziną częstotliwości można przedstawić fizycznie za pomocą przekształcenia Fouriera:

W nowoczesnych układach pomiarowych WNZ sygnał wejściowy, w tym impuls WNZ jest wstępnie wzmacniany i przetwarzany przez przetwornik analogowo-cyfrowy. Dalsze przetwarzanie jest przeprowadzane przez filtry cyfrowe, wykrywanie cyfrowe i komputer. Ze względu na ich cyfrowy charakter te podjednostki są stabilne i powtarzalne i nie zmieniają swojego zachowania pod wpływem czasu i temperatury. Użytkownik może zmieniać częstotliwość i pasmo pomiarowe. Impulsy WNZ są oceniane przez utrzymanie ich amplitudy i punktu czasu, w którym występują, co pozwala na wykonanie precyzyjnego pomiaru impulsu WNZ w zakresie wartości ładunku, fazy napięcia probierczego i innych metod.

W przypadku systemu MPD do pomiaru i analizy WNZ, więcej funkcji umożliwiających przetwarzanie WNZ jest wbudowanych w sprzęt, takich jak wartości progowe i regulowane wzmacniacze wstępne. Sygnał napięciowy jest również przetwarzany na postać cyfrową. Wszystkie te informacje są przesyłane przez przewody światłowodowe.

Rys. 3 Obwód zastępczy układu izolacyjnego oraz ładunek i procesy wyładowania w formie WNZ i przyłożonego napięcia AC

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

37

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 4 Interpretacja pomiaru ładunku pozornego wyładowań niezupełnych

Rys. 5 Ogólna budowa układu pomiarowego wnz

Rys. 6 Układ pomiaru wnz

Zastosowanie przewodów światłowodowych i zewnętrznego akumulatora umożliwia użytkownikowi korzystanie z systemu pomiarowego w obszarze wysokiego napięcia, a nawet na potencjale wysokiego napięcia. Informacje o WNZ i napię-

38

ciu są dalej przetwarzane w komputerze.

Możliwa jest rejestracja całego pomiaru.

Zgodnie z normą IEC 60270 zalecane są dwa różne ustawienia filtra. Są to pomiary szerokopasmowe i wąskopasmowe.

Zalecane częstotliwości podczas po-

miarów szerokopasmowych: yy Dolna częstotliwość graniczna i wartość wyższa lub równa 30 kHz oraz niższa lub równa 100 kHz yy Górna częstotliwość graniczna niższa lub równa 1 MHz

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE yy Szerokość pasma od 100 kHz do 900 kHz

Zalecane częstotliwości podczas pomiarów wąskopasmowych: yy Zakres częstotliwości środkowej pomiędzy 50 kHz a 1 MHz yy Szerokość pasma od 9 kHz do 30 kHz

Pomiar WNZ zgodnie z normą IEC 60270 stanowi podstawę wielu zastosowań, różnych urządzeń i różnych poziomów napięcia. Jest to odzwierciedlone w wielu wytycznych i normach IEC, CIGRE oraz IEEE, które odnoszą się do normy IEC 60270. W związku z tym norma IEC 60270 ma bardzo istotne znaczenie dla pomiarów odbiorczych w polach testowych producentów prowadzonych w ramach badań okresowych urządzeń wysokonapięciowych.

Pomiary wyładowań niezupełnych w terenie są przeprowadzane często przy ustawieniu filtru w zakresie zalecanym zgodnie z normą IEC 60270, aby uniknąć wysokiego poziomu szumu.

Urządzenie pomiarowe MPD umożliwia użytkownikom dostosowanie usta-

wień filtra w celu uzyskania optymalnego stosunku sygnału do szumu (SNR, Signal-to-Noise-Ratio), aby zapewnić wysoką czułość pomiaru WNZ i wysoką odporność na szumy na potrzeby dalszej analizy.

3. Metody sprzęgania stosowane podczas pomiarów wyładowań niezupełnych 3.1. Kondensatory sprzęgające

Kondensatory sprzęgające (CC) to bardzo powszechna metoda sprzęgania stosowana podczas pomiaru WNZ (Rys.6), zgodnie z opisem w normie IEC 60270. W przypadku wystąpienia wyładowania niezupełnego kondensator sprzęgający doprowadza prąd płynący przez testowane urządzenie (DUT), który można zmierzyć na urządzeniach sprzęgających (CPL).

Takie podejście zapewnia dodatkowe informacje na temat napięcia probierczego, które jest potrzebne do przeprowadzenia pomiaru fazowo-powiązanego wyładowań niezupełnych (PRPD). Podczas stosowania kondensatora sprzęgającego bez zintegrowanej impedancji pomiarowej dolna część kondensatora sprzęgającego musi być podłączona do wejścia impedancji pomiarowej CPL (podstawowa konfiguracja testów z pomiarem na potencjale

Rys. 7 Przykład zastosowania HFCT a) w skrzynce przyłączeniowej, b) zainstalowanego na przewodzie uziemiającym transformatora

Rys. 8 Przykład podłączenia układu MPD do izolatorów przepustowych bez użycia adapterów

Rys. 9 Przykład podłączenia układu MPD do izolatorów przepustowych z wykorzystaniem adapterów

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

39

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE nych do sieci są możliwe w przypadku jednostek pomiarowych instalowanych na stałe.

Niemniej jednak instalacja konfiguracji pomiarowej musi być przeprowadzona, gdy transformator jest odłączony. Dostępnych jest kilka złącz (Rys.8), zależnie od struktury zaczepu izolatora przepustowego. Zaleca się uwzględnienie zastosowania odpowiednich adapterów (Rys.9), ponieważ przypadkowe odłączenie może spowodować uszkodzenia.

Rys. 10 Poglądowy układ pomiarowy WNZ dla metody UHF

masy). Wyjście WNZ impedancji pomiarowej CPL należy podłączyć do wejścia WNZ urządzenia pomiarowego MPD i to samo należy zrobić w przypadku napięcia probierczego. Skrzynkę impedancyjną CPL i urządzenie pomiarowe MPD można ustawić w różnych położeniach, takich jak potencjał wysokiego napięcia lub na ścieżce testowanego obiektu zgodnie z podejściem światłowodowym.

3.2. Wysokoczęstotliwościowe przekładniki prądowe (ang. High Frequency Current Transformer - HFCT)

Wysokoczęstotliwościowe przekładniki prądowe generuje sygnały elektromagnetyczne. Czujniki indukcyjne mierzą magnetyczną część sygnału elektrycznego w taki sam sposób jak „rzeczywisty” przekładnik. Wysokoczęstotliwościowe przekładniki prądowe (HFCT) są używane często w sytuacji, gdy dostępne jest połączenie masy/uziemienia.

W związku z tym przekładnik HFCT jest umieszczany przy takich połączeniach

i przesyła impulsy wysokoczęstotliwościowe do uzwojenia wtórnego. Główną zaletą stosowania przekładnika HFCT jest możliwość pomiaru impulsów WNZ nie przy potencjale wysokiego napięcia, ale przy połączeniach uziemiających bez ich otwierania. Metody sprzęgania stosowane podczas pomiaru wyładowania niezupełnego Przykład zastosowania przekładnika HFCT w skrzynce łączeniowej (Rys.7a) oraz dla przewodu uziemiającego HFCT na transformatorze elektroenergetycznym (Rys.b).

3.3. Pojemność izolatorów przepustowych

Zaciski pomiarowe izolatorów przepustowych − do pomiarów WNZ na transformatorach elektroenergetycznych: yy NIE jest wymagany zewnętrzny kondensator sprzęgający yy Słabszy szum tła w systemie pomiarowym yy Urządzenie sprzęgające jest podłączone bezpośrednio do zacisku pomiarowego. yy Pomiary na urządzeniach podłączo-

3.4. Pomiary WNZ w zakresie ultra wysokich częstotliwości UHF

Zakres częstotliwości na potrzeby pomiaru UHF wynosi od 300 MHz do 3 GHz, a typowy zakres wynosi od 200 MHz do 1,5 GHz w zależności od testowanego urządzenia. Przez ostatnie 25 lat metoda ta była używana w rozdzielnicy z izolacją gazową, a obecnie jest używana również w odniesieniu do innych urządzeń elektrycznych, takich jak transformatory elektroenergetyczne.

Proces WNZ może zachodzić bardzo szybko i w związku z tym jest mierzony w zakresie UHF. W szczególności w zakresie wysokiej częstotliwości występujące zakłócenia często nie mają charakteru szerokopasmowego i można ich uniknąć poprzez przyjęcie odpowiedniej częstotliwości środkowej.

Tej nietypowej metody pomiarowej UHF można używać podczas testów uruchomieniowych, jak również podczas diagnostyki wykonywanej w terenie i online.

Omicron n

Jeszcze szybsze i łatwiejsze testy transformatorów... … to cel, który przyświecał nam przy tworzeniu nowego skutecznego, a zarazem lekkiego testera. TESTRANO 600 to pierwszy na świecie przenośny trójfazowy tester, który oferuje wszystkie powszechnie spotykane testy elektryczne transformatorów mocy.

Dzięki jednej konfiguracji dla wielu testów TESTRANO 600 znacząco zmniejsza ilość pracy przy podłączaniu przewodów i skraca czas testu. Specjalna konstrukcja wzmacniaczy mocy pozwala na osiągnięcie nowego poziomu dokładności.

Zaś kolorowy, dotykowy wyświetlacz pozwala na sprawną i wygodną eksploatację.

40

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

www.omicronenergy.com

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Słupy oświetleniowe z cechami bezpieczeństwa biernego Słupy oświetleniowe z cechami bezpieczeństwa biernego są elementami bezpieczeństwa ruchu drogowego, których zadaniem jest ograniczenie skutków zderzenia drogowego.

