Elektroinfo - July/August 2016 by Hioki E.E. Corporation - Test and Measurement

 filtry harmonicznych gwarancją kompatybilności elektromagnetycznej  instalacje fotowoltaiczne – dobór falownika, przewodów i ich zabezpieczeń  rozdzielnice SN

Index Copernicus: 5,46; punkty MNiSW: 6

lipiec-sierpień 2016 (146)

e-mail: redakcja@elektro.info.pl www.elektro.info.pl

7/8

Nakład 9,5 tys. egz. ISSN 1642-8722 indeks 373761 Cena 13,00 zł (w tym 5% VAT)

ENERGETAB, HALA K, STOISKO 15

GRUPA

hgschmitz.de Projekt produktu, projekt interfejsu: schmitz Visuelle Kommunikation

Gira G1 Wszechstronna obsługa technicznego wyposażenia budynku

Więcej informacji pod adresem: www.gira.com/pl

Nowy panel Gira G1 to inteligentne centralne urządzenie do obsługi całego technicznego wyposażenia budynku. Dzięki oferującemu doskonałą jakość obrazu wyświetlaczowi wielodotykowemu wszystkie funkcje systemu KNX można łatwo obsługiwać jednym dotknięciem palca lub gestem. W połączeniu z bramką domofonową IP panel Gira G1 może służyć również jako wideodomofon. Zaprojektowany całkowicie od nowa, intuicyjny interfejs użytkownika Gira sprawia, że obsługa technicznego wyposażenia budynku jak łatwiejsza, niż kiedykolwiek dotąd. Panel Gira G1 można w łatwy sposób zainstalować jak normalny łącznik instalacyjny w jedynej puszce podtynkowej.

Gira G1: iF Design Award 2015, German Design Award 2015 Good Design Award Chicago 2014, ICONIC Awards 2014, Plus X Award 2014, Design Plus 2014

Wyróżnienia

Interfejs Gira: ADC Award 2015, Red Dot Award 2014 Best of the Best

spis treści

s. 63

s. 42

s. 28

od redakcji

piszą dla nas

po godzinach

e.nowości

e.informuje

e.fotoreportaż elektryczne niechlujstwo

e.fotoreportaż Wyspa Wielkanocna i elektryka

e.normy

z kart historii

e.dystrybucja

e.recenzja

e.krzyżówka

napędy i sterowanie

elektromagnetycznej oraz wysokiej sprawności przekształtnikowych układów napędowych

harmoniczne prądów w sieci zasilania

z 12-pulsowymi prostownikami diodowymi

Karol Kuczyński zestawienie przemienników częstotliwości nn

– podstawowe parametry

28 prezentacja

automatyczne przełączniki układów SZR

i energetyki?

38 prezentacja

wyższe harmoniczne i zakłócenia elektryczne

zagrożeniem dla urządzeń i procesów przemysłowych

41 prezentacja

firmy EATON to praktyczna funkcjonalność?

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

jakość energii elektrycznej Kazimierz Herlender, Maciej Żebrowski wpływ szybkości komutacji baterii kondensatorów

na zawartość wyższych harmonicznych

Marta Bątkiewicz-Pantuła, Antoni Klajn aspekty oceny jakości energii elektrycznej w budynku

użyteczności publicznej

prezentacja

fotowoltaika Julian Wiatr instalacje fotowoltaiczne – dobór falownika,

przewodów oraz ich zabezpieczeń

instalacje elektroenergetyczne Paweł Stojanowski prezentacja inteligentne stacje transformatorowe jako element

sieci Smart Grid – rozwiązania firmy Siemens

Karol Kuczyński rozdzielnice SN – rozwiązania zapewniające

Sławomir Bielecki pojazdy elektryczne – przyszłość transportu

Jacek Zarzycki czy obsługa gestów w panelach XV300

systemów energetycznych na przykładzie Malty

Leszek Halicki rejestrator HIOKI MR8847A

Jerzy Szymański

Mirosław Łukiewski

Tomasz Bakoń wpływ energetyki wiatrowej na stabilność małych

miernictwo

Jarosław Czornik filtry harmonicznych gwarancją kompatybilności

Norbert Borek

sieci elektroenergetyczne

bezpieczeństwo

Karol Kuczyński zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry 69

projekt Julian Wiatr uproszczony projekt zasilania i sterowania

nagrzewnicą kanałową

Urządzenia pomiarowe dla przemysłu, energetyki i placówek naukowo-badawczych NOWOŚĆ! MR8827 Rejestrator • Próbkowanie 20 MSa/s • 32 kanały analogowe • 32 kanały logiczne PW6001 Analizator mocy

MR8880-20 Rejestrator • 4 kanały analogowe • 8 kanałów logicznych

www.hioki.com

PROMOCJA!

• • • • •

6 izolowanych kanałów U/I Zakres: do 1500 V/1000 A Pasmo: DC, 0,1 Hz - 2 MHz Dokładność: ±0,02% 5 MSa/s w trybie rejestratora

PW3360-20/21 Mierniki mocy • Pomiary zgodnie z normami 2012/27/EU and EN16247 • Prądy obciążenia od 0,5 do 5000 A i upływowe od 0,05 do 5,0 A w układzie 3PW4 • Moc: od 300 W do 9 MW • Pomiar do 780 V przy zakresie wyświetlania 1000 V

NOWOŚĆ! SM7110/SM7120 Megaomomierze • Napięcie pomiarowe: 2000 V maks. • Maks. wskazanie: 2×1019 Ω • Rozdzielczość: 0,1 fA

NOWOŚĆ! MR8847A Rejestrator

3197 Analizator jakości zasilania

PW3198 Analizator jakości zasilania

• 16/32 kanały, 20 MSa/s • Próbkowanie 20 MSa/s • Pomiar do 1000 V DC przy użyciu modułu w.n.

• 3 kanały pomiarowe U/I • Zgodność z IEC 61000-4-30 • Wykrywanie, rejestracja i klasa A analiza anomalii • Układy pomiarowe od 1F2P • Analiza harmonicznych (do 50.) do 3F4P

WYŁĄCZNY IMPORTER

tel/fax 22 649 94 52, 648 96 84

02-796 Warszawa,

labimed@labimed.com.pl

ul. Migdałowa 10

http://www.labimed.com.pl/

PMPP P

Drodzy Czytelnicy Witam Państwa w wakacyjnym numerze „elektro.info”, który tradycyjnie ukazuje się jako numer łączony. Mimo że rozpoczął się czas letniego wypoczynku, mam nadzieję, że znajdą Państwo chwilę na przeczytanie kolejnego numeru naszego miesięcznika. We wrześniu tradycyjnie odbędą się targi ENERGETAB 2016, które są jedną z bardziej prestiżowych imprez branżowych w kraju, podczas której spotykają się producenci, projektanci, inwestorzy oraz wykonawcy. Tegoroczne, 29. Międzynarodowe Energetyczne Targi Bielskie ENERGETAB zostały zaplanowane w dniach 13–15 września w Bielsku-Białej, do udziału w których serdecznie zapraszam już dziś. Podczas targów zapraszamy na nasze stoisko K15, gdzie tradycyjnie będziemy prowadzić sprzedaż książek. Można będzie nabyć wśród nich najnowszą pozycję książkową pt. „Instalacje elektryczne do zasilania urządzeń elektrycznych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru. Zagadnienia wybrane”, którą przygotowałem wspólnie z Marcinem Orzechowskim w ramach serii wydawniczej „Vademecum elektryka”. W numerze znajdą Państwo kilka ciekawych artykułów merytorycznych poświęconych różnorodnej tematyce z zakresu szeroko rozumianej elektroenergetyki. W dziale „napędy i sterowanie”, Jarosław Czornik opisał filtry harmonicznych w aspekcie kompatybilności elektromagnetycznej przekształtników stosowanych w układach napędowych (s. 20). Uzupełnieniem tego artykułu jest opracowanie Jerzego Szymańskiego, pracownika naukowego Uniwersytetu Techniczno-Humanistycznego w Radomiu, poświęcone filtrom aktywnym w układach napędowych wykorzystujących falownik dwunastostopniowy (s. 25). Natomiast Sławomir Bielecki, pracownik naukowy Politechniki Warszawskiej, wprowadzi Państwa w świat samochodów elektrycznych, które stają się coraz bardziej powszechne (s. 38). W dziale poświęconym jakości energii elektrycznej Maciej Żebrowski oraz Kazimierz Herlender opisali wpływ szybkości komutacji baterii kondensatorów na zawartość wyższych harmonicznych (s. 48). Doskonałym uzupełnieniem tego artykułu jest artykuł Antoniego Klajna i Marty Bątkiewicz-Pantuły, pracowników naukowych Politechniki Wrocławskiej, na temat oceny jakości energii elektrycznej w budynku użyteczności publicznej (s. 52). Natomiast, w jaki sposób dobrać falownik i przewody w systemie PV oraz jak wyłączyć generator w czasie pożaru, dowiedzą się Państwo z mojego artykułu (s. 58). Uzupełnieniem numeru są zestawienia rozdzielnic SN i przemienników częstotliwości, tradycyjnie przygotowane przez Karola Kuczyńskiego. W numerze prezentujemy również uproszczony projekt zasilania i sterowania nagrzewnicą kanałową, która często stanowi wyposażenie hali przemysłowej (s. 82), a także kolejny reportaż poświęcony elektrycznemu niechlujstwu, które zatacza coraz szersze kręgi. Nie zabrakło informacji o zmianach w normalizacji, nowościach oraz relacji z imprez branżowych, w których braliśmy udział. W imieniu zespołu redakcyjnego życzę Państwu miłego wypoczynku i zapraszam do lektury oraz odwiedzenia naszego stoiska podczas wrześniowych targów ENERGETAB w Bielsku-Białej. Miłej lektury.

P P M t s i w y z ec

I MPP

P MPP

PP I M =

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

P M U ·

UM · I MPP U · = IC S

piszą dla nas

dr inż. Sławomir Bielecki Absolwent Politechniki Warszawskiej. Zdobywca III miejsca w Konkursie na Najlepszą Pracę Dyplomową Wydziałów Elektrycznych i Elektronicznych Wyższych Uczelni, zorganizowanego przez Stowarzyszenie Elektryków Polskich. Stopień doktora uzyskał w 2011 roku, specjalność: elektroenergetyka. Od tego też roku zatrudniony jako adiunkt w Instytucie Techniki Cieplnej na Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa (MEiL) Politechniki Warszawskiej. Autor lub współautor kilkunastu referatów i artykułów naukowych, a także wielu opracowań, skryptu oraz poradnika. Wszystkie jego prace są tematycznie związane z problematyką jakości zasilania energią elektryczną, mocy biernej w sieciach elektroenergetycznych, efektywności energetycznej oraz wykorzystania metod inteligencji obliczeniowej w elektroenergetyce. dr hab. inż. Stefan Gierlotka Urodził się w Katowicach w 1949 roku. Absolwent Politechniki Śląskiej w Gliwicach, na Wydziale Górniczym o specjalności elektryfikacja i automatyzacja górnictwa. Stopień naukowy doktora uzyskał z zakresu elektrotechniki górniczej, a habilitował się z elektropatologii działania prądu na człowieka. Pracował na wszystkich szczeblach dozoru ruchu elektrycznego w Kopalni Węgla „Wujek” w Katowicach. Przez 17 lat był ratownikiem górniczym. Od ponad 20 lat jest biegłym sądowym ds. wypadków porażeń prądem elektrycznym oraz instalacji urządzeń elektrycznych. Posiada uprawnienia budowlane bez ograniczeń w specjalności instalacyjnej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń elektrycznych i elektroenergetycznych. Jest rzeczoznawcą w SEP i członkiem Komisji Kwalifikacyjnej SEP. Członek Polskiego Komitetu Bezpieczeństwa w Elektryce SEP. Wiceprzewodniczący Sekcji Elektrotechniki i Automatyki Górniczej SEP. W latach 1998–2014 był radnym Rady Miasta Katowice, gdzie przewodniczył Komisji Górniczej i Rozwoju Miasta. Oprócz zawodowej działalności zajmuje się podróżami naukowymi oraz prowadzi badania z historii techniki. dr inż. Jerzy Szymański Ukończył Wydział Elektroniki Politechniki Warszawskiej, a tytuł doktora uzyskał w 1988 r. na Wydziale Elektrycznym tej samej uczelni. W tej chwili jest adiunktem w Zakładzie Napędów Elektrycznych i Elektroniki Przemysłowej, na Wydziale Transportu i Elektrotechniki Uniwersytetu Technologiczno-Humanistycznego w Radomiu. Specjalista w zakresie: elektrycznych napędów z przekształtami częstotliwości, automatyzacji systemów napędowych oraz bezpieczeństwem użytkowania urządzeń elektrycznych. W latach 2006–2007 brał udział w szkoleniach i prowadził wykłady autorskie w zagranicznych ośrodkach naukowych, m.in. w USA i Belgii. Autor wielu publikacji w czasopismach naukowych i technicznych oraz tłumaczeń z języka angielskiego książek technicznych i dokumentacji. Jest autorem monografii naukowej pt. „Napięcie zaburzeń wspólnych przemienników częstotliwości w układach kolejowych” wydanej w 2015 roku nakładem UTH w Radomiu. Obecne zainteresowania, to: przemysłowe zastosowania przekształtników częstotliwości dużych mocy w napędach grupowych, przekształtniki energoelektroniczne w układach kolejowych, kompatybilność elektromagnetyczna.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

s. 20

s. 58 s. 66 GRUPA MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k. 04‑112 Warszawa, ul. Karczewska 18 tel. 22 810 65 61, faks 22 810 27 42 redakcja@elektro.info.pl www.elektro.info.pl REDAKCJA Redaktor naczelny JULIAN WIATR jwiatr@elektro.info.pl