D

otkliwość wypadków drogowych dla kierowców i pasażerów pojazdów mechanicznych w przypadku zderzenia ze słupami oświetleniowymi zależy min. od charakterystyki użytkowej słupów. Klasę charakterystyki użytkowej słupów oświetleniowych wyrażona jest kombinacją klasy prędkości, kategorii chłonności energii, klasy bezpieczeństwa pasażera, typu zasypu, mechanizmu utraty stateczności, klasy kierunku oraz ryzyka wgniecenia dachu.

Elektromontaż Rzeszów SA projektuje i bada takie konstrukcje, które w przypadku zderzenia ograniczają ogólne ryzyko dla zdrowia i życia kierowców i pasażerów, i innych użytkowników dróg i ich otoczenia.

Klasy charakterystyki użytkowej

Nowa norma PN-EN 12767 z 2019 roku „Bierne bezpieczeństwo konstrukcji wsporczych dla urządzeń drogowych”, zmienia znacząco w stosunku do normy z 2007 roku, klasyfikację słupów oświetlenia drogowego, według ich potencjalnego zagrożenia dla uczestników ruchu drogowego i tak: yy wprowadza w klasyfikację bezpieczeństwa pasażerów i kierowców pojazdów mechanicznych oznaczenia alfanumeryczne od A do E. Obecnie NE-C, LE-C i HE-C oznaczają równorzędny poziom bezpieczeństwa, zaś najwyższe bezpieczeństwo pasażerów przyporządkowano klasie A. Wynika to z harmonizacji wartości brzegowych bezpieczeństwa pasażerów (między ASI i THIV) niezależnie od klasy pochłaniania energii

42

yy wprowadza tzw. mechanizm utraty stateczności (z oddzielenie się słupa od podstawy SE i bez oddzielenia NS) yy wprowadza klasy kierunku jedno- SD, dwu- BD i wielokierunkowa MD (podatność na kąt uderzenia) oraz klasę ryzyka wgniecenia dachu pojazdu mechanicznego.

Bez zmian pozostają: klasy prędkości zderzenia 50, 70 lub 100km/h, oraz klasy chłonności energii HE, LE lub NE. Od 2019 roku Elektromontaż Rzeszów, jako lider w konsorcjum z LUG Light Factory i Instytutem Badawczym Dróg i Mostów, realizuje projekt badawczy w zakresie bezpieczeństwa biernego słupów oświetleniowych pod nazwą „Bezpieczny Punkt Oświetleniowy”.

Celem projektu jest opracowanie nowego, bezpiecznego słupa zintegrowanego z innowacyjną oprawą oświetleniową.

Głównym wyzwaniem projektu jest zaprojektowanie oprawy oświetleniowej przy wykorzystaniu najnowszych rozwiązań w technice świetlnej, zintegrowania jej ze słupem oraz bezpiecznego słupa oświetleniowego o podwyższonych parametrach konstrukcyjnych mających wpływ na bezpieczeństwo drogowe bierne i aktywne. W ramach projektu założono ścisłą współpracę naukową, także z Politechniką Rzeszowską, popularyzację wyników badań oraz 4 zgłoszenia patentowe.

ELEKTROMONTAŻ RZESZÓW S.A. realizuje etap projektu, obejmujący prace badawcze nad słupem, prace rozwojowe – walidujące opracowane rozwiązania w warunkach rzeczywistych , tj. testów zderzeniowych

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zdj. 2.

Zdj. 4.

Elektromontaż Rzeszów był pierwszym polskim przedsiębiorstwem, które wprowadziło do produkcji lekkie słupy z blachy stalowej, dodatkowo zabezpieczone antykorozyjnie cynkowaniem zanurzeniowym, również jako pierwsze w kraju certyfikowało bezpieczne słupy oświetleniowe na zgodność z normą PN-EN 12767. . W swojej ofercie produktowej firma posiada certyfikowane słupy oświetleniowe z cechami bezpieczeństwa biernego spełniające wymagania kategorii HE oraz LE.

Zdj. 3.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

Elektromontaż Rzeszów SA; Zakład Produkcji Urządzeń; Przemysłowa 8, 35-105 Rzeszów www.elektromontaz.com.pl n

43

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Nowoczesny monitoring zasilania – klucz do optymalnego zarządzania hybrydową infrastrukturą IT • Nowe rozwiązania i ulepszenia oprogramowania sprawiają, że operacje zdalne stają się jeszcze bardziej bezpieczne, wydajne i niezawodne.

• Predykcyjna ocena stanu baterii zasilaczy UPS, działająca w ramach EcoStruxure™ IT Expert jest przełomowym rozwiązaniem w branży.

• Inteligentne, przełączane listwy zasilające przeznczone do montażu w szafie mogą wytrzymać wpływ wyższych temperatur i zagwarantować większą niezawodność.

F

irma Schneider Electric rozszerzyła możliwości swojej platformy EcoStruxure™ IT Expert o przełomowe rozwiązanie oceny stanu baterii UPS-ów wspierane przez sztuczną inteligencję.

Ponadto, aby zdalne zarządzanie i monitorowanie zasilaczami awaryjnymi stało się jeszcze bardziej dostępne dla wszystkich klientów, Schneider Electric ogłosił, że APC by Schneider Electric Smart UPS od teraz dostępny będzie z preinstalowaną kartą Network Management Card 3 (NMC3), zapewniając zasilaczom zaawansowane cyberbezpieczeństwo.

Wychodząc naprzeciw zwiększonemu zapotrzebowaniu na zdalne zarządzanie rozproszonymi systemami edge computing oraz hiperkonwergentnymi środowiskami IT, Schneider Electric przedstawił jednostkę dystrybucji zasilania (PDU) NetShelter 9000. Nowy Power Distribution Unit zapewnia zwiększoną niezawodność pracy w szerszym zakresie temperatur. Trzy najnowsze rozwiązania Schneider Electric sprawiają, że zdalne monitorowanie i zarządzanie staje się bardziej pewne i bezpieczne dla operatorów IT na całym świecie. „Schneider Electric zawsze przodował w zakresie innowacji. Od czasu wprowadzenia platformy EcoStruxure IT upraszczamy procedury zdalnych operacji prowadzonych w chmurze, jak i w ramach edge computing” – powiedział Jonathan Healey, wiceprezes, General Manager, Software and Management Systems w Schneider Electric. „Sięgamy po najnowsze technologie, aby rozwijać naszą platformę i pomóc

44

centrom danych i ich klientom z wyprzedzeniem przewidywać zdarzenia, a tym samym zagwarantować ciągłość działania z dowolnego miejsca i w dowolnym czasie”.

Schneider Electric EcoStruxure IT to rozwiązanie nowej generacji przeznaczone do zarządzania centrami danych, które w dowolnym momencie pozwala zdalne zarządzanie z praktycznie każdego urządzenia – telefonu, tabletu lub komputera. EcoStruxure IT umożliwia centrom danych na utrzymanie operacji i dostępności, nawet gdy na miejscu nie ma wykwalifikowanego personelu.

Ocena stanu baterii UPS umożliwia prognozowanie zdarzeń Dotychczas klienci nie mogli dokładnie zbadać, kiedy zawiedzie bateria zainstalowana w ich UPS-ie – aż do teraz. Ocena stanu baterii EcoStruxure IT

Expert UPS zapewnia wgląd w zasilacz awaryjny za pomocą modułu monitoringu wyników, który przewiduje koniec żywotności baterii w oparciu o indywidualne czynniki użytkowania konkretnego UPS-a. Uzyskana zdolność predykcji awarii umożliwia także generowanie listy rekomendowanych działań, które będą miały na celu poprawienie stanu infrastruktury zasilającej oraz wydłużenia cyklu życia akumulatorów.

To z kolei oznacza uniknięcie nieplanowanych przestojów i większą oszczędność OpEx. Kiedy chcemy wyciągać wnioski płynące z danych, samo poddanie ich analizie przez algorytmy AI nie daje oczekiwanych rezultatów, ponieważ konieczne jest wyjaśnienie, jakie informacje należy przeanalizować, aby rozwiązać określone problemy. To, co umożliwia aplikacji EcoStruxure IT Expert ocenę stanu baterii UPS oraz wspomniane planowanie działań serwisowych, to zbiór danych

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE z milionów podłączonych urządzeń.

Dzięki ujednolicenej metodologii wszystkie rekordy danych są znormalizowane i wykorzystywane do generowania przydatnych informacji.

APC Smart-UPS: od teraz z rozszerzonymi funkcjami cyberbezpieczeństwa Wszystkie APC Smart-UPS™ są zgodne ze środowiskiem EcoStruxure, umożliwiającym klientom zdalne monitorowanie i zarządzanie ich fizyczną infrastrukturą IT w dowolnym czasie i z dowolnego miejsca. Najnowsze APC Smart-UPS SMX, które na początku będą dostępne w Ameryce Północnej, można zamówić z nową, preinstalowaną kartą NMC3, rozszerzającą możliwości zasilacza awaryjnego o funkcje sieciowe, w tym łączność Ethernet 1 GB. Zaawansowane funkcje cyberbezpieczeństwa, takie jak zwiększone bezpieczeństwo haseł, bazujące na bardziej rygorystycznych danych uwierzytelniających oraz możliwości konfiguracji polityki wymuszania zmiany haseł, zapewniają bezpieczeństwo poufnych danych.

Zdalne włączanie i wyłączanie gniazd zasilających za pomocą przełączalnych listw PDU NetShelter 9000 Series Switched PDU jest nowym, dostępnym na całym świecie produktem zaprojektowanym

z myślą o dostawcach usług edge i cloud computing. Inteligentny moduł PDU do szaf typu rack wyposażony jest w kartę NMC3 i pierwsze w branży gniazda hybrydowe, przystosowane do pracy w wyższych temperaturach. Takie rozwiązanie umożliwia klientom utrzymanie zasilania podczas pracy w bardziej wymagającym otoczeniu, w którym występują wyższe temperatury, duże zagęszczenie mocy i wiele podłączonych dodatkowych urządzeń.

Nowe urządzenia PDU są wyposażone w funkcję EcoStruxure-Ready, charakteryzują się dokładnością pomiaru do jednego procenta, bezprzewodową

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

łącznością i mogą za pośrednictwem EcoStruxure IT Expert zdalnie włączać/ wyłączać oraz ponownie uruchamiać zawieszone serwery w kilku urządzeniach i wielu miejscach, oszczędzając w ten sposób na dojazdach do miejsca awarii lub zaangażowaniu personelu na miejscu w celu wykonania tego samego zadania.

EcoStruxure IT Expert jest sprzedawany za pośrednictwem lokalnych dystrybutorów. Można też skorzystać z bezpłatnego testu. Na stronie www. ecostruxureit.com dostępna jest natomiast prezentacja demo systemu.

Schneider Electric n

45

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Bezpieczeństwo w fotowoltaice - MPI-540-PV Bardzo gwałtowny i dynamiczny rozwój instalacji fotowoltaicznych, jaki ma miejsce na świecie w ostatnich latach, jest imponujący. Wynika on w dużej mierze z odchodzenia od tradycyjnych, nieodnawialnych źródeł energii. Większa świadomość społeczna oraz branie odpowiedzialności rządów poszczególnych państw za otaczający nas klimat wymusza przesunięcie sektora energetycznego w stronę zielonej energii. Ponadto technologia ta stale się rozwija, co powoduje obniżenie kosztów.

J

eśli dodamy do tego nieustanny wzrost cen energii na rynku, to zauważymy, że rachunek ekonomiczny jest coraz bardziej korzystny dla sektora fotowoltaicznego. W kontekście dalszego rozwoju systemów PV jest to zjawisko kluczowe.

Niestety, często rentowność inwestycji próbuje się poprawić poprzez obniżenie jakości, a co za tym idzie – spadek poziomu bezpieczeństwa samej instalacji fotowoltaicznej (a więc i wzrost zagrożenia wobec obsługi eksploatującej i serwisującej dany obiekt). Z tego względu bardzo istotnym jest, aby po montażu instalacja spełniała wszelkie wymogi bezpieczeństwa, a jej wykonanie było zgodne z obowiązującymi przepisami.

Upewnić nas o tym może tylko przeprowadzenie odpowiednich badań i sprawdzeń odbiorczych oraz okresowych. Podstawą prawną jest tutaj przede wszystkim wieloarkuszowa norma PN-EN 62446, definiująca sposób i zakres kontroli bezpieczeństwa instalacji fotowoltaicznych. Stosowanie się do zawartych w niej wytycznych w znacznym stopniu ogranicza ryzyko wystąpienia porażenia czy też pożaru. Pomiary pozwalają na określenie nie tylko bezpieczeństwa, ale również efektywności danej instalacji i jej elementów.

Norma dzieli badania na testy kategorii 1 i 2 oraz testy dodatkowe. Aby jednak móc w ogóle przystąpić do sprawdzenia, trzeba dysponować odpowiednimi przyrządami pomiarowymi.

46

Rys.1. Ekran miernika MPI-540-PV pokazujący pomiar prądu zwarcia ISC (na górze) oraz napięcia otwartego obwodu UOC (na dole) oraz ich wartości przeliczone do warunków STC.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

NOWOŚĆ Oczywiście gwałtowny rozwój sektora OZE nie uszedł uwadze jednemu z największych polskich producentów wysokiej jakości sprzętu pomiarowego, czyli firmie Sonel. W ostatnim czasie wdrożyła ona na rynek nowy miernik, mający między innymi zastosowanie w obszarze, gdzie głównym celem jest pozyskiwanie energii ze słońca.

MPI-540-PV to wielofunkcyjny miernik parametrów instalacji elektrycznych i fotowoltaicznych. Przyrząd zaprojektowano tak, aby spełniał wymagania norm PN-EN 61557 oraz PN-EN 61010, gwarantując tym samym odpowiednią dokładność i bezpieczeństwo podczas wykonywania pracy. Miernik daje potężne możliwości w badaniach ochrony przeciwporażeniowej oraz przy analizie jakości energii, a także z powodzeniem użyjemy go do testów kategorii 1 zdefiniowanych przez normę PN-EN 62446, na które składają się: yy ciągłość połączeń ochronnych, yy rezystancja uziemienia, yy rezystancja izolacji po stronie DC, yy napięcie otwartego obwodu UOC, yy prąd zwarcia ISC, yy prądy pracy i moce po stronie DC i AC inwertera, yy sprawność inwertera.

Norma nakazuje, aby przed przystąpieniem do pomiarów kategorii 1 wykonać wszystkie badania instalacji odbiorczej po stronie AC. Ich zakres z kolei określa norma PN-HD 60364. Miernik MPI-540-PV sprawdzi się również w tym przypadku. Mierząc parametry instalacji PV takie jak prąd zwarcia Isc czy napięcie otwartego obwodu Uoc, można w szybki sposób zweryfikować poprawność połączeń modułów w stringu, ich właściwą polaryzację i pracę. Pomiary mogą być wykonywane dla całego łańcucha paneli lub dla pojedynczego modułu.

Producent zwykle podaje parametry poszczególnych elementów instalacji PV zmierzone w warunkach STC (Standard Test Conditions: 25°C, 1000 W/m²).

W celach porównawczych miernik może automatycznie przeliczyć wyniki do warunków STC – użytkownik musi tylko wprowadzić dodatkowe dane w postaci irradiancji i temperatury. W tym przypadku należy ponadto zapisać parametry katalogowe paneli fotowoltaicznych w umieszczonej w przyrządzie bazie modułów.

Jest to również niezbędne do przeliczeń oraz do oceny wyniku pomiaru.

Ciągłość połączeń ochronnych i rezystancję uziemienia po stronie DC zmierzymy w ten sam sposób, jak w instalacjach odbiorczych AC. W przypadku badań rezystancji izolacji mamy natomiast taką różnicę, że pomiary odbywają się pod napięciem, należy zatem zachować szczególna ostrożność. Sprawdzenie wartości prądów roboczych i mocy po stronie DC oraz AC musimy wykonać podczas pracy obydwu instalacji. Na podstawie tych pomiarów zweryfikujemy sprawność inwertera i porównamy ją ze sprawnością deklarowaną przez producenta. Dzięki zapisaniu wyników do pamięci miernika można je w dalszej kolejności wykorzystać w raporcie z przeprowadzonych badań. Użyteczny będzie tutaj dedykowany do tego celu program: Sonel Pomiary Elektryczne 6.

MPI-540-PV oprócz ogromnej ilości funkcji pomiarowych posiada bardzo bogate wyposażenie. Zawiera m.in. akcesoria dedykowane badaniom instalacji fotowoltaicznych: cęgi do prądu stałego C-PV, adapter PVM-1 zapewniający bezpieczeństwo i ochronę przed łukiem elektrycznym czy też adaptery do złącz MC4, powszechnie stosowanych w fotowoltaice.

Wraz z całą gamą wyposażenia i możliwościami pomiarowymi, miernik stanowi wartościowe narzędzie w pracy pomiarowca. Docenią go zwłaszcza elektroinstalatorzy wykonujący pomiary odbiorcze w instalacjach elektrycznych oraz fotowoltaicznych.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

Mierzymy globalnie

Pomiary instalacji fotowoltaicznych?

Użyj miernika wielofunkcyjnego!

Sonel MPI-540-PV

Tomasz Gorzelańczyk SONEL S.A. n

Pomiary instalacji fotowoltaicznych zgodnie z PN-EN 62446

Pomiary instalacji elektrycznych

zgodnie z PN-EN 60364-6 i PN-EN 62305

Trójfazowy analizator jakości energii elektrycznej w klasie S PN-EN 61000-4-30

47 www.sonel.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Od prefabrykatów dla energetyki po urządzenia rozdzielcze Strunobet- Migacz Sp. z o.o. to największy w kraju producent strunobetonowych słupów z betonu wirowanego typu E, oświetleniowych typu EOP, konstrukcji wsporczych ETG, oraz masztów segmentowych. Firma produkuje nasłupowe i kontenerowe stacje transformatorowe, oraz szeroki asortyment osprzętu dla elektroenergetyki.

P

rodukcję żerdzi rozpoczęliśmy w 2001 roku. Nasz sztandarowy produkt jest zgodny z zharmonizowaną normą PN-EN 12843:2008 na podstawie której uzyskaliśmy Certyfikat Zakładowej Kontroli Produkcji, który wprowadza wyrób do obrotu na rynek europejski oznakowany znakiem CE. Asortyment żerdzi (słupów) energetycznych liczy ponad 70 pozycji. Żerdzie wirowe typu E: yy długości od 9 do 18 m z podziałem długościowym co 1,5 m yy nośność od 2,5 kN do 35 kN. Żerdzie dużych wytrzymałość typu Edw: yy długości od 12 do 21 m z podziałem długościowym co 3 m yy nośność od 30 kN do 50 kN.

Wszystkie żerdzie charakteryzuje ta sama stożkowatość wynosząca 15mm/1m. Uzupełnieniem oferty jest gama elementów ustojowych, począwszy od belek, poprzez płyty ustojowe, a kończąc na prefabrykowanych ustojach typu FP z płytami. Do każdego rodzaju fundamentu dołączane są odpowiednie zestawy obejm, do przytwierdzania ustoju do trzonu słupa. W naszej ofercie posiadamy również żerdzie żelbetowe typu „ŻN”, spełniające wszystkie normy dotyczące systemu zakładowej kontroli produkcji (PN-EN 12843:2008). Produkowane są one z betonu klasy >C35/45 ( PN–EN 206), co daje zagwarantowany 50-letni okres trwałości.