Sekretarz redakcji ANNA KUZIEMSKA akuziemska@elektro.info.pl (redaktor językowy) Redakcja KAROL KUCZYŃSKI kkuczynski@elektro.info.pl (redaktor tematyczny) BŁAŻEJ BIERCZYŃSKI bbierczynski@elektro.info.pl (redaktor www) JACEK SAWICKI jsawicki@elektro.info.pl (redaktor tematyczny) REKLAMA I MARKETING tel./faks 22 810 28 14 Dyrektor ds. marketingu i reklamy JOANNA GRABEK jgrabek@medium.media.pl tel. 0 600 050 380 Specjalista ds. reklamy w elektro.info EDYTA KOSKO ekosko@medium.media.pl tel. 22 512 60 57, 0 602 277 820 KOLPORTAŻ I PRENUMERATA tel./faks 22 810 21 24 Dyrektor ds. marketingu i sprzedaży MICHAŁ GRODZKI mgrodzki@medium.media.pl Specjalista ds. dystrybucji KATARZYNA ZARĘBA kzareba@medium.media.pl Specjalista ds. prenumeraty ANNA SERGEL asergel@medium.media.pl ADMINISTRACJA Księgowość MARIA KRÓLAK mkrolak@medium.media.pl HR DANUTA CIECIERSKA dciecierska@medium.media.pl SKŁAD I ŁAMANIE Studio graficzne Grupy MEDIUM DRUK Zakłady Graficzne Taurus Redakcja zastrzega prawo do adiustacji tekstów. Nie zwraca tekstów niezamówionych. Za treść ogłoszeń redakcja ponosi odpowiedzialność w granicach wskazanych w ust. 2 art. 42 ustawy Prawo prasowe oraz ma prawo odmówić publikacji bez podaneia przyczyn. Wszelkie prawa zastrzeżone © by Grupa MEDIUM. Czasopismo znajduje się na liście czasopism punktowanych Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Lista recenzentów merytorycznych dostępna jest na stronie www.elektro.info.pl. Wersja pierwotna czasopisma – papierowa.

jest członkiem Izby Wydawców Prasy – ISSN 1642‑8722

krótko z branży...

indeks firm 3M POLAND

ABB 28 APATOR CONTROL

APATOR

COMAP

DANFOSS

29, 30

DELTA ENERGY

52, 91 2, 31, 42, 69

EATON ELECTRIC ELEKTROBUD

ELEKTROBUDOWA

ELEKTROMETAL ENERGETYKA

ELEKTROMONTAŻ POZNAŃ

ELEKTRO-SPARK

ELEKTROTIM

ELHAND TRANSFORMATORY

ENERGETAB

ETI POLAM

EVER 12 FAST GROUP

FLUX.COM JEE

41 3, 12

GIRA HF INVERTER POLSKA

HULANICKI BEDNAREK

JM TRONIK

zz Murrelektronik otwiera nową halę produkcyjną Rozbudowa fabryki w Stod (Czechy) to kolejny etap rozwoju firmy Murrelektronik. Budowa szóstego budynku o powierzchni 4200 m2 rozszerza przede wszystkim przestrzeń dla produkcji. W inwestycji o wartości 4 mln euro przewidziano również miejsce na nowoczesne biura dla czeskiego działu sprzedaży, międzynarodowego centrum szkoleniowego oraz imponujących sal prezentacyjnych. Ceremonia otwarcia oficjalnie zapoczątkowała produkcję w nowym budynku, skoncentrowaną głównie na konektorach. Produkcja w Stod trwa już od 17 lat. Czeska fabryka jest największą spośród aktywnie działających spółek Murrelektronik na świecie. Około 700 pracowników produkuje praktycznie wszystkie elementy z bogatej oferty – od niewielkich konektorów aż po inteligentne moduły dystrybucji prądu i transformatory. Utworzenie nowego budynku – już trzeciej rozbudowy w ciągu ostatnich pięciu lat – jest efektem współpracy Murrelektronik z lokalną firmą konstrukcyjną BP Stavby Cz s.r.o. oraz innych partnerów z tego regionu. Inwestycja w Czechach pozwoliła na utworzenie nowych miejsc pracy w Stod, docelowo do Murrelektronik dołączy 250 do 300 pracowników. zz II Branżowe Spotkanie Kobiet 2016 Firma Schrack Seconet Polska Sp. z o.o. 16 czerwca br. po raz drugi zorganizowała Branżowe Spotkanie Kobiet. W tym wyjątkowym wydarzeniu wzięło udział kilkadziesiąt pań, reprezentujących firmy z całego kraju – przedstawicielek kadry zarządzającej, projektantek, specjalistek z różnych dziedzin systemów bezpieczeństwa. Obszar systemów zabezpieczeń obiektów to w większości domena mężczyzn, którzy z reguły są głównymi uczestnikami branżowych spotkań, konferencji, szkoleń czy targów. Kobiety, które wkładają równie wiele wysiłku i pracy, są doskonałymi specjalistkami w swoich dziedzinach – projektują, kosztorysują, instalują, a nawet uruchamiają systemy bezpieczeństwa, jednak na co dzień rzadko wysuwają się na pierwszy plan. Firma Schrack Seconet Polska w 2015 roku po raz pierwszy zorganizowała spotkanie, które było przeznaczone wyłącznie dla pań zaangażowanych w rozwój wymagającej branży systemów zabezpieczeń. Oprac. red.

5, 56

LABIMED

LOKUM EXPO

1, 12, 33, 36

MITSUBISHI ELECTRIC POLSKA

NORATEL

OSRAM

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

PROFITECHNIK

12, 90 78

SAKS-POL

75, 76

SCHNEIDER ELECTRIC SGB SMIT TRANSFORMERS POLSKA SIEMENS

68 63, 77, 78 43

SUMERA MOTOR

TECHNOKABEL TWERD

ZELTECH MECHATRONIKA

ZOLMOT

ZPUE

79, 80, 81

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Rys. Robert Mirowski

LOVATO ELECTRIC

nowości rozłącznik izolacyjny GA do 160 A

szczypce uniwersalne Knipex

akres oferty rozłączników izolacyjnych serii GA produkcji Lovato Electric został powiększony o nowe wykonanie GA160A. Rozłącznik izolacyjny GA160A ma takie same wymiary zewnętrzne jak wykonania GA063A – GA125A, lecz prąd znamionowy do 160 A w kategorii obciążenia AC21A. Zakres prądu roboczego w kategorii obciążenia AC22A i AC23A jest taki sam jak dla

nowe listwy antyprzepięciowe CLASSIC i VARIANT

yjątkowo poręczne szczypce z ostro zakończonymi szczękami Knipex 08 22 145 z pewnością przydadzą się do prac w trudno dostępnych miejscach. Ich zwarta główka daje dużą odporność na skręcanie. Struktura powierzchni chwytających pozwala na bezpieczne chwytanie elementów płaskich, a frezowany rowek gwoździ – kołków i śrub. Szczypce zapewniają łatwe cięcie dzięki złączu o wysokim przełożeniu. Mają hartowane, kute ze specjalnej stali narzędziowej ostrza do cięcia miękkiego drutu; średnio twardego

Gira Sensotec

a rynek wchodzą właśnie nowe serie listew antyprzepięciowych CLASSIC oraz VARIANT, ta druga z unikalną możliwością odłączenia przewodu zasilającego. Produkty przeznaczone są do zabezpieczania domowej lub biurowej elektroniki. Ich wytwórcą jest polski producent rozwiązań zasilania gwarantowanego EVER Sp. z o.o., znany również z bogatej oferty zasilaczy UPS. Seria listew antyprzepięciowych CLASSIC (dostępna w trzech długościach przewodów 1,5 m, 3 m i 5 m) zastępuje popularną i bardzo cenioną przez użytkowników serię listew EVER STANDARD. Seria VARIANT natomiast wyróżnia się wśród pozostałych listew dostępnych na rynku unikalną możliwością odłączania przewodu zasilającego o długości 2 m (wtyk z uziemieniem CEE 7/7 – IEC C320 C13). Dzięki temu zgodnie z indywidualnymi potrzebami można zastosować przewód innej długości lub zakończony innym rodzajem wtyków. Listwę można rów-

GA125A, czyli 125 A. Do rozłącznika izolacyjnego GA160A dostępne jest odpowiednie czwarte pole GAX42160A. Produkt jest dostępny w następujących wykonaniach: rozłącznik izolacyjny 3P lub 4P (ON‑OFF) do montażu na szynie, układ przełączny 3P lub 4P do montażu na szynie, rozłącznik izolacyjny 3P lub 4P (ON-OFF) w obudowie, układ przełączny 3P lub 4P w obudowie.

do średnicy 3,0 mm oraz twardego do średnicy 2,0 mm. Wyposażone są też w wygodną, ergonomiczną rękojeść dwukomponentową. To wszechstronne narzędzie charakteryzuje długa żywotność w warunkach odpowiedniego użytkowania. Na stronie internetowej sklepu Profitechnik dostępne są aż cztery modele szczypiec – z rękojeścią dwukomponentową (z polerowną lub chromowaną główką), izolowaną oraz PCW.

G nież wykorzystać jako przejściówkę z gniazd komputerowych na gniazda polskie. Obie serie mają pięć uziemionych gniazd sieciowych zawierających blokady ograniczające dostęp dzieci do elementów niebezpiecznych (System Child Protection). Skuteczne zabezpieczenie antyprzepięciowe listew odbywa się dzięki tzw. warystorowi, który eliminuje chwilowe, ograniczone skoki napięcia spowodowane np. włączeniem lodówki, wiertarki czy innego urządzenia o dużym poborze energii. Prawidłową ochronę antyprzepięciową sygnalizuje świecąca dioda. Natomiast wbudowany z boku listew automatyczny bezpiecznik (zamiast topikowego) umożliwia jego zresetowanie po usunięciu przyczyny awarii (zwarcia lub przeciążenia).

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

ira Sensotec zastępuje wyłącznik i czujkę ruchu, zwłaszcza w pomieszczeniach o skomplikowanym kszta łcie. A by za łącz yć oświetlenie na pełną wartość, wystarczy zbliżyć rękę na odległość ok. 5 cm. Bezdotykowo, dzięki czemu nie brudzi się. Dzięki tej właściwości całkowicie wyklucza możliwość przenoszenia bakterii czy wirusów. Natomiast z dalszej odległości działa podobnie jak czujka ruchu. I załącza oświetlenie na ustawioną wartość, dzięki czemu eliminuje ewentualne olśnienie. Gira Sensotec zawsze zareaguje, nawet wtedy, gdy jest zasłonięta, np. ręcznikiem. Także wysoka temperatura w pomieszczeniu nie przeszkadza w wykrywaniu ruchu. Oczywiście samoczynne załączenie oświetlenia następuje tylko wówczas, gdy w pomieszczeniu jest ciemno. Każdy użytkownik może nastawić indywidualnie pre-

ferowaną jasność, powyżej której oświetlenie sztuczne jest zbędne. Gira Sensotec poprawia komfort, bezpieczeństwo i higienę. Jest oferowana w kilkudziesięciu odmianach kolorystycznych i stylistycznych. Na zdjęciu Gira Esprit linoleum Sensotec LED. A na dodatkowym zdjęciu przykład zastosowania.

nr 7-8/2016

70-lecie Oddziału Płockiego SEP i Międzynarodowy Dzień Elektryka

arząd Oddziału Płockiego Stowarzyszenia Elektryków Polskich podjął w 2015 r. decyzję o zorganizowaniu z tej okazji uroczystych obchodów. Uroczystości odbyły się 10 czerwca 2016 r. w Płocku i połączone były z centralnymi obchodami Międzynarodowego Dnia Elektryka. Ta data jest dniem szczególnym dla wszystkich elektryków, ponieważ 27 czerwca 1985 r. Zarząd Główny SEP podjął uchwałę, ustanawiając 10 czerwca „Dniem Elektryka”. Dzień ten wybrano w 1986 r. dla upamiętnienia przypadającej wówczas 150. rocznicy śmierci wielkiego uczonego – odkrywcy praw rządzących elektryką Andre Marie Ampere’a. Dzięki staraniom SEP, obecnie dzień ten obchodzony jest również przez inne zagraniczne stowarzyszenia – członków EUREL jako „Międzynarodowy Dzień Elektryka”. Decyzją Zarządu Głównego SEP oraz Zarządu Oddziału Płockiego SEP centralne obchody MDE zostały zorganizowane w Płocku 10 czerwca 2016 r. Od początku powstania Oddziału Płockiego SEP występowała ścisła współpraca z przemysłem. To pracownicy m.in. Energetyki Płockiej byli inicjatorami powstania Oddziału oraz brali udział w jego organach statutowych. Pierwszym preze-

sem został inż. Jerzy Cybulski. Od 1959 r. Zakład Energetyczny w Płocku jest członkiem wspierającym Oddziału Płockiego SEP. Współpraca i pomoc w tym zakresie przez ENERGA-OPERATOR SA (następcę prawnego Zakładu Energetycznego w Płocku) przez te wszystkie lata przybierała różne formy. Grupa ENERGA była również głównym sponsorem centralnych obchodów Międzynarodowego Dnia Elektryka oraz 70-lecia Oddziału Płockiego SEP. Po powitaniu gości przez Mariusza Pawlaka – prezesa Oddziału Płockiego SEP, głos zabrał Piotr Szymczak – prezes SEP, który przybliżył zebranym dokonania Andre Marie Ampere’a. W programie uroczystości znalazł się również finał „Konkursu na najaktywniejsze Koło SEP” w 2015 r. oraz finał XL edycji „Konkursu im. M. Pożaryskiego na najlepsze publikacje w czasopismach naukowo-technicznych SEP” w roku 2015. W trakcie uroczystości zostały wręczone okolicznościowe medale i odznaki dla wyróżniających się członków Oddziału Płockiego SEP. Następnie dr hab. inż. Marek Bartosik, prof. em. PŁ – przewodniczący Komitetu ds. Raportu przedstawił najważniejsze wnio-

Powitanie zaproszonych gości przez Mariusza Pawlaka – prezesa Oddziału Płockiego SEP i Jacka Nowickiego z Elektrobudowy

Piotr Szymczak – prezes SEP przybliża zebranym dokonania Andre Marie Ampere’a

Wszyscy żyjący prezesi Oddziału Płockiego SEP odebrali z rąk prezesa SEP pamiątkowe medale

Uczestnicy uroczystości

nr 7-8/2016

reklama

informuje

Kielce, 18–20 października 2016 www.lokum-expo.eu, www.lokumexpo.pl W programie imprez towarzyszących m.in.: Konferencja Spółdzielczości Mieszkaniowej Gala Konkursu 7 Złotych Zasad SM Forum dla Zarządców Gala Konkursu Zarządca Roku

Patroni targów:

Patroni medialni:

reklama

PIERWSZE W POLSCE TARGI BRANŻY ZARZĄDZANIA NIERUCHOMOŚCIAMI

ski z raportu „Energia elektryczna dla pokoleń”. Dr inż. Jacek Szyke zaprezentował historię energetyki płockiej i Oddziału Płockiego SEP. Bogusław Grzelak – EOP Oddział w Płocku omówił rozwój i przyszłość elektroenergetyki na terenie Oddziału Płockiego Energa Operator SA. Natomiast Jacek Nowicki – dyrektor Rozwoju Biznesu Elektrobudowa SA przybliżył prognozę

przyszłości energetyki i elektrotechniki do roku 2050. Referat dotyczący budowy bloku gazowo-parowego klasy H o mocy ok. 600 MW w ORLEN Płock zaprezentował Tomasz Jakubowski – szef Zakładu CCGT Płock-ORLEN. Na zakończenie uroczystości odbyło się plenerowe spotkanie koleżeńskie.  Tekst i fot. kk

wyniki Grupy Bosch, czyli dobra passa w roku 2015

Warszawie, 25 czerwca, zorganizowano coroczną konferencję prasowa przedstawiającą wyniki finansowe Grupy Bosch za rok 2015. Krystyna Boczkowska – prezes Robert Bosch Sp. z o.o. i reprezentantka Grupy Bosch w Polsce powitała obecnych i przedstawiła podsumowanie działalności firmy w 2015 roku. Prezes w swoim wystąpieniu powiedziała, że źródłem sukcesu koncernu Bosch jest innowacyjność produktów i usług, które spełniają coraz wyższe oczekiwania klientów oraz są reakcją na światowe trendy. Jest to możliwe dzięki nakładom na badania i rozwój, które systematycznie rosną. W 2015 roku wyniosły one 6,4 mld euro we wszystkich 118 ośrodkach badawczo-rozwojowych Bosch na świecie. Osiągnięcia poszczególnych spółek Grupy Bosch w Polsce prezentowali ich szefowie. Mocna pozycja Grupy Bosch wynika także z dużej dywersyfikacji działalności. Początkowo dywersyfikacja pozwalała zminimalizować ryzyko biznesowe. Jednak w czasach postępującej integracji w sieci stwarza koncernowi dodatkowe możliwości rozwoju poprzez łączenie kompetencji różnych działów, od techniki motoryzacyjnej, poprzez techniczne wyposażenie budynków aż do techniki przemysłowej. Potencjał rynku rozwiązań Smart Home już w przyszłym roku osiągnie poziom 10 mld euro, przede wszystkim dzięki niezwykłej atrakcyjności oraz użyteczności tej koncepcji. Odciąża ona bowiem użytkownika przy wykonywaniu codziennych czynności, jednocześnie oferując łatwą obsługę za pomocą smartfona lub tabletu. Grupa Bosch wprowadziła już do sprzedaży pierwsze produkty w tym obszarze, takie jak czujniki drzwi i okien czy inteligentne termostaty, a kolejne pojawią się

Krystyna Boczkowska – prezes Robert Bosch Sp. z o.o. odpowiadała na pytania dziennikarzy

jeszcze w tym roku. Należy do nich czujka dymu o rozszerzonej funkcjonalności, którą podczas urlopu można zaprogramować w taki sposób, aby automatycznie uruchamiała alarm w przypadku otwarcia okna. Przemysł 4.0 jest kolejnym obszarem, w którym Bosch spodziewa się znaczącego wzrostu obrotów. Coraz większa integracja produkcji pozwala na podniesienie wydajności i efektywności energetycznej. Firma Bosch opiera się przede wszystkim na doświadczeniach wdrażania rozwiązań Przemysłu 4.0 w swoich 250 fabrykach, co pozwala na oferowanie sprawdzonych, a jednocześnie innowacyjnych aplikacji również klientom zewnętrznym. Jedną z nich jest Production Performance Manager, który w czasie rzeczywistym wizualizuje dane produkcyjne i samodzielnie inicjuje proces konserwacji maszyn. Dzięki stosowaniu rozwiązań Przemysłu 4.0, Bosch planuje do 2020 roku uzyskać w swoich fabrykach 1 mld euro oszczędności. Podobnych oszczędności, po zastosowaniu aplikacji Bosch, mogą spodziewać się klienci zewnętrzni. Bosch utrzymuje w Polsce silną pozycję, co potwierdził osiągając w 2015 r. obrót w wysokości 4,6 mld złotych. Przejęcie całości udziałów w dużej i dynamicznej fir-

nr 7-8/2016

rozwiązań technicznych zabezpieczeń budynków na polskim rynku. Bosch inwestuje także w młodych inżynierów i uczniów szkół gimnazjalnych. Od sześciu lat gimnazjaliści biorą udział w Akademii Wynalazców im. Roberta Boscha, której celem jest popularyzacja kierunków technicznych jako dalszej ścieżki kształcenia. W programie dotychczas wzięło udział ponad 7500 uczniów z Warszawy i Wrocławia. W 2016 roku Bosch w Polsce planuje zwiększyć o 30% zatrudnienie w centrum kompetencyjnym IT, w którym obecnie pracuje ponad 100 osób. Centrum to świadczy usługi informatyczne dla spółek Boscha na całym świecie, a jego rozwój jest związany ze strategią rozwoju aplikacji i usług w obszarze Internetu rzeczy, dla rozwiązań Smart Home, Connected Mobility czy Przemysłu 4.0.  Oprac. i fot. kk

reklama

mie BSH Sprzęt Gospodarstwa Domowego z pięcioma zakładami produkcyjnymi i pozycją lidera na rynku sprzętu AGD znacznie zwiększyło skalę działalności koncernu i spowodowało rekordowy 73% wzrost obrotów. Pomijając efekt konsolidacji, Bosch zanotował wzrost na poziomie 5,3%. Sprzedaż działu Elektronarzędzi, należącego do sektora Consumer Goods, rosła dynamicznie w różnorodnych kanałach dystrybucji, między innymi dzięki nowoczesnym i wygodnym rozwiązaniom eCommerce. Co roku wprowadzanych jest ok. 100 nowości, co stanowi 35% oferty działu. Innowacyjne produkty Bosch na co dzień ułatwiają życie profesjonalistom i majsterkowiczom. Dział Systemów Zabezpieczeń, należący do Energy and Building Technology, osiągnął w 2015 r. rekordowy poziom obrotów oraz umocnił swoją pozycję dostawcy kompleksowych

Obudowy stojące 6XS

APS Energia otwiera nową siedzibę pod Warszawą

roczyste otwarcie nowoczesnego centrum inżynieryjno-produkcyjnego w Stanisławowie Pierwszym pod Warszawą nastąpiło 15 czerwca br. W oficjalnej inauguracji obiektu wzięli udział klienci, dostawcy, pracownicy Grupy APS Energia, jak również przedstawiciele administracji publicznej. Wart ponad 25 mln złotych projekt budowy nowej siedziby APS Energia ruszył w maju 2015 r. Środki na budowę obiektu Spółka pozyskała z emisji akcji po wejściu na główny parkiet Warszawskiej Giełdy w październiku 2015 r. Jak podkreślił Piotr Szewczyk – prezes Zarządu APS Energia, po przeniesieniu się do nowej siedziby powierzchnia zajmowana przez APS Energia SA wzrośnie z 2800 m2 w obecnie zajmowanym budynku w Zielonce, do 7000 m2. Przewidywany wzrost mocy wytwórczych Spółki o 150% to efekt nie tylko większej powierzchni, ale przede wszystkim nowoczesnego wyposażenia obiektu. Wraz z przeniesieniem produkcji do Stanisławowa Pierwszego, APS Energia uruchomi laboratorium badawczo-rozwojowe, wyposażone w najnowsze technologie symulacyjne, projektowe i testowe. Nowe laboratorium przyspieszy proces projektowania i podniesie jego jakość. Obiekt będzie również wyposażony w nową hamownię, która umożliwi projektowanie napędów

nr 7-8/2016

trakcyjnych dużej mocy. Projekt ten, o wartości ok. 7 mln złotych, otrzymał dofinansowanie unijne w ramach Programu Operacyjny Inteligentny Rozwój (POIR). W nowo otwartym centrum inżynieryjno-produkcyjnym APS Energia uruchomi nowe linie produkcyjne. Przykładowo, produkcja szaf zasilania gwarantowanego będzie się odbywała jednocześnie na ok. 66 gniazdach montażowych, natomiast produkcja modułów na 58 stanowiskach. Moc przyłączeniowa obiektu wynosząca 1,2 MW i własny zespół prądotwórczy o mocy 750 kVA pozwolą na stabilne zasilanie linii produkcyjnych i jednoczesne uruchomienie i testowanie urządzeń na 30 stanowiskach. Spółka zakłada wzrost wydajności produkcji w nowej siedzibie, co przełoży się zarówno na szybsze terminy dostaw, jak również atrakcyjniejsze ceny.  Oprac. kk, fot. APS Energia

Obudowy 4XP160

Obudowy hermetyczne GT

Uroczyste otwarcie nowego centrum inżynieryjno-produkcyjnego APS Energia

fotoreportaż

elektryczne niechlujstwo

ak już wielokrotnie wspominałem, Urząd Regulacji Energetyki nie zajmuje się kontrolami bezpieczeństwa elektrycznego. Z chwilą likwidacji Państwowej Inspekcji Gospodarki Paliwowo-Energetycznej za bezpieczeństwo odpowiedzialni zostali wyłącznie właściciele urządzeń elektrycznych, pozbawieni kontroli wyspecjalizowanej komórki. Pomimo licznych sugestii, że do czynności kontrolnych nadawałyby się wyspecjalizowane komórki Państwowej Straży Pożarnej, po uzupełnieniu swoich struktur o wykwalifikowane, a nie przyuczone osoby, posiadające stosowne uprawnienia budowlane upoważniające do prowadzenia takich kontroli, problem pozostaje nierozwiązany. Władze państwowe oraz władze PSP nie przejawiają zainteresowania w kierunku realizacji tego pomysłu, podchodząc do sprawy milcząco, podobnie jak i do innych inicjatyw wysuwanych przez różne organizacje i stowarzyszenia naukowo-techniczne. Przykładem mogą być wielokrotnie wspominane prace nad propozycją ekspercką, przygotowywaną od pięciu lat przez Stowarzyszenie Nowoczesne Budynki, zmian do warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. W maju br. pojawił się projekt nowelizacji Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2012 roku w sprawie warunków tech-

nicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity obowiązujący DzU z 2015 roku, poz. 1422), który został skierowany do opiniowania publicznego. W projekcie tym zaproponowane przez SNB zmiany, chociażby w zakresie instalacji elektrycznych, nie zostały uwzględnione. Praktyka wykazuje, że tworzenie niekończącej się liczby przepisów prawnych nie przynosi zamierzonego skutku. Bez odpowiedniej komórki kontrolnej nadal spotykać będziemy czynne urządzenia elektryczne, które stwarzają zagrożenie śmiertelnego porażenia prądem elektrycznym. W szkołach zamiast kształcić rzemieślników, u których powinno wyrabiać się odpowiedzialność już na początku ich kariery zawodowej, z roku na rok zaniża się poziom nauczania. Podobnie podchodzą do sprawy komisje kwalifikacyjne, wydające świadectwa kwalifikacyjne, będące podstawowym dokumentem wymaganym przy dopuszczaniu pracownika do pracy przy sieciach, instalacjach oraz urządzeniach elektrycznych. Z obserwacji wynika, że coraz łatwiej jest uzyskać świadectwo kwalifikacyjn, a szkolenia prowadzone w tym zakresie mają coraz niższy poziom. Wszystko stało się towarem, w myśl prawideł obowiązujących w ekonomii. Komercja w naszym kraju sięga niemal 17 »

Jak inspektor nadzoru mógł odebrać tę „bezpieczną” łazienkę?

Normy są, ale chyba po to, by zawarte w nich wymagania pomijać

Rzeczywiście prawdą jest, że brak wyobraźni jest gorszy od braku wiedzy

Każdy sposób jest dobry. Prąd i tak popłynie

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

Antena jako dodatkowy przewód odprowadzający

Widać, że tu również wykonawcę i odbierającego zawiodła wyobraźnia, bo ze znajomością przepisów są na bakier

16 »

zenitu, a jej negatywne skutki odczuwalne są na każdym kroku. Ale czy to jest właściwy kierunek? Niestety nie! Tam, gdzie w rachubę wchodzi bezpieczeństwo, poziom wymagań oraz dyscyplina pracy powinny być zachowane na najwyższym poz iomie. Prezentowane w artykule zdjęcia dowodzą, jak wiele jest do zrobienia w tym zakresie. Jakie zagrożenie pożarowe i porażeniowe stwarzają niesprawne instalacje elektryczne w budynkach, których liczba przy braku kontroli będzie nadal rosła. Zagrożenie porażenia prądem elektrycznym jest w naszym kraju bardzo wysokie i wymaga dużego wysiłku oraz wysokiej dyscypliny, mającej na celu podnoszenie poziomu bezpieczeństwa. Analiza publikowanych w kwietniu statystyk pożarowych, przedstawiających liczbę pożarów w latach 2000–2015, których przyczyną była instalacja elektryczna, pokazuje bardzo wysoki poziom zagrożenia. Pomimo to problem ten jest wciąż lekceważony, czego dowodem jest utrzymujący się od szesnastu lat wysoki poziom zagrożeń. Na niewiele zdają się konferencje organizowane przez różne instytucje, na których poru-

sza się bardzo istotną problematykę bezpieczeństwa, wskazując właściwe sposoby postępowania. Komu służy utworzenie na uczelniach wyższych, kierunku „bezpieczeństwo”, skoro nadal stan instalacji i urządzeń elektrycznych w wielu miejscach jest opłakany. Należy pamiętać, że najlepsze przepisy prawne nie są w stanie zastąpić dobrze nabytej wiedzy technicznej, ani też fizyki, której zjawiska są procesem ciągłym. Tak samo jak proces kształcenia kadr pracowniczych powinien być procesem ciągłym. Przepisy prawne powinny jedynie stanowić podporę dla fizyki, jaka nas otacza, po to, by nie lekceważyć problemów bezpieczeństwa. Żenującym i zarazem niepokojącym problemem w naszym społeczeństwie jest tzw. marsz na skróty, czyli nauka przepisów techniczno-prawnych kosztem bagatelizowania wiedzy technicznej i znajomości praw fizyki. Ten problem dotyczy szczególnie ludzi młodych, gdzie pojawia się tendencja wyszukiwania luk prawnych w celu zmniejszenia nakładów finansowych, podczas gdy fizyka nie posiada luk, gdyż zjawiska są procesem ciągłym, nad którymi można jedynie zapanować, a w żaden sposób nie można ich ominąć. W konkluzji należy stwierdzić, że bardzo dobrze przygotowane, przepisy techniczno-prawne, konferencje oraz szkolenia mogą pozostać w sferze rozważań teoretycznych do czasu wprowadzenia rygorystycznych przepisów, mających na celu egzekwowanie poprawy warunków bezpiecznej eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych. By poprawić stan bezpieczeństwa konieczne jest powołanie instytucji kontrolnej, na wzór Wojskowej Inspekcji Gospodarki Energetycznej, która między innymi zajmuje się kontrolami bezpieczeństwa eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych w Resorcie Obrony Narodowej. W załączeniu prezentujemy zdjęcia wykonane podczas pobytu na konferencji poświęconej ochronie przeciwpożarowej. W wielu przypadkach prezentowany stan rzeczy jest wynikiem braku dostatecznej wiedzy oraz braku wyobraźni, której skutki są niejednokrotnie gorsze niż brak wiedzy.  Tekst i fot. Julian Wiatr reklama

InteliSys Gas & InteliVision 12Touch to rozwiązanie idealne dla Ciebie Doskonałe rozwiązanie dla układów kogeneracyjnych To inteligentne sterowanie

nr 7-8/2016

Gotowy do użycia pakiet rozwiązań dla gazowych układów kogeneracyjnych

Oszczędność czasu i środków podczas konfiguracji i uruchomienia

Łatwe w użyciu narzędzie do konfiguracji, kalibracji oraz eksploatacji

Wygodna obsługa urzadzeń dzięki dobrze zaprojektowanemu interfejsowi

Produkty pozytywnie wpływaja na poprawę bezpieczeństwa i efektywność całej instalacji

Skuteczne rozwiązywanie problemów w przypadku awarii dzięki efektywnym funkcją diagnostycznym

www.comap.cz 17

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

fotoreportaż

Wyspa Wielkanocna i elektryka

yspa znana jest z zagadkowych olbrzymich posągów. Znajduje się na południowym Oceanie Spokojnym w odległości 3600 km od brzegów Chile. Jej powierzchnia wynosi zaledwie 163,6 km² i ma kształt zbliżony do trójkąta o długości ok. 20 km i szerokości ok. 15 km. Jedyna miejscowość na wyspie to Hanga Roa. W 1888 r. wyspa została przyłączona do Chile, a obecnie podlega administracji chilijskiej marynarki wojennej. Wyspa Wielkanocna jest pochodzenia wulkanicznego i uformowały ją przed 100 000 laty cztery wulkany. Występuje na niej sześć rodzajów skał wulkanicznych: trachit (grupa porfitu o ciężarze właś-

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

ciwym 2,4 T/m3), tufity (o ciężarze właściwym 1,94 T/m3), bazalt (około 6%; o ciężarze właściwym 2,9 T/m3), obsydian oraz Eskoria volcanica – odpowiednik żużla wielkopiecowego tylko pochodzenia wulkanicznego (o ciężarze właściwym 1,2 T/m3). Z lekkiej eskorii wykonywano kapelusze na głowy monolitów. Na wyspie znajduje się 887 kamiennych posągów zwanych moai, rozrzuconych wzdłuż wybrzeża. Te zagadkowe monolity, wykute ze skał wulkanicznych, charakteryzują się wydłużonymi głowami, spiczastymi brodami, ramionami opuszczonymi po bokach i przede wszystkim potężnymi rozmiarami. Oczy posągów po wyrzeźbieniu zdobiono jasnym koralowcem. Posągi zostały ustawione na kamiennych platformach zwanych ahu. Większość moai została wyrzeźbiona i wzniesiona między 1100 a 1600 rokiem z tufu wulkanicznego. Średnia wysokość moai wynosi od 4 m do 6 m, a masa około 10 ton. Największy z moai – tzw. Paro, liczy sobie 9,14 metra wysokości i waży ponad 20 ton. Większość moai została wykuta w tufie wulkanicznym pochodzącym z wulkanu Rano Raraku za pomocą narzędzi z obsydianu i bazaltu. Mniej niż 1/5 posągów miała na głowie nałożone „kapelusze” zwane pukao, które wykonano z czerwonej żużlowej lawy zwanej eskoria. O historii wyspy wiadomo bardzo niewiele. Wyspa została odkryta przez holenderską ekspedycję w niedzielę wielkanocną, 5 kwietnia 1722 roku, co stanowi źródło jej nazwy. Na wyspie znaleziono drewniane tabliczki pokryte pismem, zwanym rongo-rongo, które nie zostało dotąd odczytane. W 1774 roku, gdy na wyspę dotarł brytyjski odkrywca James Cook, zastał część posągów przewróconych. W 1862 roku peruwiańscy piraci zaatakowali wyspę i przez kilka miesięcy wywozili z niej mieszkańców do niewolniczej pracy. Do lat 60. XX wieku wyspą zarządzało przedsiębiorstwo hodowlane owiec oraz marynarka chilijska. Ciekawostką jest fakt, że do 1962 roku wszystkie posągi na wyspie były przewrócone twarzą do ziemi. Przypuszcza się, że przewrócone zostały w pierwszej połowie XIX wieku lub wcześniej. W latach sześćdziesiątych XX wieku, po wpisaniu Wyspy Wielkanocnej na listę światowego dziedzictwa UNESCO, postawiono 45 posągów na 15 platformach. Jest siedem figur ustawionych na platformie Ahu Akivi, które patrzą w ocean. Ponieważ wszystkie były przewrócone, nie można określić ich pierwotnego kierunku patrzenia. Podobno te ustawione przodem do wyspy miały patrzeć na mieszkańców i ich strzec. Oliwy do ognia dolał szwajcarski pisarz Erich von Däniken, który w „Rydwanach Bogów” cały rozdział poświęcił Wyspie 19 »

nr 7-8/2016

18 »

Wielkanocnej. Däniken swoim zwyczajem sugerował ingerencję cywilizacji pozaziemskich, twierdząc, że moaie na wyspie są zasługą przybyłych kosmitów. Z początku XXI wieku różne ekspedycje naukowe próbowały przesunąć moai, wykorzystując technologię dostępną wyspiarzom. Sukces osiągnięto bez pomocy pasażerów kosmicznych spodków. Obserwując monolity, jako inżynier z doświadczeniem zawodowym w prowadzeniu ręcznych robót transportowych, uważam, że większość monolitów nie była transportowana, ale wykonana z kamienia zastanego w miejscu ustawienia. Kamienne bloki spotyka się porozrzucane po całej wyspie. Nie widzę większego problemu z transportem bloków z kamieniołomu. Można oszacować, że blok wykonany z tufitu o wysokości 6 m i objętości 5 m3 waży około 10 ton. Bloki najłatwiej było transportować po wstępnej obróbce do kształtu walca. Następnie ze wzgórza kamieniołomu po zboczu staczano monolity na leżąco w dół do platformy nadbrzeżnej. W przypadku nierówności terenu podkładano drewniane kłody. Po stoczeniu monolitu, dla przesunięcia ich do miejsca ustawienia pociągano linami, raz z jednej, a raz z drugiej strony. Takie metody są ze skutkiem stosowane przy ciężkim transporcie ręcznym. Po przytransportowaniu na miejsce i ustawieniu, dokańczano rzeźbę bloku, nadając jej właściwy kształt. Rzeźby nie wykańczano w kamieniołomie, gdyż kształty jej utrudniałyby toczenie, a także istniała duża możliwość uszkodzenia posągu. Myślę też, że część leżących posągów prawdopodobnie nigdy nie była postawiona.

Wykonywanie transportu w pozycji pionowej, jak sugerują niektóre źródła, było niemożliwe po zboczu wyspy i jej gruncie. Przy próbie tak organizowanego transportu rzeźby by się wywróciły i uszkodzono by wyrzeźbione, wystające poza obrys elementy sylwetki. Energia elektryczna na wyspie jest wytwarzana w małej elektrowni w jedynym mieście. Elektrownia znajduje się przy bazie chilijskiej marynarki wojennej. Prądnice napędzane są silnikiem zasilanym olejem napędowym dowożonym statkami. Poza miastem Hanga Roa zabudowania i obiekty turystyczne mają swój indywidualny zespół prądotwórczy. Sieć przesyłowa ograniczona jest tylko do zabudowań miasta Hanga Roa. Trójprzewodowa sieć rozdzielcza 6 kV zasila transformatory trójfazowe o dolnym napięciu międzyprzewodowym 220 V. Sieć elektryczna jest prowadzona po drewnianych słupach wykonanych z drewna eukaliptusa sprowadzonego z Nowej Zelandii. Wszystkie sieci przesyłowe są trójfazowe i trójprzewodowe. Przewodów ochronnych i uziemiających nie stosuje się. Instalacje domowe o napięciu 220 V są dwufazowe bez przewodu ochronnego. Gniazdka nie mają wtyku ochronnego. Piorunochrony na dachach nie są stosowane. Jedynym lotniskiem na wyspie jest port lotniczy Mataveri. Pas startowy został w latach 80. XX wieku wydłużony do 3320 metrów długości i był awaryjnym lądowiskiem dla promów kosmicznych – wahadłowców.  Tekst i fot. Stefan Gierlotka

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

napędy i sterowanie

filtry harmonicznych gwarancją kompatybilności elektromagnetycznej oraz wysokiej sprawności przekształtnikowych układów napędowych

akość energii elektrycznej to zagadnienie bardzo obszerne, obejmujące wiele szczegółowych problemów technicznych. Tematyka jakości energii jest sprawą ważną, a jej znaczenie ciągle wzrasta, ponieważ koszty złej jakości energii ponosimy wszyscy. Niska jakość zasilania przynosi straty zarówno energetyce, przemysłowi, jak i odbiorcom indywidualnym. Przyczynia się do tego dynamiczny rozwój energoelektroniki oraz powszechne stosowanie przekształtników mocy, przetwornic częstotliwości, UPS-ów i innych odbiorników nieliniowych. Coraz większą grupę odbiorników stanowią układy napędowe, gdzie funkcję regulowanego źródła zasilającego pełni przetwornica częstotliwości z wejściem 6-pulsowym. Jest to obecnie najprostsze i najczęściej spotykane rozwiązanie, powodujące jednak wiele zakłóceń i zaburzeń pola elektromagnetycznego. Największy problem stanowią harmoniczne prądów (generowane przez wejście 6-pulsowe), ponieważ to one wywołują ISC/IL

h < 11

większość negatywnych skutków w systemie elektrycznym. Dlatego stosując tego typu rozwiązania należy zwrócić szczególną uwagę na ich kompatybilność elektromagnetyczną, tak aby uniknąć nieplanowanych awarii, zwiększonych opłat za energię elektryczną lub generowanie zakłóceń do sieci i innych odbiorników. Poniższe opracowanie ma na celu wskazanie prawidłowego i optymalnego doboru elementów magnetycznych oraz zwiększenia sprawności całego układu napędowego.

dopuszczalne poziomy emisji harmonicznych Coraz częściej wśród wymagań dla przekształtnikowych układów napędowych pojawiają się ograniczenia poziomu emisji harmonicznych w punkcie przyłączenia. Uregulowania normowe i obowiązujące rozporządzenia w tym zakresie dotyczą przede wszystkim granicznych wartości dla harmonicznych napięcia i dla całkowitego współ-

11 ≤ h < 17

transformator przekształtnikowy

dławik sieciowy

Rys. 1. Schemat typowego układu przekształtnikowego

czynnika zniekształceń napięcia THDu w punkcie przyłączenia (EN 61000‑2‑2, EN 61000-2-4). Należy jednak pamiętać, że to pobór odkształconego prądu z sieci elektrycznej powoduje odkształcenie napięcia zasilającego, co ma negatywny wpływ na pracę całego systemu elektroenergetycznego i zasilanych z niego odbiorników. Dlatego rosnące wymagania odnośnie jakości energii elektrycznej i kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń spowodowały, że coraz częściej można spotkać wymagania normowe, które ograniczają poziom emisji harmonicznych prądu i współczynnik zniekształceń prądu THDi pobieranego z sieci (EN 61000-3-2, EN 61000‑3‑12).

17 ≤ h < 23

23 ≤ h < 35

35 ≤ h

THDi 5%

< 20

1,5%

0,6%

0,3%

20 < 50

3,5%

2,5%

0,5%

50 < 100

10%

4,5%

1,5%

0,7%

12%

100 < 1000

12%

5,5%

15%

> 1000

15%

2,5%

1,4%

20%

Objaśnienia: ISC – maksymalny prąd zwarciowy w punkcie przyłączenia, IL – maksymalny prąd obciążenia w punkcie przyłączenia Tab. 1. D opuszczalne poziomy zawartości odkształcenia harmonicznych prądu dla wszystkich urządzeń w punkcie przyłączenia w zależności od ISC według IEEE 519

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

przekształtnik

Obecnie najbardziej restrykcyjne wymagania w tym zakresie są zawarte w zaleceniach IEEE 519 obowiązujących w USA (tab. 1.) i tylko kwestią czasu jest wprowadzenie obowiązku takich ograniczeń w Polsce. Zaostrzanie przepisów określających poziom odkształceń napięcia i prądu w punkcie przyłączenia jest dzi-

streszczenie Artykuł przedstawia zagrożenia i straty związane z występowaniem harmonicz‑ nych w prądzie zasilającym przekształ‑ tniki z wejściem 6-pulsowym. Wskazu‑ je skuteczny i ekonomiczny sposób ich ograniczenia za pomocą właściwego do‑ boru filtrów harmonicznych ElhandHF, zapewniających kompatybilność całego układu napędowego zgodnie ze standar‑ dami IEEE 519 i EN 61000. Opisane fil‑ try zostały zaprojektowane, wykonane i przetestowane w rzeczywistych warun‑ kach, a rezultatem tych prac są typosze‑ regi filtrów przeznaczonych do typowych układów napędowych. Filtry te pozwalają zachować wysoką jakość napięcia sieci zasilającej, redukują straty mocy, a tym samym koszty eksploatacji oraz zwięk‑ szają niezawodność i sprawność prze‑ kształtnikowych układów napędowych. W artykule przedstawiono także korzy‑ ści wynikające z zastosowania w filtrach rdzeni wieloszczelinowych wykonanych w innowacyjnej i niskostratnej technolo‑ gii ElhandCutCore.

nr 7-8/2016

Rys. J. Czornik

mgr inż. Jarosław Czornik – ELHAND TRANSFORMATORY Sp. z o.o.

siaj koniecznością. Ponieważ tylko w ten sposób, przy rosnącej liczbie odbiorników nieliniowych, można utrzymać jakość energii elektrycznej na odpowiednim poziomie oraz ograniczyć niepotrzebne straty mocy czynnej, które w sposób bezpośredni wpływają na cenę energii, a tym samym na koszty produkcji.

znaczenie impedancji szeregowych przy zasilaniu układów 6-pulsowych Pobór prądów harmonicznych przy zasilaniu układów 6-pulsowych (5h, 7h, 11h, 13h, …) jest różny w zależności od impedancji zwarcia w punkcie przyłączenia oraz elementów indukcyjnych występujących w torze prądowym. Względna impedancja takiego układu wynosi: Z [% ] ≅

I ⋅ ( X TR + X D ) ⋅ 3 ≅ N ⋅100 UN

(1)

gdzie: IN, UN – prąd i napięcie znamionowe, XTR – reaktancja transformatora, XD – reaktancja dławika. To właśnie od wypadkowej impedancji całego obwodu zasilania zależą wartości poszczególnych harmonicznych prądu oraz całkowity współczynnik odkształceń THDi. W wielu przypadkach moc transformatora zasilającego jest wielokrotnie większa od mocy zasilanego odbiornika, a to oznacza, że impedancja transformatora jest dla tego obciążenia proporcjonalnie wielokrotnie mniejsza. Przykład: transformator 1000 kVA o względnej impedancji zwarcia 6%, będzie dla obciążenia 100 kVA stanowić tylko 0,6% impedancji. Dodatkowo, gdyby obciążeniem tym był np. przekształtnik niepracujący z pełną mocą, to rzeczywista efektywna impedancja zwarcia „widziana” przez ten przekształtnik będzie jeszcze mniejsza, a ograniczenie harmonicznych niewielkie (tab. 2.).