Nasze słupy oświetleniowe ( EOP 9, EOP 10,5, EOP 12 ) mają szerokie zastosowanie m.in. do oświetlania przejazdów kole-

Zdj 1. Maszt - telekomunikacja

Zdj 2. Maszt

48

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zdj 3. Maszt segmentowy

Zdj 4. Stacja słupowa

Zdj 5. Słup kolejowy

Zdj 6. Stanowisko słupowe

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

49

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zdj 7. Stacja kontenerowa

jowych, peronów oraz ulic i placów. Słupy EOP mają w szczycie średnicę 150 mm i pogrubioną nasadę na skrzynkę bezpiecznikową oraz zintegrowaną ze słupem głowicę z możliwością mocowania jedno i wieloramiennego wysięgnika (zastępcza siła wierzchołkowa słupa EOP to 2,5 kN). Standardowym wyposażeniem słupa jest estetyczna osłona głowicy, oraz „wandaloodporna” kompozytowa osłona skrzynki bezpiecznikowo-złączeniowej z listwą zaciskową, do podłączenia linii kablowej 2x5x35 mm 2. Słupy EOP produkujemy w systemie zgodności 1 z betonu klasy C40/50 i oznaczone znakiem CE zgodnie z normą PN-EN 40-4:2008. Posiadamy pełen asortyment najwyższej jakości osprzęt potrzebny do instalacji naszych słupów.

Strunobetonowe wirowane konstrukcje wsporcze typu ETG (i ETGw) to kolejny nasz flagowy produkt. Przeznaczone są do budowy sieci trakcji kolejowych, oraz tramwajowych, mocowanych na fundamentach zakończonych śrubami, z odpowiednio przyjętym standardem. Wyposażony on jest od dołu w stalową głowicę z czterema otworami montażowymi, rozmieszczonymi w odpowiednich rozstawach w zależności od rodzaju użytego fundamentu i funkcji słupa.

Wewnątrz słupa znajduje się otwór, który wykorzystano do przeprowadzenia przewodu uziemienia. W dolnej części przewód uziemiający jest połączony z głowicą. Słupy ETG wyposażone są w tuleje gwintowane M8 do montażu znaków regulacji osi toru.

Od 2006 roku jesteśmy producentem w pełni wyposażonych nasłupowych stacji transformatorowych, oraz stanowisk słupowych w dowolnej konfiguracji usytuowania, względem napowietrznej lub kablowej linii zasilającej NN i SN, oraz osprzętu do wywieszenia sieci trakcji elektrycznej na słupach ETG. Nasze słupowe stacje transformatorowe uwzględniają zastosowanie nowych materiałów i urządzeń, oraz nowe wymogi zmierzające do uproszczenia eksploatacji i zwiększenia bezpieczeństwa obsługi oraz osób postronnych. Podstawową dokumentacją wykonawczą stacji jest opracowanie wykonane przez ENERGOLINIA Poznań Sp. z o.o., które zostało przyjęte do powszechnego stosowania przez Zespół Zadaniowy PTPiREE. Naszym nowym produktem są wąskotrzonowe strunobetonowe słupy linii WN 110 kV, w wersji jedno i dwutorowej.

Dedykowane są on dla modernizowanych i nowo budowa-

50

nych linii napowietrznych. Sposób połączenia słupa z fundamentem daje możliwość szybkiego montażu, szczególnie na liniach modernizowanych, lub w pobliżu linii działających.

Innowacyjne, ukryte połączenie poprzecznika ze słupem, będące rozwiązaniem opatentowanym, daje duże udogodnienia dla tej serii słupów: skrócony czas montażu, możliwość szybkiej wymiany poprzecznika, nawet po kilkudziesięciu latach eksploatacji, jak również daje możliwość wymiany poprzecznika na mocniejszy, celem powiększenia przekroju przewodów przemysłowych. Ponadto, niska masa zaprojektowanych poprzeczników, mała ilość elementów składowych, daje niższe niż dotąd koszty budowy. Maleją znacznie również koszty konserwacji, gdyż trzon strunobetonowy nie wymaga takich działań.

Zaletami naszych nowych słupów są: wąskie gabaryty konstrukcji, odporność na kradzież i dewastację, trudność wejścia na konstrukcję dla osób niepowołanych, możliwość stosowania w zastępstwie starych serii słupów np. SBO, S12, Sc185 czy B2.

Produkt ten jest owocem wielomiesięcznych prac doświadczonych projektantów, i realizacją ambitnych planów Zarządy Spółki „Strunobet-Migacz”. Rozwiązanie konstrukcyjne słupów powstało w ścisłej współpracy ze specjalistami z Energoprojekt - Kraków.

W swojej ofercie posiadamy również maszty strunobetonowe, które oznaczają się wysokimi parametrami technicznymi, oraz walorami estetycznymi. Nowatorska technologia użyta do ich produkcji minimalizuje ilość widocznych połączeń, jak również znacząco wpływa na zwiększoną wytrzymałość, oraz wysoką odporność na warunki atmosferyczne.

Spółka jest również producentem kontenerowych stacji transformatorowych, w monolitycznych obudowach żelbetowych. Nowoczesna linia produkcyjna pozwala na produkcję całej gamy stacji, od małogabarytowych typu KSZ, do wielkogabarytowych KSW, w technologii betonu samozagęszczalnego SCC o wytrzymałości powyżej C30/37. Produkcja obudów odbywa się bez użycia wibratorów, w szczelnych formach stalowych. Wykonane odlewy żelbetowe wykańczane są przez malowanie i nałożenie tynków zewnętrznych, zgodnie z życzeniami klientów. Następnie są wyposażane kompleksowo w urządzenia elektryczne z transformatorem włącznie.

W 2019 roku, wprowadziliśmy kolejny produkt do swojej oferty asortymentowej, są nim prefabrykowane pale fundamentowe, stosowane jako podstawa do mocowania stalowych lub strunobetonowych konstrukcji wsporczych do mocowania sieci trakcyjnej oraz tramwajowej. Fundamenty produkowane są w długościach od 2,5m do 5,0m. Poza fundamentami palowymi pod słupy trakcyjne firma Strunobet-Migacz produkuje także pale spełniające funkcje kotew odciągów sieci trakcyjnej. Instalację fundamentów poprzez „wbijanie” wykonuje się przy pomocy palownicy torowej lub torowo-drogowej. Wyrób posiada certyfikat zakładowej kontroli produkcji nr 2311–CPR–170 wydany przez Instytut Materiałów Budowlanych i Technologii Betonu.

W związku z tym, że zależy nam na stałym rozwoju firmy, nasi specjaliści stale pracują nad doskonaleniem naszych wyrobów, oraz wdrażaniu nowych technologii. Wysoka jakość naszych produktów, oraz profesjonalizm w zarządzaniu firmą, zostały docenione przez naszych klientów, partnerów i instytucje okołobiznesowe. Na produkty, firma posiada rekomendacje Stowarzyszenia Elektryków Polskich. Ponadto, w poszukiwaniu nowatorskich rozwiązań, współpracujemy z Instytutem Budownictwa Politechniki Wrocławskiej.

Strunobet n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Nowe narzędzia przeciwko kradzieżom prądu Nowa aplikacja wskazująca potencjalne punkty, w których może występować nielegalny pobór energii pomoże pracownikom TAURONA w przeciwdziałaniu kradzieżom energii.

W

ażnym elementem działań TAURON Dystrybucja, poprawiającym skuteczność wykrywania kradzieży prądu jest rozwój narzędzi informatycznych, które w połączeniu z wiedzą ekspercką pracowników, pomagają w wyeliminowaniu tego negatywnego zjawiska.

- Od lipca wykorzystujemy w naszej codziennej pracy aplikację, która po wprowadzaniu odpowiednich parametrów w zautomatyzowany sposób wskazuje potencjalne punkty, w których może występować kradzież prądu. Wyselekcjonowane w ten sposób obiekty w pierwszej kolejności podlegają sprawdzeniu przez pracowników technicznych, zajmujących się eksploatacją układów pomiarowych – tłumaczy Leszek Wojtachnio, dyrektor ds. technicznych w TAURON Dystrybucja Pomiary.

Niebezpieczna kradzież prądu

Działania prewencyjne i kontrolne spółki prowadzone są na szeroką skalę. Co roku wykonywanych jest kilkadziesiąt tysięcy kontroli pod kątem możliwości występowania nielegalnego poboru. W ubiegłym roku firma wykryła cztery tysiące takich przypadków.

Nielegalny pobór energii to bardzo niebezpieczne zjawisko, które stwarza realne zagrożenie porażenia ludzi oraz wywołania pożaru. Najczęściej kradzież prądu wiąże się z uszkodzeniem instalacji elektrycznej w budynku oraz z prowizorycznymi podłączeniami, które zagrażają bezpieczeństwu nie tylko osób nielegalnie pobierających energię, ale również ich sąsiadów. Zjawisko nasila się w miesiącach zimowych, w których energia jest pobierana również do ogrzewania budynków.

Dla każdego, kto podejrzewa kradzież prądu w swoim są-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

siedztwie lub okolicy TAURON oferuje jeden uniwersalny numer telefonu 32 606 0 616 oraz gwarantuje pełną anonimowość zgłaszającym.

- TAURON Dystrybucja prowadzi systematyczne prewencyjne działania mające na celu przeciwdziałanie kradzieży energii elektrycznej. Włączamy się również w kampanie społeczne informujące o negatywnych skutkach zjawiska i jego konsekwencjach prawnych oraz współpracujemy na bieżąco z policją – mówi Ewa Groń, rzecznik prasowy TAURON Dystrybucja.