Procentowa wartość efektywnej impedancji Numer harmonicznej 0,5% 1% 1,5% 2% 3% 4%

78%

60%

51%

46%

39%

35%

32%

58%

36%

28%

23%

17,5%

14,5%

12,5%

11h

18%

13%

11%

7,5%

6,5%

13h

10%

6,5%

4,3%

17h

7,5%

3,6%

2,5%

2,3%

19h

3,3%

2,3%

1,8%

23h

2,6%

1,5%

1,3%

1,1%

25h

2,3%

1,6%

1,3%

1,1%

0,9%

THDi

100%

72%

60%

55%

44%

39%

35%

Tab. 2. Z niekształcenia harmoniczne prądu na wejściu układu 6-pulsowego w zależności od efektywnej impedancji zwarcia obwodu (wartości wyznaczone w środowisku SIMULINK)

Obwód wejściowy

Impedancja 1%

Impedancja 5%

Filtr HF

THDi

72%

35%

Fi2

1,51

1,12

1,01

21,5

5,42

1,42

Fw = Fk

3,14

1,49

1,03

Tab. 3. W pływ odkształcenia prądu na straty dodatkowe w elementach magnetycznych

K-factor (Fw)

K13

K20

K30

K40

K50

Sn x

0,886

0,761

0,692

0,606

0,524

0,469

0,428

Tab. 4. Stopień przeznamionowania mocy w zależności od współczynnika K-factor [3] reklama

nr 7-8/2016

Rys. J. Czornik

napędy i sterowanie

ED3IN

ED3R BK3R

Rys. J. Czornik

Rys. 2. Schemat obwodowy filtru harmonicznych ElhandHF

przy doborze i wymiarowaniu cieplnym elementów magnetycznych z nim współpracujących. Często wśród użytkowników takich układów panuje przekonanie, że każdy transformator przekształtnikowy lub dławik wejściowy rozwiąże wszystkie problemy związane z występowaniem harmonicznych, ale jak się okazuje, niestety tak nie jest. Prawidłowo dobrany transformator przekształtnikowy czy dławik wejściowy ograniczy w pewnym stopniu oddziaływanie przekształtnika na sieć i inne odbiorniki, ale jest to tylko niezbędne minimum. Nawet zastosowanie 5-procentowej impedancji ograniczy całkowity współczynnik THDi tylko do około 35%. Stosowanie bardzo dużych impedancji nie jest praktykowane ze względu na duży spadek napięcia, a w rezultacie spadek mocy układu.

wpływ odkształcenia przebiegu prądu na pracę elementów magnetycznych

Rys. J. Czornik

Rys. 3. Wejściowy filtr harmonicznych ElhandHF (400 kW)

Przepływ prądów odkształconych wpływa bardzo niekorzystnie na pracę zarówno transformatorów, jak i dławików. Najbardziej widoczne jest to we wzroście strat mocy, które mają bezpośredni wpływ na cieplne warunki pracy i żywotność tych urządzeń. Doskonale skalę zagrożenia opisano w materiałach [3, 4, 6], gdzie przedstawiono ilościowo wzrost strat obciążeniowych w transformatorach w zależności od zawartości harmonicznych w prądzie obciążenia: a) współczynnik strat dodatkowych od wzrostu wartości skutecznej prądu: 2

 IN  h I  Fi2 = ∑ 1  h  =  RMS   I1   I1 

Rys. 4. S trumień główny i rozproszenia w obszarze przyszczelinowym

Jak pokazano w powyższym przykładzie, znaczenie rzeczywistej impedancji obwodu jest ogromne, a pra-

widłowa analiza zawartości harmonicznych w prądzie wejściowym przekształtnika ma szczególne znaczenie

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

(2)

gdzie: Ih – wartość prądu harmonicznej rzędu h, I1 – wartość skuteczna podstawowej harmonicznej, h – numer harmonicznej, b) współczynnik strat wiroprądowych w uzwojeniach (K-factor):

h I  Fw = ∑ 1  h  ⋅ h2  I1 

(3)

b) współczynnik strat wiroprądowych w połączeniach i częściach konstrukcyjnych: 2

h I  Fp = Fk = ∑ 1  h  ⋅ f 0,8  I1 

(4) Całkowite straty obciążeniowe w transformatorze, przy przepływie w uzwojeniach prądu odkształconego wynoszą: PC = Pp ⋅ Fi2 + Pw ⋅ Fw + + Pdk ⋅ Fk + Pdo ⋅ Fp

(5)

gdzie: Pp – straty podstawowe, P w – straty wiroprądowe w uzwojeniach, Pdk – straty dodatkowe w częściach konstrukcyjnych, Pdo – straty dodatkowe w odpływach. Powyższe zależności można stosować również w przypadku dławików. Należy jednak uwzględnić jeszcze jedną bardzo istotną składową strat dodatkowych – od strumienia rozproszenia szczeliny powietrznej (Fringing flux). Zbyt duże odkształcenie prądu obciążenia powoduje, że straty dodatkowe w elementach magnetycznych mogą wzrosnąć nawet kilkakrotnie (tab. 3.). Oznacza to zwiększone wydzielanie ciepła i wzrost temperatury ich pracy, a w efekcie skrócenie żywotności, a nawet zniszczenie. Dlatego elementy magnetyczne do współpracy z prądami odkształconymi muszą być cieplnie przewymiarowane, w zależności od stopnia odkształcenia prądu, ewentualnie ich moc znamionowa musi zostać ograniczona. Szacunkowego przeznamionowania mocy można dokonać na podstawie współczynnika K-factor (tab. 4.), który ma największy udział, jeżeli chodzi o straty dodatkowe. Należy jednak pamiętać, że nie ograniczymy w ten sposób ani podstawowych, ani dodatkowych strat mocy, a jedynie przeciwdziałamy ich skutkom, kosztem większego i droższego urządzenia. Tyl-

nr 7-8/2016

Rys. J. Czornik

ko ograniczenie harmonicznych prądu do odpowiednio niskiego poziomu (tab. 1.) pozwoli uniknąć przewymiarowania elementów magnetycznych i poprawi sprawność całego układu.

a) b)

filtry harmonicznych Istnieje wiele metod eliminacji i ograniczania harmonicznych w prądzie wejściowym przekształtników. Ale począwszy od prostych dławików szeregowych, aż po skomplikowane układy aktywne, każda z technik filtrowania ma różne koszty, straty mocy i różną skuteczność tłumienia harmonicznych. Do urządzeń, które charakteryzują się bardzo dużą efektywnością tłumienia harmonicznych oraz bardzo wysoką sprawnością, na pewno można zaliczyć pasywne filtry ElhandHF. Filtry te powstały na podstawie zintegrowanego połączenia indukcyjności szeregowej oraz równoległej gałęzi rezonansowej (rys. 2.). Optymalna struktura filtru i właściwe dopasowanie parametrów poszczególnych jego części pozwalają skutecznie ograniczyć harmoniczne generowane przez przekształtniki, bez względu na strukturę i parametry sieci w punkcie przyłączenia. Równoległa gałąź filtru to odpowiednie zestrojenie indukcyjności i pojemności o niskiej impedancji wypadkowej dla określonej częstotliwości harmonicznej. Natomiast szeregowa indukcyjność poprawia skuteczność filtrowania oraz ogranicza wpływ zakłóceń i zagrożeń powstających od strony sieci. Tłumienność filtru jest tak dopaso-

Rys. 5. G ęstość strumienia rozproszenia w obszarze przyszczelinowym dla różnej szerokości szczeliny niemagnetycznej: a) szczelina 10 mm, b) szczelina 2,5 mm

wana, że nawet w przypadku małej impedancji sieci nie ma potrzeby stosowania dodatkowych dławików. Filtr ogranicza wartość współczynnika THDi na wejściu układu 6-pulsowego do poziomu poniżej 5%, przy pełnym obciążeniu. Straty mocy w filtrze nie przekraczają 1% w odniesieniu do mocy układu napędowego. Filtry te przewyższają inne pasywne techniki filtrowania nie tylko pod względem bardzo wysokiej sprawności, ale i pod względem utrzymania niskiego współczynnika THDi w szerokim zakresie zmian obciążenia oraz przy niesymetrii napięcia zasilającego. Wysoka sprawność oraz stałość parametrów niezależnie od obciążenia zostały uzyskane dzięki unikalnej konstrukcji rdzeni wieloszczelinowych, która pozwoliła na stworzenie całej rodziny wysokosprawnych filtrów harmonicznych ElhandHF.

rdzenie wieloszczelinowe Przepływ prądu zmiennego w uzwojeniach elementów magne-

tycznych powoduje przepływ zmiennego strumienia magnetycznego. Główna część strumienia zamyka się w rdzeniu magnetycznym, a pozostała część w postaci strumieni rozproszenia przenika przez uzwojenia i inne elementy konstrukcyjne, generując w nich dodatkowe straty mocy. Określanie tych strat jest złożonym zagadnieniem, a sprawa komplikuje się jeszcze bardziej, jeżeli mamy do czynienia z nieciągłością rdzenia w postaci niemagnetycznej szczeliny. W obszarach przyszczelinowych występuje bardzo duże rozproszenie strumienia magnetycznego (rys. 4.), a rozkład pola rozproszenia zależy przede wszystkim od wielkości szczeliny i gęstości strumienia głównego (rys. 5.). Wypadkowa szczelina powietrzna w dużych dławikach lub filtrach dochodzi do kilku, a w niektórych przypadkach nawet kilkunastu centymetrów. Wszystko zależy od wymaganej liniowości charakterystyki magnetycznej. W przypadku filtrów rezonansowych parametr

Rys. 6. Rdzeń wieloszczelinowy w technologii ElhandCutCoreTM

ten ma kluczowe znaczenie, ponieważ tylko niezmienna wartość indukcyjności w pełnym zakresie prądu obciążenia, umożliwia utrzymanie stałej częstotliwości rezonansowej, a więc określonej tłumienności. Liniowość indukcyjności w szerokim zakresie prądu obciążenia wiąże się z koniecznością wprowadzenia dużej wypadkowej szczeliny niemagnetycznej. A to znacząco utrudnia zaprojektowanie optymalnego dławika o ograniczonych stratach mocy, ograniczonym hałasie i natężeniu zewnętrznego pola magnetycznego. Duże szczeliny prowadzą do zwiększenia strat mocy w obszarach przyszczelinowych zarówno w rdzeniu jak i uzwojeniach. Odkształcony prąd, a tym samym odkształcony strumień magnetyczny, tylko potęgują szkodliwe zjawiska. W skrajnych przypadkach straty od rozproszenia strumienia w obszarze przyszczelinowym mogą znacząco przewyższać straty podstawowe i doprowadzić do lokalnego przegrzania urządzenia. reklama

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

30 TDHi, w [%]

Rys. J. Czornik

napędy i sterowanie

20 10 0

100

obciążenie, w [%]

Rys. J. Czornik

Rys. 7. T HDi prądu wejściowego dla filtru 160 kW w funkcji obciążenia

Rys. J. Czornik

Rys. 8a Oscylogramy prądu wejściowego przekształtnika przy 1% efektywnej impedancji

Rys. 8b O scylogramy prądu wejściowego przekształtnika przy 5% efektywnej impedancji

zano, ma on istotne znaczenie dla cieplnych warunków pracy oraz sprawności elementu magnetycznego. Dlatego przedmiotem badań było wyznaczenie poziomu emisji harmonicznych układu przekształtnikowego z wejściem 6-pulsowym (160 kW, 400 V, 50 Hz) dla różnych efektywnych impedancji obwodu wejściowego: a) bez dławika sieciowego (efektywna impedancja sieci w punkcie przyłączenia dla badanego przekształtnika wynosiła ok. 1%), b) z dławikiem sieciowym o impedancji 4% (wypadkowa impedancja z uwzględnieniem impedancji sieci wynosiła 5%), c) z filtrem harmonicznych typu ElhandHF. Badania i analiza zawartości harmonicznych w przebiegu prądu wejściowego przekształtnika dla każdego z wyżej wymienionych przypadków (rys. 8.) wykazała, że otrzymane wyniki pomiarów pokrywają się z wartościami harmonicznych wyznaczonymi w drodze symulacji komputerowej (tab. 2.)

Rys. J. Czornik

podsumowanie

Rys. 8c Oscylogramy prądu wejściowego przekształtnika z filtrem harmonicznych

Dokładne wyliczenie strat oraz analiza rozkładu pola magnetycznego w rdzeniu i uzwojeniach wymagają stosowania metod elementów skończonych i są bardzo czasochłonne. Ale tylko takie podejście do tego z agadnienia pozwoliło stworzyć technologię produkcji rdzeni wieloszczelinowych ElhandCutCoreTM (rys. 6.). W rdzeniach tych poprzez odpowiednie rozmieszczenie i precyzyjne wyznaczenie poszczególnych szerokości szczelin niemagnetycznych uzyskuje się równomierny rozkład indukcji i ograniczenie niewygodnych strat mocy do minimum.

badanie skuteczności tłumienia filtrów harmonicznych Autor artykułu od wielu lat prowadzi prace rozwojowe i optymalizacyjne w zakresie elementów indukcyjnych. Efektem tych prac jest między innymi rodzina filtrów harmonicznych o wysokiej sprawności na bazie rdzeni wieloszczelinowych. Jedną z ważniejszych kwestii przy doborze i projektowaniu elementów indukcyjnych współpracujących z przekształtnikami jest prawidłowe określenie kształtu prądu wejściowego, ponieważ jak wyka-

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Negatywne skutki i koszty występowania wyższych harmonicznych w prądzie wejściowym przekształtników to niewątpliwy problem użytkowników przekształtnikowych układów napędowych. Konieczność przewymiarowania elementów magnetycznych współpracujących z przekształtnikiem, dodatkowe straty mocy, zakłócenia oraz rosnące wymagania odnośnie emisji harmonicznych w punkcie przyłączenia, zmuszają do poszukiwania rozwiązań, które nie tylko wyeliminują skutki występowania harmonicznych, ale też skutecznie je ograniczą w punkcie powstawania. Decyzję o wyborze odpowiedniego rozwiązania powinna poprzedzić dokładna analiza całego układu napędowego zarówno pod względem kompatybilności elektromagnetycznej, jak i sprawności wszystkich urządzeń. Kierowanie się tylko kryteriami ceny zakupu bardzo często prowadzi

do generowania dodatkowych strat mocy czynnej, a pozorne oszczędności przyjdzie nam z nawiązką oddać zakładowi energetycznemu w postaci opłaty za energię czynną. Dlatego racjonalne gospodarowanie energią elektryczną to coraz częściej wybór urządzeń o najwyższej sprawności, bo nic tak nie przekonuje użytkownika, jak całkowite i rzeczywiste koszty, które poniesie użytkując przekształtnikowy układ napędowy.

literatura 1. J. Przybylski, Z. Szulc, Wpływ struktury obwodu wejściowego przemiennika częstotliwości na efektywność energetyczną układu napędowego, „Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe” nr 73/2005. 2. A. Pozowski, Nowe trendy ochrony sieci zasilających przed wyższymi harmonicznymi prądu i napięcia przy zasilaniu z przemienników częstotliwości, „Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe” nr 79/2008. 3. P. Wolnik, J. Sobota, Wpływ występowania wyższych harmonicznych w prądzie obciążenia transformatora dystrybucyjnego na sposób jego eksploatacji, Konferencja „Zarządzanie eksploatacją transformatorów” Wisła – Jawornik 2012 r. 4. J. Rak, M. Gała, K. Jagieła, M. Kępiński, Analiza obciążenia i strat w transformatorach przekształtnikowych układów napędowych, „Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe” nr 89/2011. 5. A. Van den Bossche, V. Cekov Valchev, Improved calculation of Winding losses in gapped inductors, Journal Of Applied Physics 97. 6. PN-EN 61378-1:2000 Transformatory przekształtnikowe. Transformatory do zastosowań przemysłowych. 7. M. Łukiewski, J. Czornik, Dławiki Wieloszczelinowe w Technologii ElhandCutCore. 8. Materiały i opracowania własne – Elhand Transformatory Sp. z o.o. Lubliniec.

nr 7-8/2016

napędy i sterowanie

harmoniczne prądów w sieci zasilania z 12-pulsowymi prostownikami diodowymi dr inż. Jerzy Szymański – Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu

dukcyjności dławików DC połączonych z prostownikami 6-plusowymi jest podstawowym celem tego opracowania.

12-pulsowe prostowniki diodowe Na rysunku 1. przedstawiono schemat elektryczny diodowego szeregowego prostownika 12-pulsowego utworzonego przez 2 prostowniki 6-pulsowe przemysłowych przemienników częstotliwości. Energia prądu stałego gromadzona jest w bateriach

dławik DC ¬ √3 N N: —— 2

bateria kondensatorów

N N: —– 2 dławik DC

bateria kondensatorów

Rys. 1. 12-pulsowy prostownik szeregowy zasilany transformatorem typu Yyd

kondensatorów tych przemienników. W omawianym układzie obydwie baterie kondensatorów są zasi-

Rys. J. Szymański

asilana z prostownika bateria kondensatorów lub akumulatorów powoduje, że z transformatora do prostowników dopływa prąd mocno odkształcony, tj. o dużej zawartości harmonicznych, np. o wartości THDi ok. 42% po stronie wtórnej transformatora dla typowego prostownika 6-pulsowego i ok. 10% po stronie pierwotnej transformatora – dla szeregowego prostownika 12-pulsowego (rys. 1.). Badanie wrażliwości prądów transformatora Yyd na różnice wartości pojemności baterii kondensatorów lub in-

lane z osobnych prostowników 6-pulsowych. Zadaniem dławików DC jest ograniczenie zawartości harmonicznych prądu zasilających prostowniki, przez co zmniejszone są straty cieplne transformatora. 12-pulsowy prostownik szeregowy może być zasilany z dwóch oddzielnych transformatorów o konfiguracji uzwojeń typu Yy i Yd. Dla uzyskania 12 pulsów napięcia wyprostowanego wykorzystywa-

streszczenie

Rys. 2. Model symulacyjny 12-pulsowego prostownika diodowego o mocy 30 kW obciążonego prądem nominalnym i zasilanego z transformatora trójuzwojeniowego typu Yyd

nr 6/2016

W artykule omówiono wpływ 12-pulso‑ wego prostownika diodowego na prądy transformatora trójuzwojeniowego Yyd. Prostownik 12-pulsowy został zbudo‑ wany z dwóch prostowników 6-pulso‑ wych. Przeprowadzono analizę harmo‑ nicznych prądów uzwojenia transforma‑ tora przy symetrycznym obciążeniu pro‑ stowników 6-pulsowych oraz przeprowa‑ dzono analizę wrażliwości prądów trans‑ formatora na niesymetrię wartości induk‑ cyjności dławików DC i pojemności bate‑ rii kondensatorów zasilanych prostowni‑ kami 6-pulsowymi.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Rys. J. Szymański

Poprawa jakości energii elektrycznej jest dziś zadaniem ważnym, gdyż pozwala obniżyć straty po stronie dostawcy energii oraz zmniejszać zaburzenia wrażliwych odbiorów jedno- i wielofazowych z powodu ich zasilania napięciami odkształconymi. Prostowniki diodowe są dziś podstawowym przekształtnikiem przetwarzającym energię prądu przemiennego dostarczaną z sieci elektroenergetycznej na energię prądu stałego. Uzyskane w wyniku przekształceń napięcie stałe jest dalej przekształcane tak, aby zapewnić parametry zasilania właściwe dla potrzeb odbiorników.

napędy i sterowanie

Rys. J. Szymański

badania symulacyjne szeregowego prostownika 12-pulsowego

Rys. 3. P rądy transformatora Yyd zasilającego nominalnie obciążony prostownik 12-pulsowy o schemacie symulacyjnym z rysunku 2. Prądy uzwojeń wtórnych transformatora: AM2.I[A] – dla uzwojenia d, AM3.I[A] – dla uzwojenia y, prąd uzwojenia pierwotnego Y – AM1.I[A]

ne jest 30° przesunięcie napięć fazowych w uzwojeniach transformatora y i d. Indukcyjności dławików DC są dobierane podobnie jak dla prostowników 6-pulsowych w napięciowych przemiennikach częstotliwości [1, 2]. Wartość indukcyjności L dławika DC po przeliczeniu dla strony napięcia przemiennego prostownika 3f6d powinna powodować ok. 3% spadek napięcia fazowego transformatora przy przepływie nominalnego prądu wejściowego tego prostownika. W prostownikach 12-pulsowych uzyskujef, w [Hz]

my harmoniczne w prądzie uzwojenia pierwotnego transformatora rzędów 12n±1. Dla minimalizowania zawartości harmonicznych w prądzie po stronie pierwotnej transformatora ważna jest tutaj duża symetria obciążenia strony wtórnej transformatora prostownikami 3f6d. Obydwa prostowniki 3f6d powinny mieć jednakowe obciążenie i przez to powodować jednakowe odziaływanie prądami odkształconymi na transformator zasilający Yyd.

AM1.I, w [A]

Phi, w [deg]

% (Max)

Minimum

2,1731

0,24622k

2,7258

Maksimum

0,65k

79,723

0,3366k

0,1k

79,723

0,3366k

0,1k

0,55k

3,0359

0,25661k

3,8081

0,65k

2,17,31

0,24622k

2,7258

f, w [Hz]

AM3.I, w [A]

Phi, w [deg]

% (Max)

Minimum

1,5399

32,114

2,2,3099

Maksimum

0,85k

66,665

0,26873k

0,1k

66,665

0,16341k

0,1k

0,25

30,06

0,26873k

45,091

0,35

13,226

32,114

19,84

0,55

2,5184

67,966

3,7777

0,65

1,8789

57,961

2,8184

0,85

1,5399

0,15221k

2,3099

Tab. 1. R ozkład widma harmonicznych prądów transformatora zasilającego prostownik 12-pulsowy z obciążeniem nominalnym (rys. 3.). THDi prądu uzwojenia Y (AM1.I[A]) wynosi 5,23%. THDi prądu uzwojenia y (AM3.I[A]) wynosi 49,61%. Analizę widma ograniczono do harmonicznych o amplitudach większych od 2% harmonicznej podstawowej 50 Hz

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Dla wykonania badań wrażliwości 12-pulsowego prostownika diodowego na niesymetryczność jego wybranych elementów elektrycznych zbudowano obwodowy model elektryczny prostownika, który wprowadzono do specjalizowanego komputerowego narzędzia badawczego [3]. Zastosowany w badaniach komputerowych model prostownika przedstawiono na rysunku 2. W warunkach symetrii napięcia zasilania i nominalnego obciążenia prostownika zbadano prądy transformatora Yyd. Przebiegi prądu uzwojenia pierwotnego transformatora i uzwojeń wtórnych przedstawiono na rysunku 3. Z rysunku 3. wynika, że stopień odkształceń prądów w uzwojeniach y i d transformatora jest zależny od wartości dławików DC prostowników 6-plusowych. Oddziaływanie tych prądów na straty cieplne w transformatorze jest zbliżone do oddziaływania wejściowych prostowników 6-pulsowych w przemysłowych przemiennikach częstotliwości. Widmo harmonicznych prądów transformatora przedstawionych na rysunku 3. przedstawia tabela 1. Wynika z niej, że prąd uzwojenia Y transformatora zawiera harmoniczne rzędów 12n±1 (w tabeli uwidoczniono harmoniczną 11. i 13.). THDi dla tego prądu wynosi 5,23%, co wskazuje na mocno ograniczone oddziaływanie prostownika 12-pulsowego na sieć zasilania. Prądy uzwojeń d i y zawierają harmoniczne nieparzyste niepodzielne przez 3. W tabeli 1. prąd uzwojenia y ma harmoniczne: 5, 7, 11, 13, 17. THDi tego prądu wynosi 49,61%, co wskazuje na zbyt małą wartość indukcyjności DC prostowników 3f6d. Zwykle przyjmuje się, że THDi prądu wejściowego prostownika 3f6d powinno wynosić ok. 42%. Do analizy wrażliwości prostownika na niesymetryczność elementów biernych prostowników 3f6d wybra-

no pojemność baterii kondensatorów C1 i C2 (rys. 2.) i indukcyjność DC L9 (rys. 2.). Pojemności kondensatorów mogą ulegać zmianom w czasie eksploatacji prostowników, np. wskutek przyśpieszonego odparowywania elektrolitu z kondensatora. Przyczyną utraty pojemności przez kondensator elektrolityczny może być przypadkowy rezonans szeregowy napięcia wspólnego falownika z indukcyjnością pasożytniczą i pojemnością baterii kondensatorów prostownika 3f6d. Spowoduje to przepływ prądu rezonansowego przez kondensator i zwiększenie strat cieplnych (RI2) w kondensatorze elektrolitycznym. Indukcyjność DC także może ulegać zmianie na skutek procesów starzeniowych. Ponadto prąd w uzwojeniach transformatora y i d zależy od indukcyjności własnej uzwojeń transformatora. Niesymetria całkowitej indukcyjności w torze prądowym transformatora zasilającego prostowniki 3f6d może osiągać znaczące wartości, w zależności od sposobu wykonania układu zasilania prostownika 12-pulsowego. Badanie symulacyjne wrażliwości 12-pulsowego prostownika wykonano przy założeniach: a) pojemność baterii kondensatorów C1 i C2 zmniejszono do wartości 200 µF (było 400 µF – rysunek 2.), b) indukcyjność DC L9 zmniejszono do wartości 0,8 mH (było 1,8 mH – rysunek 2.) Wyniki badań przedstawiono w postaci przebiegów prądów i ich harmonicznych we wszystkich uzwojeniach transformatora Yyd. Przy niesymetrii pojemności baterii kondensatorów w prostownikach 3f6d (rys. 4.) widoczne są zwiększone odkształcenia prądów we wszystkich uzwojeniach transformatora. THDi dla prądu w uzwojeniu Y zwiększyło się i teraz wynosi 12,91%. THDi dla prądu w uzwojeniu y wynosi 54,77%. Szeregowy prostownik 12-pulsowy jest wrażliwy na niesymetrię pojemności baterii kondensatorów w po-

nr 7-8/2016

Rys. J. Szymański

Rys. 4. P rądy transformatora Yyd zasilającego nominalnie obciążony prostownik 12-pulsowy o schemacie symulacyjnym z rysunku 2., w którym zmniejszono pojemności C1 i C2 do 200 µF. Prądy uzwojeń wtórnych transformatora: AM2.I[A] – dla uzwojenia d, AM3.I[A] – dla uzwojenia y, prąd uzwojenia pierwotnego Y – AM1.I[A]

szczególnych 6-plusowych prostownikach szeregowych. Przebiegi prądów transformatora Yyd przedstawia rysunek 4. Przy niesymetrii indukcyjności dławików DC prostowników 3f6d (rys. 5.) widoczne są zwiększone odkształcenia prądów we wszystkich uzwojeniach transformatora. THDi dla prądu w uzwojeniu Y zwiększyło się i teraz wynosi 13,95%. THDi dla prądu w uzwojeniu y wynosi 84,32%.