Nielegalny pobór energii jest kwalifikowany jako czyn zabroniony podlegający karze pozbawienia wolności od 3 miesięcy do 5 lat, ma też znaczące konsekwencje finansowe.

W związku z obecną sytuacją, TAURON kładzie ogromny nacisk na bezpieczeństwo sanitarne przeprowadzanych kontroli, a tym samym obowiązek stosowania się pracowników do rozporządzeń Rady Ministrów dotyczących COVID-19 oraz zaleceń Głównego Inspektora Sanitarnego. Podobnego działania i troski o wspólne bezpieczeństwo spółka oczekuje od swoich klientów.

Podczas kontroli klient w każdej chwili może sprawdzić tożsamość przedstawicieli spółki. Kontrolujący przed przystąpieniem do prac okazują upoważnienie do kontroli oraz legitymacje służbowe. Na każdym upoważnieniu znajduje się imienna pieczątka z podpisem oraz numerem kontaktowym do osoby, która upoważnienie wystawiła. Jeśli jednak klient nadal ma wątpliwości i chce potwierdzić tożsamość pracowników lub reprezentantów TAURONA, może to zrobić również pod numerem telefonem 32 606 0 616.

TAURON Polska Energia S.A n

51

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Smart Grid będzie filarem miast przyszłości Za niecałe 40 lat 70% ludności świata będzie żyło w miastach. Rosnące zaludnienie nie pozostanie bez wpływu na obciążenie sieci energetycznych i wodociągowych, co odbije się na budżetach miast i będzie negatywnie oddziaływać na środowisko naturalne. Aby odwrócić ten trend miasta muszą postawić na inteligentne rozwiązania, które zastąpią przestarzałe technologie i pomogą ograniczyć ślad węglowy. Jednym z nich, szczególnie wspieranym przez Schneider Electric, są inteligentne sieci elektroenergetyczne Smart Grid, które już dziś stają się filarem miast przyszłości.

D

la Schneider Electric oprócz rozwoju tzw. inteligencji miasta w takich dziedzinach, jak usługi publiczne, transport, wodociągi, szczególnie ważne są kwestie zarządzania energią. Wcześniej czy później miasta będą musiały zmierzyć się z pytaniem, jak wraz ze wzrostem ich populacji, a co za tym idzie coraz większym zapotrzebowaniem na prąd płynący przez starzejącą się infrastrukturę, zapewnić niezawodny, bezpieczny i zrównoważony przepływ energii. Jak, realizując ten cel, zmniejszyć ślad węglowy i ogólny wpływ na środowisko naturalne? Odpowiedzią Schneider Electric są systemy Smart Grid.

52

Smart Grid, czyli inteligentne sieci elektroenergetyczne – krok w przyszłość już dziś?

Przedstawiciele branży energetycznej są zgodni, że od czasów Thomasa Edisona infrastruktura elektryczna nie zmieniła się zbyt drastycznie. Nie ma w tym nic dziwnego, bo w tej branży innowacje technologiczne pojawiają się mniej więcej co dziesięć lat, a np. takie urządzenia jak rozdzielnice napięcia mogą pracować nawet przez 40 lat, stając się stałym elementem architektury w konserwatywnych i scentralizowanych sieciach przesyłu energii.

Ponadto, operatorzy energetyczni potrzebują stabilności i nie zawsze sięgają po nowe technologie. Wynika to

z faktu, że konserwacja i naprawa urządzeń o długiej żywotności jest po prostu łatwiejsza dla załóg serwisowych.

Jednak mając na względzie wyzwania stojące przed miastami przyszłości, nadszedł czas, aby zmienić sposób, w jaki produkujemy, przesyłamy i zużywamy energię elektryczną. Pomoże w tym technologia telekomunikacyjna, która w przeciwieństwie do sieci energetycznych przez dekady zmieniła się nie do poznania – jest wszechobecna, bezprzewodowa i jest podstawą działania Smart Grid. ujący funkcje przesyłowe i dystrybucyjne energii elektrycznej, który zarządzany jest z wykorzystaniem programowalnych urządzeń cyfrowych. Łączy sieci energetyczne i infrastrukturę IT, in-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

tegrując wszystkich uczestników rynku energetycznego: producentów, operatorów, konsumentów i prosumentów (zarówno indywidualnych, jak i przemysłowych), aby efektywnie zrównoważyć popyt i dostarczyć coraz bardziej zaawansowane narzędzia do zarządzania energią w miastach. Smart Grid ułatwia dostawcom i konsumentom uzyskiwanie potrzebnych informacji o energii w czasie rzeczywistym i wykorzystuje te informacje do dostarczania, magazynowania, zużycia i zakupu energii elektrycznej w określonych ilościach we właściwym czasie.

Internet rzeczy, automatyzacja, analiza

Choć branża elektryczna jest uważana za jedną z najbardziej konserwatywnych pod względem ulepszania technologii to miasta nie mogą sobie pozwolić na ignorowanie istniejącej już warstwy technologicznej. Pierwszym krokiem do uczynienia ich inteligentniejszymi powinna być optymalizacja istniejących systemów w taki sposób, aby nie tylko poprawić ich podstawową wydajność, ale także przygotować je do integracji z nowszymi, bardziej zaawansowanymi rozwiązaniami.Dążenie do tego, aby „wszystko zostało połączone” powinno stać się nadrzędnym celem modernizacji, która w pierwszej kolejności

postawi na wykorzystanie IIoT do monitorowania krytycznych zasobów infrastruktury. Ale to, że wdrożymy nowe rozwiązania i urządzenia, nie oznacza, że będziemy wykorzystywać je w pełni. Liczniki, przekaźniki i czujniki muszą być podłączone do zaawansowanych narzędzi analitycznych i zarządzających. To dzięki tym rozwiązaniom z zakresu inteligentnych sieci można zrobić coś więcej niż tylko lokalizować awarie.

Smart Grid nabiera szczególnego znaczenia w przypadku OZE, ponieważ sieć, jaką znamy od ponad 100 lat, przekształca się w sposób, który będzie wyzwaniem dla konwencjonalnego zarządzania energią. Monitorowanie oraz pomiary staną się kluczowe dla zrównoważenia podaży i popytu odnawialnych, rozproszonych zasobów energii (DER), które wkrótce prześcigną tradycyjne wytwarzanie z paliw kopalnych.

Tutaj z pomocą przyjdzie sztuczna inteligencja, która będzie odgrywać coraz większą rolę w procesach prognozowania zapotrzebowania na moc i energię elektryczną czy w przewidywaniu trendów cenowych na rynkach.

Studium dobrych przypadków

Smart Grid zmienia funkcjonowanie dostawców energii elektrycznej. Minimalizuje ilość awarii, redukuje czas przerw w dostawie prądu i w konsekwencji

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

może dawać tańszą oraz pozostawiającą mniejszy ślad węglowy energię. Korzyści płynące z przejścia na inteligentne rozwiązania dobrze obrazują przykłady wdrożeń, jakich w ostatnim czasie dokonał Schneider Electric w Polsce.

Aby zapewnić większą niezawodność i znacznie skrócić czas przywracania zasilania, największy dystrybutor energii w Polsce - Tauron Dystrybucja S.A - zautomatyzował sieci SN poprzez wdrożenie rozproszonego systemu FDIR (Fault Detection Isolation and Restoration) typu Self Healing Grid oferowanego przez Schneider Electric. Odpowiednio zaprojektowany system automatyki restytucyjnej pozwala na szybką identyfikację miejsca zwarcia, wyizolowanie uszkodzonego fragmentu sieci i automatyczne przywrócenie zasilania odbiorcom, którzy korzystają z nieuszkodzonej części sieci.

We Wrocławiu, gdzie wprowadzono ten system, ok. 10% odbiorców jest chronionych przez rozproszony FDIR. System zaawansowanego zarządzania dystrybucją umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym sytuacji w całej sieci, pozwala na ocenę jej bieżącego stanu i błyskawiczne wychwytywanie problemów. Jedną z zalet takiego rozwiązania jest bardzo krótki czas przywracania zasilania – czas identyfikacji i izolacji zwarcia oraz powrotu zasilania w „zdrowych” fragmentach sieci jest krótszy niż 30 sekund, a więc znacznie poniżej wymaganych przez Urząd Regulacji Energetyki 180 sekund.

Z kolei automatyzacja sieci kablowych w PGE Dystrybucja S.A. Oddział Białystok, który jest największym dystrybutorem energii elektrycznej w północno-wschodniej Polsce przyniosła wymierne korzyści odbiorcom, ponieważ czas przywrócenia zasilania dla użytkowników skrócił się z godziny do nawet 10 sekund.

Tym samym inteligentna sieć zwiększa satysfakcję klientów i minimalizuje utratę przychodów przedsiębiorstw.

Wykorzystując paletę rozwiązań Schneider Electric w ramach architektury EcoStruxure, możliwe staje się zautomatyzowane wykrywanie usterek, usprawnienie konserwacji, a także usuwanie awarii w sposób nieinwazyjny dla odbiorcy końcowego. Co równie istotne – EcoStruxure ułatwia zarządzanie zasobami energii w taki sposób, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu odbiorców, przy jednoczesnej optymalizacji wydajności sieci, ograniczeniu emisji zanieczyszczeń, a także podnoszeniu standardu usług.

Schneider Electric n

53

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zabezpieczenie drganiowe łożyskowań silników elektrycznych

Temat dotyczy silników elektrycznych na łożyskach tocznych

Awaria łożyska w silniku elektrycznym może mieć różne skutki. W najlepszym przypadku jeśli będzie konieczna wymiana tylko samego łożyska. Jest tu mowa o awarii łożyska, a nie o planowanej wymianie łożyska wskutek wyników prowadzonego monitoringu stanu łożyska. Chociaż często zdarzają się awarie łożysk nie wynikające ze złego stanu łożyska, lecz z innych przyczyn co będzie zobrazowane przykładami awarii w dalszej części artykułu. W najgorszym przypadku awaria łożyska może prowadzić do zniszczenia łożyska, elementów łożyskowania i zatarcia wirnika o stojan. W wielu przypadkach takie zniszczenia czynią naprawę silnika nieopłacalną. Obecnie takich awarii zdarza się coraz mniej z uwagi na zabezpieczenia temperaturowe łożysk. W większości silników są instalowane czujniki temperatury (najczęściej termorezystory Pt100) w komorze łożyskowej jak najbliżej pierścienia zewnętrznego łożyska tocznego.

W

ymagane jest w DTR podłączenie czujników temperatury łożysk w system zabezpieczeń automatycznie wyłączający napięcie z silnika przy przekroczeniu temperatury dopuszczalnej. Z reguły alarm przy temperaturze 95°C i automatyczne wyłączenie po przekroczeniu temperatury 100°C. Niestety w wielu przypadkach (również obecnie) czujniki służą tylko do odczytu temperatury łożysk, i nie są włączone w automatyczny system zabezpieczeń silnika. Podłączenie czujników temperatury w automatyczny system zabezpieczeń na pewno uchroni silnik przed najgorszym przypadkiem zatarcia wirnika o stojan. Lecz nie zawsze uchroni przed zniszczeniem oprócz łożyska pozostałych elementów łożyskowania takich jak pokrywki łożyskowe, uszczelnienia, labirynty, odrzutniki smaru, komorę tarczy łożyskowej, wał wirnika.

Takie przykłady będą przedstawione w dalszej części opracowania.

Zniszczenie łożyska tocznego następuje w skutek jego zatarcia gdy zamyka się

54

luz wewnętrzny do wartości ujemnej ponad granicznej i elementy toczne przestają się toczyć po bieżniach, a zaczynają się ślizgać. Wydziela się duża ilość ciepła wskutek tarcia ślizgowego.

Na powierzchniach styku elementów tocznych z bieżniami temperatura może nawet wzrosnąć do kilkuset stopni.

Jeżeli silnik nie zostanie niezwłocznie wyłączony zniszczenia oprócz łożyska mogą objąć również pozostałe elementy łożyskowania. Dowodem potwierdzającym opisany powyżej proces zacierania łożyska jest przykład awaryjnego wyłączenia silnika.

Przykład 1 Silnik został wyłączony przez czujnik drgań włączony w system automatyczny zabezpieczeń z nastawą 4,6 mm/s.

Stwierdzono, że po wyłączeniu wał silnika płynnie i swobodnie się obraca. Na życzenie przybyłych specjalistów EMITu uzyskano zestawienie rejestru drgań i temperatury łożyska z czasu wyłączenia silnika co obrazuje załącznik nr 1.

Drgania na komorze łożyskowej silnika od strony napędu wzrosły gwałtownie z wartości 0,7 mm/s do 15 mm/s. Silnik pracował na wolnym powietrzu. Wyłączenie nastąpiło chłodną nocą o godzinie 3:12 dnia 29.10.2012 r. W momencie wyłączenia temperatura łożyska wynosiła zaledwie 28°C. Po wyłączeniu wskutek bezwładności przekazywania ciepła z pierścienia zewnętrznego łożyska do komory łożyskowej tarczy temperatura wzrosła do 32°C. Tak nagły duży wzrost drgań mógł być spowodowany tylko gwałtownym przyhamowaniem obrotu wirnika silnika przez łożysko.

Pierwszy moment przycierania nastąpił 8 minut wcześniej o godzinie 3:04 następny o godzinie 3:08. Jednak wzrost drgań nie przekroczył 2,5 mm/s i czujnik drgań nie spowodował wyłączenia silnika. Już od pierwszego przyhamowania widać powolny wzrost temperatury łożyska. W celu potwierdzenia opisanego powyżej procesu zacierania zdemontowane łożysko zostało rozebrane. Widok kulek i bieżni łożyska obrazuje fotografia załącznik nr 2.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Widok kulek i bieżni łożyska wskazuje na ślady tarcia ślizgowego i wzrost temperatury kulek w miejscach ślizgania (ciemnobrązowe pasy) do kilkuset stopni, gdy temperatura mierzona w pobliżu pierścienia zewnętrznego łożyska wskazywała zaledwie 28°C. Gdyby wyłączenie silnika nastąpiło po osiągnięciu przez czujnik temperatury 100°C prawdopodobnie zatarłyby się pozostałe elementy łożyskowania (pokrywki łożyskowe, uszczelnienia, labirynty, komora tarczy łożyskowej, wał silnika), lecz drganiowe wyłączenie silnika uchroniło je przed uszkodzeniem Tarcie ślizgowe elementów tocznych po bieżniach łożyska następuje gdy promieniowy luz wewnętrzny łożyska skasuje się aż do wartości ujemnych ponad granicznych. Bieżnie pierścieni zewnętrznych łożysk, gdzie luz promieniowy skasował się do wartości ujemnych mają ślad współpracy z elementami tocznymi na całym obwodzie. Dla łożysk kulkowych ślad współpracy jest jednakowej szerokości na całym obwodzie, a w przypadku, gdy dodatkowo działały duże siły osiowe jest usytuowany asymetrycznie w stosunku do szerokości łożyska co było widoczne w rozebranym łożysku. Na pierścieniu wewnętrznym ślad usytuowany jest po przeciwnej stronie. Skasowanie luzu do zera jest idealnym przypadkiem jednak zaciśnięcie do wartości ujemnych zwiększa naciski i zmniejsza żywotność, a przy wartościach granicznych następuje przejście toczenia elementów tocznych w tarcie ślizgowe co prowadzi w bardzo szybkim czasie do zatarcia łożyska. Zależność trwałości łożyska od luzu wewnętrznego obrazuje wykres w załączniku nr 3.

Bieżnie pierścieni zewnętrznych łożysk, w których luz promieniowy nie kasował się do zera mają ślady współpracy z elementami tocznymi tylko na części obwodu (z reguły na dolnej części jeśli nie ma napędu pasowego) co obrazuje fotografia załącznik nr 4.

Przyczyny skasowania luzu promieniowego w łożyskach tocznych do ponad granicznych wartości ujemnych mogą być różne. W zanotowanych przypadkach w łożyskach kulkowych najczęściej następowało przy silnym parciu osiowym od maszyny napędzanej.

Parcie osiowe od maszyny napędzanej może nastąpić jeśli są większe odległości między ustalającymi wzdłużnie łożyskami silnika i maszyny napędzanej wskutek termicznych wydłużeń (skróceń) elementów połączenia napędu gdy zastosowane sprzęgło nie kompensuje przesunięć osiowych bez od-

Załącznik nr 1. Wykres drgań i temperatury łożyska.

Załącznik nr 2. Fotografia kulek i bieżni łożyska.

Załącznik nr 3. Zależność trwałości łożyska od wewnętrznego luzu promieniowego.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

55

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Załącznik nr 4. Fot. bieżni pierścienia zewn. łożyska z nieskasowanym luzem promieniowym Załącznik nr 5. Nacisk N między kulkami i bieżniami łożyska przy sile wzdłużnej P.

Załącznik nr 6. Wykres temperatury łożyska

Załącznik nr 7. Wykres drgań łożyska

56

działywania siłami wzdłużnymi (np. sprzęgło membranowe). W takiej sytuacji najlepsze jest zastosowanie sprzęgła zębatego, które kompensuje przesunięcia wzdłużne bez oddziaływania siłami osiowymi. Najwięcej przypadków uszkodzenia łożysk z powodu parcia osiowego było dla silników napędzających pompy przez sprzęgło dwumembranowe pracujących na wolnym powietrzu i zdarzało się to w okresie zimowym gdy temperatura otoczenia silników była niska (ciągnięcie poprzez sprzęgło membranowe w kierunku pompy). Sprzęgła dwumembranowe doskonale nadają się do silników na łożyskach ślizgowych z wyluzowanym łożyskiem od strony napędu (pływający +/-3 mm wał silnika) ponieważ ograniczają przesuw osiowy wału silnika zabezpieczając przed niedopuszczalnym przesunięciem się jego w skrajne położenia. Jednak dla silników na łożyskach tocznych szczególnie pracujących w zmiennych temperaturach najlepsze są sprzęgła zębate dwustronne z tuleją pośredniczącą dopuszczające swobodny przesuw wałów w granicach +/- 2…3 mm. Dodatkowym czynnikiem zamykającym luz promieniowy łożyska była duża różnica temperatur pierścienia wewnętrznego i zewnętrznego łożyska. Pierścień wewnętrzny łożyska ma wyższą temperaturę od pierścienia zewnętrznego szczególnie jeśli tarcza łożyskowa, w której osadzony jest pierścień zewnętrzny ma niską temperaturę. Właśnie takie przyczyny spowodowały skasowanie luzu wewnętrznego łożyska w omawianym powyżej przypadku 1. Niska temperatura otoczenia, niska temperatura tarczy ło-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE żyskowej, dość duża odległość między łożyskami ustalającymi silnika i pompy, napęd poprzez sprzęgło dwumembranowe. Łożyska kulkowe nie są przeznaczone do przenoszenia większych sił osiowych co jest oczywiste, gdyż siła osiowa powoduje wielokrotnie większe naciski między kulkami i bieżniami co obrazuje rysunek (zał. nr 5).