Szeregowy prostownik 12-pulsowy jest mocno wrażliwy na niesymetrię indukcyjności dławików DC w torach prądowych prostowników 6-plusowych. Analizę widmową prądów transformatora zasilającego 12-pulsowy diodowy prostownik szeregowy z niesymetrią indukcyjności dławika DC, przedstawionych na rysunku 5., zamieszczono w tabeli 2. Z tabeli 2. wynika, że różnica wartości indukcyjności dławików DC

f, w [Hz]

AM1.I, w [A]

Phi, w [deg]

% (Max)

Minimum

4,2518

19,691

5,1763

Maksimum

0,55k

82,14

0,35042k

100

82,14

0,35042k

100

0,25k

7,4451

0,22021k

9,0639

0,35k

7,4322

19,691

9,0482

0,55k

4,2518

0,15544k

5,1763

f, w [Hz]

AM3.I, w [A]

Phi, w [deg]

% (Max)

Minimum

1,7269

68,084

2,4268

Maksimum

0,85k

71,16

0,35433k

0,1k

71,16

0,179k

0,1k

0,25

49,425

0,35433k

69,456

0,35

33,159

0,17089k

46,598

0,55

6,7541

0,33147k

9,4914

0,65

1,7269

68,084

2,4268

0,85

2,2774

0,16449k

3,2004

Tab. 2. R ozkład widma harmonicznych prądów transformatora zasilającego prostownik 12-pulsowy z obciążeniem nominalnym (rys. 2.) i przy niesymetrii indukcyjności dławików DC prostowników 3f6d. THDi prądu uzwojenia Y (AM1.I[A]) wynosi 13,95%. THDi prądu uzwojenia y (AM3.I[A]) wynosi 84,32%. Analizę widma ograniczono do harmonicznych o amplitudach większych od 2% harmonicznej podstawowej 50 Hz

nr 7-8/2016

Rys. 5. P rądy transformatora Yyd zasilającego nominalnie obciążony prostownik 12-pulsowy o schemacie symulacyjnym z rysunku 2., w którym zmniejszono indukcyjność dławika DC L9 do wartości 0,8 mH. Prądy uzwojeń wtórnych transformatora: AM2.I[A] – dla uzwojenia d, AM3.I[A] – dla uzwojenia y, prąd uzwojenia pierwotnego Y – AM1.I[A]

w szeregowym prostowniku 12-plusowym, o schemacie według rysunku 1., powoduje pojawienie się harmonicznych niskich rzędów charakterystycznych dla prostowników 6-pulsowych obciążonych pojemnościowo, tj. harmonicznych nieparzystych niepodzielnych przez 3: 5, 7, 11, 13, 17.

podsumowanie Zaproponowany układ prostownika 12-pulsowego można zbudować wykorzystując przemysłowe przemienniki częstotliwości, np. stosowane do sterowania wydajnością układu 2-pompowego, w którym obie pompy pracują z jednakową wydajnością [4]. Przy zmniejszonej wydajności pomp można napięciem stałym przemienników częstotliwości zasilać inne odbiorniki energii. THDi prądu w sieci zasilania jest tu znacząco ograniczone, tj. w uzwojeniu górnym transformatora Yyd ma wartość poniżej 10%, niezależnie od stopnia obciążenia transformatora. Analiza wartości THDi prądu uzwojenia górnego transformatora Yyd pozwala na identyfikację niesymetrii elementów biernych prostowników wejściowych przemysłowych przemienników częstotliwości, np. indukcyjności dławików LDC lub pojemności C baterii kondensatorów tych przemienników.

literatura 1. S. Hansen, L. Asiminoaei, F. Blaabjerg, Simple and advanced methods for calculating six-pulse diode rectiﬁer line-side harmonics, Industry Applications Conference, 38th IAS Annual Meeting, 2003. 2. J. Szymański, Harmoniczne prądu i napięcia w sieci zasilającej wprowadzane przez prostowniki wejściowe napędowych przemienników częstotliwości, „elektro.info” nr 9/2007. 3. Simplorer. Komputerowy program symulacji komputerowych urządzeń energoelektronicznych – http://simplorer.software.informer.com/7.0/. 2013 4. S. Hansen, U. Borup, F. Blaabjerg, Quasi 12-pulse rectifier for adjustable speed drives, Applied Power Electronics Conference and Exposition APEC’01, 2, 2001.

abstract Harmonic currents in power networks with 12 pulse diode rectifiers Influence of 12 pulse rectifier on currents in three winding transformer Yyd was di‑ scussed in this paper. 12 pulse rectifier was built using two 6 pulse rectifiers. Harmonic analysis transformer’s cur‑ rents for symmetrical load of 6 pulse rec‑ tifiers was done. Also harmonic analysis of transformer’s currents on differences of inductance DC chokes and capacity of electrolytic capacitors battery coopera‑ ting with 6 pulse rectifiers was presented.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie przemienników częstotliwości nn – podstawowe parametry

Dystrybutor

ABB Sp. z o.o. 04-713 Warszawa, ul. Żegańska 1 tel. 22 220 20 00, 22 220 20 01 faks 22 220 20 31 www.abb.pl

Producent

ABB

Oznaczenie katalogowe

ACS355

ACS580

ACS880-01

Moc znamionowa przemiennika, w [kW]

0,37–22

0,75–500

0,55–250

Moc znamionowa silnika, w [kW]

0,37–22

0,75–500

0,55–250

Napięcie znamionowe na wejściu/wyjściu, w [V]

1f~ i 3f~200–240±10%/230 3f~380–480±10%/400

3f~380–480(–15/+10%)/400

208–240(–15/+10%)/230 380–414(–15/+10%)/400 380–500(–15/+10%)/400/500 525–690(–15/+10%)/690

Częstotliwość znamionowa na wejściu/wyjściu, w [Hz]

48–63/0–599

50/60 (±5%)/0–500

50/60 (± 5%)/0–500

1,2–46,2

2,6-880

2,1–430

1,5·In przez 60 s na każde 10 min (40°C)

1,5·In 60 s na każde 10 min (40°C)

1,5·Ihd przez 60 s na każde 5 min (40°C)

Parametry techniczne

Wyjściowy prąd znamionowy In, w [A] Dopuszczalny prąd przeciążenia oraz czas jego trwania

sterowanie wektorowe w zamkniętej sterowanie wektorowe w zamkniętej i otwartej pętli, programowane dwa regulatory PID i otwartej pętli, programowane dwa regulatory (procesowy i dodatkowy), funkcja uśpienia PID, funkcja uśpienia

Typ regulatora

Układ hamowania

czoper hamowania (do 250 kW), funkcja hamowania strumieniem, sterowanie hamulcem mechanicznym

2/1

2/2

5/1

6/–

6+blokada startu/2 konfigurowalne wejścia/wyjścia cyfrowe

RS-232, Modbus RTU

RS-485, Modbus RTU

RS–485, Modbus RTU, D2D

+/+/+

IP20/IP66/IP67

IP21/IP55/IP00/IP20/IP42 (w zależności od konstrukcji)

IP21/IP55

od 169×70×161 do 436×260×277

od 303×125×210 do 2145×830×698

od 405×155×226 do 955×380×477

od 1,2 do 13

od 4,5 do 1280

od 6 do 100

od –10 do 40 (50)

od –15 do 40 (55)

Wejścia/wyjścia cyfrowe Wyjścia przekaźnikowe

Panel sterowania/ekran LCD/ wskaźniki stanu Stopień ochrony przez obudowę (kod IP) Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm] Masa całkowita, w [kg] Temperatura pracy (otoczenia), w [°C]

czoper hamowania (standard lub opcja), funkcja hamowania strumieniem, sterowanie hamulcem mechanicznym

czoper hamowania (standard), funkcja hamowania strumieniem, sterowanie hamulcem mechanicznym

Wejścia/wyjścia analogowe

Wbudowane interfejsy komunikacyjne

bezpośrednie sterowanie momentem w otwartej i zamkniętej pętli, programowalny regulator PID z dwoma zestawami nastaw, funkcją podbicia i uśpienia

Informacje dodatkowe przemiennik do pracy w najbardziej wymagających aplikacjach przemysłowych, konstrukcja do powieszenia na ścianie, bezpośrednie sterowanie momentem (DTC), funkcja safe torque-off (STO), dławik wejściowy, wyjmowalny moduł pamięci, programowanie aplikacyjne IEC 61131-3

Uwagi techniczne

niewielki przemiennik o kompaktowej konstrukcja naścienna, modułowa lub szafowa, budowie, zunifikowana wysokość i głębokość, wbudowany filtr EMC (C2), dławik sieciowy, bezczujnikowe sterowanie wektorowe, filtr CMF (-04/-07), funkcja Safe torque‑off funkcja Safe torque-off (STO), filtr EMC, (STO, SIL3), sterowanie wielopompowe/ programowanie sekwencyjne, wielowentylatorowe (PFC/SPFC) szeroki zakres opcji dodatkowych

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości

73/23/EEC z uzupełnieniami, 98/37/EC, 89/336/ EEC z uzupełnieniami, ISO 9001, ISO 14001, UL, cUL, CE, C-Tick i GOST R, RoHS, Certyfikat NSF, STO TÜV

2006/95/EC, EN 61800-5-1:2007, 2006/42/EC, EN 61800-5-2:2007, 2004/108/EC, EN 61800-3:2004 + A1:2012, RoHS 2011/65/EU, ISO 9001, ISO 14001

CE, 2006/95/EC, 2006/42/EC, 2004/108/EC, ISO 9001, ISO 14001, RoHS, UL, EAC/GOST R, cUL 508A lub cUL 508C i CSA C22.2 NO.14-10, C-Tick, STO TÜV, ATEX Ex II (2) GD

24/30/36/60

24/30/36/42

Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie przemienników częstotliwości nn – podstawowe parametry Danfoss Poland Sp. z o.o. 05-825 Grodzisk Mazowiecki, ul. Chrzanowska 5 tel. 22 755 07 00, faks 22 755 07 01 info@danfoss.com www.danfoss.pl

Apator Control Sp. z o.o. 87-100 Toruń, ul. Polna 148 tel. 56 654 49 00, faks 56 654 49 03 info@acontrol.com.pl www.acontrol.com.pl Apator Control Sp. z o.o. AMD-E****/RN**

Danfoss Drives VLT®

Micro Drive FC51

VLT® Low Harmonic Drive

0,85 – 24

0,18 – 22

132 – 710

0,75 – 22

0,18 – 22

132 – 710

400/400

200 – 480

380 – 480

0,1 – 600

0 – 400

50 – 60/0 – 590 (1000 z koncesją)

2,7 – 45

1 – 43

260 – 1260

1,5·In przez 60 s

1,6·In przez 60 s 1,8·In przez 0,5 s (w trakcie rozruchu)

PID

PID: prędkość, proces, możliwa zamknięta i otwarta pętla regulacji

PID: prędkość, proces, moment w każdym typie możliwa zamknięta i otwarta pętla regulacji

elektroniczny

moduł hamowania dynamicznego i ze zwrotem na rezystor powyżej 1,5 kW

aktywny filtr wejściowy harmonicznych

3/1

2/1 (standard)

2/2 (standard)

6/1

6/– (standard)

9/2 (standard)

standardowo: 1 zasilane 10 V i 24 V dc

standardowo: 2 zasilane 10 V i 24 V dc

Modbus (RS485)

RS-485, Modbus RTU

RS-485, Modbus RTU, Profibus, DeviceNet, CANopen, Profinet, Ethernet IP, Modbus TCP

+/+/+

+/+(panel graficzny)/+

IP20

IP206 (opcja wykonanie specjalne – korozja chemiczna)

IP20/P21/IP54/IP55/IP66 (opcja wykonanie specjalne – korozja chemiczna)

od 142×72×152 do 260×130×170

wg broszur informacyjnych

od 1 do 9

wg broszur informacyjnych

od –10 do 50

od 0 do 40

od 0 do 45 (opcja do 50)

sterowanie wektorowe lub U/f=const, wbudowany PLC, krzywa typu S, kompensacja poślizgu i momentu, tuning silnika, funkcje ochronne silnika, hamowanie dynamiczne lub prądem stałym, diagnostyka, rejestr błędów

czasy rozpędzania 0,05 – 3600 s, automatyczna optymalizacja energii (AEO), automatyczne dopasowanie silnika (AMA), start z przechwyceniem (Flying Start), elektroniczne obwody drukowane zabezpieczone przed agresywnymi środowiskami, wbudowany logiczny sterownik zdarzeń

czasy rozpędzania 0,01 – 3600 s, <5% THD, IEEE 519 dla Isc/IL>20, funkcja oszczędzania energii (np. tryb uśpienia, tryb standby), zmienna częstotliwość kluczowania dla obniżenia strat łączeniowych. oszczędność energii, ograniczona emisja harmonicznych, dedykowany tylny kanał chłodzący, w którym jest rozpraszanych ok. 85% strat cieplnych

PN-EN 61800-3, PN-EN 55022, PN-EN 60146-1-1, PN-EN 61800-2

wszystkie wymagane certyfikaty jakościowe, środowiskowe, CE, UL, C-Tick, zgodność z RoHS

UL, CE, cULus (UL 508C), C-Tick (AS/NZS 2064), IEEE519 / EN 61000-3-xx, IEEE 587/ANSI C62.41/ EN 61000-4-5, EN 55011, EN 50178, EN 60146

18+ (wg programów Drive Pro)

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie przemienników częstotliwości nn – podstawowe parametry

Danfoss Poland Sp. z o.o. 05-825 Grodzisk Mazowiecki, ul. Chrzanowska 5 tel. 22 755 07 00, faks 22 755 07 01 info@danfoss.com www.danfoss.pl

Dystrybutor

Producent

Danfoss Drives

Oznaczenie katalogowe

VLT® AutomationDrive FC302

VACON NXP/NXC

VACON 100FLOW

Moc znamionowa przemiennika, w [kW]

0,37–1400 (1,4 MW)

1,1–5300

1,1–800

Moc znamionowa silnika, w [kW]

0,37–1400 (1,4 MW)

1,1–5300

1,1–800

Napięcie znamionowe na wejściu/wyjściu, w [V]

200–240 380–500 525–690

240/400/500/690

Częstotliwość znamionowa na wejściu/wyjściu, w [Hz]

50–60/0–590 (1000 z koncesją)

50/1–7200

50/1–320

Parametry techniczne

Wyjściowy prąd znamionowy In, w [A]

1–1720

3–5000

3–1180

Dopuszczalny prąd przeciążenia oraz czas jego trwania

1,6·In przez 60 s 1,8·In przez 0,5 s (w trakcie rozruchu)

1,5·In przez 60 s 1,8·In przez 2 s

1,1·In przez 60 s 1,8·In przez 2 s

Typ regulatora

PID: prędkość, proces, moment w każdym typie możliwa zamknięta i otwarta pętla regulacji

PID, prędkości, momentu, pozycji

podwójny PID

zwrot na rezystor, Kinetic Backup, hamowanie dc, moduły zwrotu energii do sieci, funkcjonalność Safe Stop

elektroniczny strumień i dc, na rezystor, zwrot energii do sieci – Active Front End

elektroniczny dc

Wejścia/wyjścia analogowe

2/2 (standard)

2/1 (opcja dodatkowa)

Wejścia/wyjścia cyfrowe

9/2 (standard)

6/1 (opcja dodatkowa)