Przyczyny zamknięcia się luzu wewnętrznego do wartości ujemnych ponad granicznych i zatarcia łożyska oprócz omawianych powyżej mogą być inne. Może to być niewłaściwe smarowanie, wada łożyska, szybko pogarszający się stan nie monitorowanego łożyska. Niekiedy przyczyny są trudne do ustalenia, szczególnie jeśli nastąpi jego całkowite zniszczenie.

Przykład 2 W omawianym poniżej przykładzie 2 nastąpiło całkowite zniszczenie łożyska i pozostałych elementów łożyskowania.

Należało wymienić na nowe oprócz łożyska tarczę łożyskową, wirnik silnika, pokrywki łożyskowe, odrzutnik smaru i labirynt. Zdobyte przez specjalistów EMIT wykresy temperatury łożyska (załącznik nr 6) i prędkości drgań (załącznik nr 7) wskazują, że ani czujniki drgań ani nawet czujniki temperatury łożysk silnika nie były włączone w system automatycznych zabezpieczeń silnika.

Temperatura komory łożyskowej silnika doszła aż do 330°C aż pojawił się dym i czujniki dymu wyłączyły silnik.

Na wykresie drgań widać, że zacierania zaczął się o godzinie 9:32:30. Nastąpił nagły wzrost drgań by po pół minucie o godzinie 9:33 z wartości 5 mm/s osiągnąć 20 mm/s (duża wartość drgań 5 mm/s wynikała z niezbyt sztywnego posadowienia silnika na wysokiej ramie). Od godziny 9:34 widać bardzo szybki wzrost temperatury łożyska z temperatury 46°C by po minucie o godzinie 9:35 osiągnęło temperaturę 100°C. Gdyby w tym momencie czujnik temperatury automatycznie wyłączył silnik zniszczenia elementów łożyska mogłyby być nie tak rozległe. Niestety dopiero czujnik dymu wyłączył silnik o godzinie 9:43 Gdyby czujnik drgań był włączony w automatyczny system zabezpieczeń jak wynika z wykresu drgań (załącznik nr 7) wyłączenie silnika nastąpiłoby o godzinie 9:33. W tym czasie temperatura komory łożyskowej była jeszcze na ustalonym niewielkim poziomie około 50°C. Wartości drgań i temperatury komory łożyskowej silnika z godziny 9:33 (nagłego wzrostu drgań) zaznaczone

Załącznik nr 8. Fotografia strony napędowej silnika.

Załącznik nr 9. Fotografia łożyska i wału.

są na wykresach (zał. nr 6 i 7) rzędną koloru czerwonego Wyłączenie automatyczne silnika z zasilania czujnikiem drgań wymagałoby jedynie wymiany samego łożyska i uchroniłoby przed uszkodzeniem pozostałe elementy łożyskowania łącznie z tarczą łożyskową i wirnikiem, które uległy zniszczeniu.

Przykład 3 Silnik w wykonaniu przeciwwybuchowym zainstalowanym na wolnym powietrzu napędzał pompę paliw poprzez sprzęgło dwumembranowe. W dniu 2 stycznia 2014r nastąpiło automatyczne wyłączenie silnika poprzez czujnik temperatury łożyska.

Po rozmontowaniu stwierdzono uszkodzenie oprócz łożyska pozostałych elementów łożyskowania

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

(pokrywek łożyskowych, uszczelnień ognioszczelnych, labiryntów, komory łożyskowej tarczy i wału silnika). (zał.

8, zał. 9) Przyczyna uszkodzenia łożyska podobnie jak w przypadku 1. Podobny odbiór i przeniesienie napędu przez sprzęgło dwumembranowe (fot. zał. nr 10), niska temperatura otoczenia przy dość dużej odległości między łożyskami silnika i pompy.

Na życzenie specjalistów EMIT zestawiono rejestr drgań i temperatury łożyska z okresu awarii (załącznik nr 11).

Z wykresów widać, że zacieranie łożyska nastąpiło między godziną 16:28, a 16:29 (dokładniejsze określenie uniemożliwia czasowy odstęp pomiędzy kolejnymi zapisami rejestrów). Po 4÷5 minutach zaczęła rosnąć temperatura łożyska z 42°C aby o godzinie 16:38

57

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Załącznik nr 10. Fot. sprzęgła dwumembranowego.

Załącznik nr 11. Wykres drgań i temperatury łożyska

Załącznik nr 12. Wykres drgań i temperatury łożysk.

58

czyli po 9÷10 minutach od pierwszego przytarcia osiągnąć temperaturę 100°C, gdzie silnik został automatycznie wyłączony. (Rejestracja okresowa na wykresie nie zanotowała dojścia temperatury do 100°C z uwagi na wcześniejsze wyłączenie przez bezzwłoczny system zabezpieczeń). Ale w tym czasie temperatura w łożysku wynosiła już kilkaset stopni C. Silnik był sztywno posadowiony na zabetonowanej ramie i miał bardzo niski poziom drgań. Przed awarią poziom drgań na łożysku str. DE wynosił RMS 0,4 mm/s. W momencie przytarcia nastąpił gwałtowny wzrost drgań (przyhamowanie wirnika) do wartości 3,3 mm/s. Wartościowo nie jest to duża wartość drgań jednak jest to chwilowe ponad 8-krotny wzrost drgań. Gdyby w tym momencie silnik został wyłączony wymagana byłaby wymiana jedynie samego łożyska.

Spadek wartości drgań i brak pików przez następnych kilka minut wskazuje, że kulki łożyska ślizgały się po bieżniach nie powodując przyhamowań. Bardziej możliwe, że po zablokowaniu łożyska pierścień zewnętrzny ślizgał się w komorze łożyskowej lub pierścień wewnętrzny ślizgał się po wale. W końcowej fazie tarły o siebie inne elementy łożyskowania wydzielając duże ilości ciepła (w pierwszej kolejności uszczelnienie ognioszczelne z powodu małej szczeliny).

Z pierwszego przykładu wynika, że zabezpieczenie termiczne nie uchroniłoby przed rozległymi uszkodzeniami silnika, lecz drganiowe uchroniło silnik. Trzeci przykład potwierdza, że zabezpieczenie termiczne łożyska nie uchroniło silnika przed rozległymi uszkodzeniami.

Przykład 4 Silnik dSh500H2BF w dniu 02.10.2014 kilka godzin po uruchomieniu został automatycznie wyłączony pikiem drganiowym o amplitudzie 6 mm/s.

Drgania wzrosły raptownie z poziomu 0,5 mm/s (wykres zał. nr 12). W tym czasie temperatury łożysk silnika nie przekraczały 44°C. Przyczyną nagłego wzrostu drgań było zablokowanie łożyska spowodowane skasowaniem luzu promieniowego. Wpływ na to miało parcie osiowe na łożysko co potwierdza asymetria śladu współpracy kulek na bieżni pierścienia wewnętrznego łożyska (fot. zał. nr 13). Nic się nie uszkodziło, wymieniono jedynie łożysko na nowe.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Przykład 5 W dniu 15.10.2014 o godzinie 04:22 w niecałe dwie godziny po uruchomieniu nastąpiło automatyczne wyłączenie podobnego silnika pi-

Załącznik nr 13. Fot. asymetrii śladu współpracy kulek z bieżnią pierścienia wewnętrznego łożyska.

kiem drganiowym (wzrost wartości z 1,8 mm/s do 5,6 mm/s) co jest widoczne na wykresie zał. 14. W tym czasie temperatury łożysk nie przekraczały 27°C. Przyczyną było zablokowanie łożyska. Nic się nie uszkodziło.

Wymieniono jedynie łożysko na nowe.

Gdyby nie nastąpiło automatyczne wyłączenie silników pikiem drganiowym to wyłączenie czujnikiem temperaturowym przy 100°C w tych silnikach mogłoby być zbyt późne

Załącznik nr 14. Wykres drgań i temperatury łożyska.

Załącznik nr 15

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

59

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE i zniszczenia w silnikach mogły być bardzo duże aż nawet do konieczności wymiany wirnika, stojana i całych węzłów łożyskowych. W opisanych powyżej przypadkach ze względu na nierozszerzenie treści artykułu pominięte są działania zabezpieczające przed blokowaniem się łożysk w przyszłości.

Przykład 6 Silnik pracował na wolnym powietrzu i napędzał pompę. Nie był wyposażony w czujniki drgań. W komorach łożyskowych były zainstalowane termopary, lecz nie były włączone w system automatycznego wyłączania silnika po przekroczeniu temperatur dopuszczalnych, a jedynie dla sygnalizacji. Wyłączenie nastąpiło ręcznie przez obsługę po sygnalizacji przekroczenia temperatury łożyska. Zakres zniszczeń był ogromny co obrazują fotografie (zał. nr 15, 16, 17).

Naprawa wymagała wykonania praktycznie nowego silnika. Wykorzystano jedynie sam kadłub (bez zniszczonego pakietu stojana) i skrzynki zaciskowe. Powyższy przykład pokazuje, że zabezpieczenie temperaturowe łożyska może być zawodne, szczególnie w przypadku samej sygnalizacji przekroczenia dopuszczalnej temperatury bez automatycznego wyłączenia silnika.

Z przytoczonych przykładów wynika że, najlepszym systemem zabezpieczającym silnik przed jego zniszczeniem po awarii łożyska jest drganiowe automatyczne wyłączenie silnika..

Wartość nastawy drgań powodujących automatyczne wyłączenie silnika nie ma związku z wartością drgań dopuszczalnych i może być niższa, lub wyższa od wartości drgań dopuszczalnych.

Pozostaje pytanie na jakim poziomie ustawić wartość wyłączenia silnika przez czujnik drgań. W pierwszym przykładzie był to wzrost ponad 15 krotny w drugim 4 krotny (z dużych wartości przed awarią) w trzecim 8 krotny, w czwartym 12 krotny, w piątym ponad 3 krotny. Wydaje się, że najrozsądniej próg wyłączenia należałoby ustawić na poziomie 2,5-krotnie większym od drgań mierzonych na komorze łożyskowej w stanie normalnej pracy silnika pod obciążeniem. Krotność nie może być niższa, żeby uniknąć niepotrzebnych wyłączeń silnika w przypadku okresowych wahaniach poziomu drgań. Ważne jest żeby zabezpieczenie drganiowe

60

Załącznik nr 16.

Załącznik nr 17.

łożysk było włączone w automatyczny system wyłączeń silnika. Zapewni to w przypadku awarii łożyska (z różnych przyczyn) uchronienie silnika od rozległych uszkodzeń i tym samym uniknięcie bardzo dużych kosztów naprawy silnika oraz bardzo duże skrócenie czasu usunięcia awarii.

Jan Marek Lipiński Artur Woźniak Zakład Maszyn Elektrycznych EMIT S.A. n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

Wesołych Świąt !!!

Z okazji zbliżających się Świąt Bożego Narodzenia oraz Nowego 2021 Roku Życzymy wszystkim naszym Klientom, szczęścia,, spokoju i pomyślności, Aby Nowy Rok obfitował w sukcesy tak osobiste jak i zawodowe.

tel. +48 511 056 177

• • • •

TARGI

Za nami wyjątkowe targi ENERGETAB®2020 W dniach od 15 do 17 września odbyły się w Bielsku-Białej międzynarodowe targi energetyczne ENERGETAB®2020 i były one rzeczywiście wyjątkowe.

W

yjątkowość tych targów wynikała z ich organizacji w sytuacji trwającej jeszcze pandemii COVID-19 i płynących stąd obaw zarówno wystawców jak i zwiedzających, czy zastosowane środki zabezpieczające, wynikające z wytycznych Głównego Inspektora Sanitarnego zapewnią bezpieczeństwo uczestnikom targów. Obawy te zmieniały się w takt pojawiających się codziennie w mediach informacji o liczbie osób z pozytywnym wynikiem testu na obecność wirusa oraz z ogłaszanymi strefami szczególnie zagrożonych regionów kraju. I chociaż region Bielska-Białej należał do mniej

64

doświadczonych przez pandemię, to obawy nie były wcale mniejsze, co istotnie wpłynęło na mniejszą liczbę wystawców niż w ubiegłych latach a także na mniejszą liczbę zwiedzających targi.

Natomiast patrząc na te targi od strony merytorycznej należy zauważyć, że wśród prezentowanych przez wystawców urządzeń do przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej, zdecydowanie wzrosła liczba produktów związanych z odnawialnymi źródłami energii (panele fotowoltaiczne, pompy ciepła), w tym cała gama falowników, przetworników, baterii akumulatorów, aparatury sterującej i zabezpieczającej czy specjalistycznego oprogramowania. Na tegorocznym ENERGETABie szczególnie ciekawie prezentowała się „strefa elektromobilności”, w której do kilku różnych stacji ładowania można było podłączyć samochody elektryczne siedmiu różnych marek. Kilkoma z nich można też było odbyć jazdy na przygotowanym specjalnie parkingu - ślady po driftach jeżdżącej tam „tesli” pewnie pozostaną na dłużej.

Spore zainteresowanie wzbudził pokaz stawiania słupa tymczasowej linii 110 kV w technologii uniwersalnych modułowych konstrukcji wsporczych (UMKW) zrealizowany przez firmę ARINET w „Strefie Praktycznych Pokazów” zlokalizowanej na poligonie szkoleniowym ZIAD-u. W tej strefie odbywały się też pokazy firmy BUDNIOK wykonywania połączeń egzotermicznych w instalacjach odgromowych. Komplety słuchaczy notowały wykłady i warsztaty pokazowe firmy SONEL, prezentującej wybrane mierniki i testery z bogatej gamy produkowanych aparatów.

Od lat na bielskich targach pojawia się wielu producentów i dostawców z branży oświetleniowej, zarówno jeśli chodzi o źródła światła jak i specjalistyczne oprawy czy słupy oświetleniowe – byli obecni też w tym roku a szczególne zainteresowanie odwiedzających targi przedstawicieli lokalnych samorządów wzbudzało aktywne przejście dla pieszych „smartpole crossing” firmy ALUMAST, zdecydowanie zwiększające bezpieczeństwo pieszych w tych newralgicznych miejscach.

Natomiast w tegorocznym konkursie „na szczególnie wyróżniający się produkt prezentowany na targach” główną nagrodę – Puchar Ministra Klimatu otrzymał Instytut Automatyki Systemów Elektrycznych za System Automatyki DCS MASTER, wspomagający operatorów i inżynierów ruchu przy obsłudze obiektowych procesów technologicznych. Nie sposób wymienić pozostałe nagrodzone produkty - zainteresowanych odsyłamy na stronę energetab.pl Targi ENERGETAB 2020 były skromniejsze niż w ubiegłych latach i dlatego szczególne słowa podziękowania należą się tym 250 wystawcom, którzy ostatecznie zdecydowali się zaprezentować swoją ofertę a przede wszystkim spotkać ze swoimi klientami, licząc się z tym, że niektórzy z nich nie będą mogli przyjechać ze względu na obostrzenia w swoich

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

TARGI firmach czy osobiste obawy. Z dużym zainteresowaniem, szczególnie wśród tych, którzy właśnie nie mogli przyjechać, spotkały się relacje z targów, zamieszczane „na żywo” w mediach społecznościowych - zarówno przez organizatorów targów jak i niektórych wystawców.

Czy zatem organizatorzy słusznie postąpili organizując tegoroczne targi ENERGETAB? Bez większych wątpliwości należy powiedzieć, że tak – i jest to zdanie zdecydowanej większości wystawców tych targów a także organizatorów innych targów w Polsce, którzy pojawili się w Bielsku, aby zobaczyć, jak następuje „odmrażanie” gospodarki i działalności eventowej. Oczywiście, byłoby lepiej, gdyby przyjechało więcej zwiedzających - jednak Ci, którzy zdecydowali się odwiedzić targi, a ze skanowanych kodów paskowych wynika, że było ich 3739 - to nie były osoby przypadkowe lecz z konkretnymi zainteresowaniami i pytaniami do wystawców.

Miejmy nadzieję, że tegoroczne targi ENERGETAB, będą stanowiły wyjątek w swej wieloletniej historii i w przyszłym roku odbędą się już w „normalnych” warunkach.

Dziękując wszystkim Wystawcom i Zwiedzającym za udział w targach już dzisiaj zapraszamy Państwa na przyszłoroczne targi, które odbędą się w dniach od 14 do 16 września 2021 r.

Organizatorzy ENERGETAB

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020

Laureaci KONKURSU TARGOWEGO 33. Międzynarodowych Energetycznych Targów Bielskich ENERGETAB 2020 Statuetka „Złotego Lwa” Fundacji im. Kazimierza Szpotańskiego za produkt: PIRANIA- Innowacyjny system połączeń żył kabli elektroenergetycznych klasy 1, 2 i 5 Cu i AI zgłoszony przez firmę: ERKO sp. z o.o. sp. k.

Puchar Ministra Klimatu za produkt: System Automatyki DCS MASTER zgłoszony przez firmę: Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o.

Nagroda Prezydenta Miasta Bielska-Białej za produkt: Stacja ładowania Power EV. Seria: RS, Model Smart zgłoszony przez firmę: POWER EV Sp. z o.o.

Medale 33. Międzynarodowych Energetycznych Targów Bielskich ENERGETAB 2020:

65

TARGI Medal Złoty za produkt: Technologia Uniwersalnych Modułowych Konstrukcji Wsporczych zgłoszony przez firmę: ARINET Sp. z o.o.

Statuetka Polskiego Stowarzyszenia Branży Elektroenergetycznej za produkt: BB ECO BBE-4-PL1 zgłoszony przez firmę: BRUK-BET PV Sp. z o.o.

Medal Srebrny za produkt: Nowa seria modułowych masztów odgromowych zgłoszony przez firmę: ELKO-BIS Systemy Odgromowe Sp. z o.o.

Medal Prezesa Stowarzyszenia Elektryków Polskich za produkt: Smartpole Charger zgłoszony przez firmę: ALUMAST S.A.

Medal Brązowy za produkt: Układ Automatyki Odciążającej zgłoszony przez firmę: KARED Sp. z o.o.

Puchar Izby Gospodarczej Energetyki i Ochrony Środowiska za produkt: EVSE-01 Adapter do testów stacji ładowania pojazdów elektrycznych zgłoszony przez firmę: SONEL S.A. Statuetka „Złoty Volt” Polskiej Izby Gospodarczej Elektrotechniki za produkt: Akustyczno-optyczny wskaźnik napięcia AOWN-6 zgłoszony przez firmę: Wytwórnia Sprzętu Elektroenergetycznego AKTYWIZACJA Spółdzielnia Pracy

66

Wyróżnienia Honorowe 33. Międzynarodowych Energetycznych Targów Bielskich ENERGETAB 2020: 1. za produkt: Smartpole crossing - aktywne przejście dla pieszych zgłoszony przez firmę: ALUMAST S.A. 2. za produkt: Wyparne urządzenie chłodzące Power Breezer zgłoszony przez firmę: CERBIOMED sp. z o.o.

3. za produkt: Licznik serii 7M 7M.24.8.230.0310 zgłoszony przez firmę: Finder Polska Sp. z o.o.

Puchar redakcji miesięcznika Energetyka za najciekawszą prezentację targową stoiska przyznano dla firmy: SONEL SA

n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 5/2020