6/0 (opcja dodatkowa)

standardowo: 2 zasilane 10 V i 24 V dc

Układ hamowania

Wyjścia przekaźnikowe

2 (opcja dodatkowa)

3 (opcja dodatkowa)

RS-485, Modbus RTU, Profibus, DeviceNet; CANopen, Profinet, Ethernet IP, Modbus TCP

opcjonalne karty

Modbus RTU, Modbus TCP/IP, BACNet MSTP, BACNet/IP, N2

+/+(panel graficzny)/+

+/+/+ (graficzny z jęz. polskim)

+/+/+ (graficzny z jęz. polskim, wykresy)

IP00/IP20/IP21/IP54/IP55/IP66 (opcja wykonanie specjalne – korozja chemiczna)

IP00/IP21/IP54

Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm]

wg broszur informacyjnych

od 128×328×190 do 8000×2230×600

od 128×328×190 do 1212×2100×600

Masa całkowita, w [kg]

wg broszur informacyjnych

od 6 do 5000

od 6 do 850

od 0 do 45 (opcja do 50)

od –10 do 50

Wbudowane interfejsy komunikacyjne Panel sterowania/ekran LCD/ wskaźniki stanu Stopień ochrony przez obudowę (kod IP)

Temperatura pracy (otoczenia), w [°C] Informacje dodatkowe

Uwagi techniczne

czasy rozpędzania 0,01–3600 s, synchronizacja zegar czasu rzeczywistego, dławik ac zegar czasu rzeczywistego, dławik DC i filtr i pozycjonowanie, sterowanie hamulcem i filtr przeciwzakłóceniowy w standardzie, przeciwzakłóceniowy klasa C2 w standardzie, wciągarki, funkcja nawijarki, kinetyczne programowanie PLC, sterowanie momentem, lakierowane karty elektroniki, PLC użytkownika, podtrzymanie, bezpośrednia kontrola momentu prędkością, pozycją, praca synchroniczna, sterowanie kaskadą do 8 silników w układzie na wale – Flux control, algorytm kabel silnikowy do 300 m Multimaster, specjalizowane funkcje serwosilników PM, dopuszczenie ATEX, pompowe, kabel silnikowy do 250 m (w opcji ponad 500 m) programowane podprogramy pracy

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości

wszystkie wymagane certyfikaty jakościowe, środowiskowe, CE, UL, C-Tick

IEC 61800-3 klasa C1-C3, IEC 61800-5, EN 50178, dopuszczenia morskie Lloyd’s register, DNV, znak CE

IEC 61800-3 klasa C2, IEC 61800-5, EN 60204-1, CE

18+ (wg programów Drive Pro)

12 (rozszerzalna)

Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie przemienników częstotliwości nn – podstawowe parametry

Eaton Electric Sp. z. o.o. 80-299 Gdańsk, ul. Galaktyczna 30 tel. 58 554 79 00 faks 58 554 79 09 pl-gdansk@eaton.com, www.moeller.pl Eaton DE1

DC1-…-A20NE1

DG1

0,25 – 7,5

0,37 – 22

0,75 – 160

0,06 – 7,5

0,09 – 22

0,09 – 160

1f~200 – 240/3f~200 – 240 3f~380 – 480/3f~380 – 480

1f~200–240/3f~200 – 240 3f~200–240/3f~200 – 240 3f~380–480/3f~380 – 480

3f~208 – 240/3f~208 – 240 3f~380 – 500/3f~380 – 500

50 – 60/0 – 300

50 – 60/0 – 500

50 – 60/0 – 400

1,3 – 16

2,3 – 46

2,2–310

1,5·In przez 60 s raz na 10 min

1,5·IH przez 60 s raz na 10 min 1,1·IL przez 60 s raz na 10 min

–

regulator PI

dwa regulatory PID

hamowanie dc

wbudowany tranzystor hamowania od 1,5 kW, hamowanie dc

wbudowany tranzystor hamowania do 30 kW, hamowanie dc, hamowanie strumieniem

maks.1/–

1 (maks. 2)/0 (maks. 1)

2/2

maks. 4/–

3 (maks. 4)/1

8/1

Modbus RTU, CANopen (DE11)

Modbus RTU, CANopen

Modbus RTU, Ethernet IP, Modbus TCP, BACnet MS/TP

opcja/opcja/+

+/+/+

IP20

IP20 (IP66 do 7,5 kW)

IP21/IP54

od 230×45×168 do 230×90×168

od 184×81×124 do 419×173×211

od 327×153×201 do 865×486×371

od 1 do 1,68

od 1,1 do 8,4

od 6,5 do 100

od –10 do 60

od –10 do 50

dla IL od –10 do 40 (opcja do 60) dla IH od –10 do 50 (opcja do 60)

sterowanie U/f, wbudowany filtr EMC C2 (C1 dla wersji 1-fazowych), konstrukcja „bez zbędnych wyłączeń”

sterowanie U/f i SLV, sterowanie silnikami PM i BLDC, tryb pożarowy, filtr EMC C2 (C1 dla wersji 1-fazowych)

sterowanie U/f i wektorowe bezczujnikowe, funkcja STO, fire mode, bypass, cold weather, dławik obwodu dc, zegar czasu rzeczywistego

CE, UL, cUL, c-Tick, EAC

CE, UL, cUL, RoHS, RCM (C-Tick), EAC, EN 61800-3 (2004) kategoria C2, UL 508C, CSA C22.2 No. 274-13, EN 61800-5-1

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie przemienników częstotliwości nn – podstawowe parametry

HF Inverter Polska Sp. c. 87-100 Toruń, ul. M. Skłodowskiej-Curie 101e tel. 56 653 99 16, 56 623 73 16 faks 56 623 73 17 biuro@hfinverter.pl www.hfinverter.pl

Dystrybutor

Producent

EURA Drives

Oznaczenie katalogowe

E-800

EM-30

EP-66

0,25 – 110

0,40 – 7,50

0,40 – 90

Parametry techniczne Moc znamionowa przemiennika, w [kW] Moc znamionowa silnika, w [kW]

0,18 – 110

0,40 – 7,50

0,40 – 90

Napięcie znamionowe na wejściu/wyjściu, w [V]

1f~230 (±10%)/3f~230 3f~400 (±10%)/3f~400

Częstotliwość znamionowa na wejściu/wyjściu, w [Hz]

47 – 53/0,5 – 650

47–53/0,5 – 650

Wyjściowy prąd znamionowy In, w [A]

1,5 – 220

2,5 – 17

2,5 – 180

1,2·In przez 60 s 1,5·In przez 10 s

1,5·In przez 60 s 1,9·In przez 10 s 2,0·In przez 1 s

PID

wbudowany moduł hamowania

Wejścia/wyjścia analogowe

2/1

2/2

2/1

Wejścia/wyjścia cyfrowe

8/2

6/1

8/1

RS-232, Modbus

+/–/+

+/+/+

IP20

IP66

od 80×138×135 do 410×630×300

od 270×190×165 do 338×228×194

od 200×198×412 do 370×404×770

Dopuszczalny prąd przeciążenia oraz czas jego trwania Typ regulatora Układ hamowania

Wyjścia przekaźnikowe Wbudowane interfejsy komunikacyjne Panel sterowania/ekran LCD/ wskaźniki stanu Stopień ochrony przez obudowę (kod IP) Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm] Masa całkowita, w [kg]

od 1 do 110

od 1 do 15

od 1 do 90

Temperatura pracy (otoczenia), w [°C]

od –25 do 50

funkcja sterowania wentylatorami oddymiającymi i tryb ppoż., wbudowany filtr EMC, charakterystyka dowolnie definiowana, łagodny start, tryb pracy automatycznej, sterowanie silnikami synchronicznymi i asynchronicznymi

instalacja układu bezpośrednio na puszkę przyłączeniową silnika, odporność na wibracje 4G, funkcja sterowania wentylatorami oddymiającymi i tryb ppoż., wbudowany filtr EMC, charakterystyka dowolnie definiowana, łagodny start, tryb pracy automatycznej, sterowanie silnikami synchronicznymi i asynchronicznymi

12–48

Informacje dodatkowe

Uwagi techniczne

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie przemienników częstotliwości nn – podstawowe parametry Mitsubishi Electric Europe B.V. Oddział w Polsce 32-083 Balice, ul. Krakowska 50 tel. 12 347 65 00 faks 12 630 47 01 mpl@mpl.mee.com http://pl3a.mitsubishielectric.com

LOVATO Electric Sp. z o.o. 55-330 Błonie k. Wrocławia ul. Zachodnia 3 tel. 71 797 90 10, faks 71 797 90 20 info@LovatoElectric.pl www. LovatoElectric.pl LOVATO Electric S.p.A.

Mitsubishi Electric

VLB3 0055 A480

FR-A800

FR-F800

FR-A800 Plus

5,5

0,4 – 500

0,75 – 630

0,4 – 500

5,5

0,4 – 500

0,75 – 630

0,4 – 500

do 480

3f~200, 3f~380–500, 3f~575

3f~200, 3f~380 – 500

45 – 65/0 – 599

50 – 60/0 – 1000

50-60/0 – 400

50 – 60/0 – 590

1,5 – 962

2,1 – 1094

1,5 – 962

1,5·In przez 60 s 2,0·In przez 0,5 s

1,5·In przez 60 s 2·In przez 3 s

1,2·In przez 60 s 1,5·In przez 3 s

1,5·In przez 60 s 2·In przez 3 s

PID z funkcją uśpienia i wzbudzenia obwód dc

wbudowany tranzystor hamowania do 30 kW, wbudowany rezystor hamowania do 7,5 kV

2×PID

PID

–

wbudowany tranzystor hamowania do 30 kW, wbudowany rezystor hamowania do 7,5 kV

2/1

3/2

5/1

12/5 (3 złącza dodatkowych kart)

1 z zestykiem przełącznym

2 (opcja do 5)

RS–485

USB, USB host, RS-485, Modbus RTU

USB, USB host, RS-485, Modbus RTU, BACnet

USB, USB host, RS-485, Modbus RTU

+/+/+

+/menu polskie/+

IP20

IP20 (do 22 kW), IP00 (od 30 kW), IP55 (do 160 kW)

IP20 (do 22 kW), IP00 (od 30 kW)

250×90×130

od 260×150×140 do 1580×680×440

od 260×150×140 do1580×995×440

od 260×150×140 do 1580×680×440

2,45

od 2,8 do 288

od 2,5 do 294

od 22 do 243

od –10 do 60

od –10 do 50

stały lub zmienny moment obrotowy V/f, kontrola wektorowa w pętli otwartej lub zamkniętej, kontrola oszczędzania energii ECO, obsługa silników z magnesami trwałymi PM, obsługa silników IM i z magnesami trwałymi obsługa silników z magnesami trwałymi PM, hamowanie obwodem dc i załączanie obwodu zagar czasu rzeczywistego, wbudowany zagar czasu rzeczywistego, wbudowany PM, zagar czasu rzeczywistego, wbudowany dc podczas rozruchu, programowalne cykle sterownik PLC, moduły opcjonalne do pracy sterownik PLC, moduły opcjonalne do pracy sterownik PLC, moduły opcjonalne do pracy częstotliwość/czas, przeznaczone do silników w sieciach: CC-Link , Profibus DP, DeviceNet, w sieciach: CC-Link, Profibus DP, DeviceNet, w sieciach: CC-Link , Profibus DP, DeviceNet, asynchronicznych lub ze stałym magnesem, EtherCat, Profinet, Modbus TCP, LonWorks EtherCat, Profinet, Modbus TCP, LonWorks EtherCat, Profinet, Modbus TCP, LonWorks menu użytkownika (preferowane parametry), akcesoria dla wejścia Safe Torque Off (STO) klasy SIL 3 (EN 62061/EN 61800–5–2) cULus, CSA, EAC, EN 61800-5-1, UL 61800-5-1, CSA 22.2 nr 274

EN 61508, EN 61800-3 środowisko 2 katergoria C3, EN 61800-5-2 SIL2, EN ISO 13849-1, IEC 60721-3-3 klasa 3C2

EN 50598-2 klasy IE2, EN 50598-2 klasa IES2, IEC 60721-3-3 klasa 3C2, EN ISO 13849-1 PLd/kat.3/EN 61508, EN 61800-5-2 SIL2, IEC 60721-3-3 klasa 3C2

EN 61508, EN 61800-3 środowisko 2 katergoria C3, EN 61800-5-2 SIL2, EN ISO 13849-1, IEC 60721-3-3 klasa 3C2

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie przemienników częstotliwości nn – podstawowe parametry

Dystrybutor

„TWERD” Zakład Energoelektroniki 87-100 Toruń, ul. Aleksandrowska 28–30 tel./faks 56 654 60 91 twerd@twerd.pl www.twerd.pl

Producent

Zakład Energoelektroniki „TWERD”

Oznaczenie katalogowe

AFC200

MFC710

MFC810

Moc znamionowa przemiennika, w [kW]

0,37 – 3,0

0,75 – 500

250 – 630

Moc znamionowa silnika, w [kW]

Parametry techniczne

0,37 – 3,0

0,75 – 560

250 – 630

Napięcie znamionowe na wejściu/wyjściu, w [V]

1f~230/3f~230

3f~400/3f~400

3f~1140/3f~1140

Częstotliwość znamionowa na wejściu/wyjściu, w [Hz]

50/0 – 320

50/0 – 400

Wyjściowy prąd znamionowy In, w [A]

2,2 – 13,0

2,5 – 1020

180 – 430

1,5·In przez 60 sekund co 10 minut

sterowanie U/f liniowe i kwadratowe, sterowanie wektorowe bezczujnikowe, regulator PI

sterowanie U/f liniowe i kwadratowe, sterowanie wektorowe DTC-SVM w otwartej i zamkniętej pętli, regulator PID

wybiegiem lub po charakterystyce

wybiegiem lub po charakterystyce, hamowanie strumieniem, sterowanie hamulcem mechanicznym, opcjonalnie: moduł hamowania, zwrot energii do sieci zasilającej (MFC710/AcR)

zwrot energii do sieci zasilającej

Wejścia/wyjścia analogowe

2/1

2/3

Wejścia/wyjścia cyfrowe

6/0

6/1

RS-485, Modbus RTU

RS-232, RS-485 – Modbus RTU

+/+ (LED)/+

+/+/+

IP20

IP00

168×70×133 (0,37 – 1,1 kW) 195×73×169 (1,5 – 3,0 kW)

od 267×114×154 do 1127×800×345

od 750×420×380 do 1025×465×565

od 0,8 do 1,4

od 3 do 190

w zależności od wykonania

od –10 do 40 (50)

wysokokontrastowy wyświetlacz LED, łatwe przełączanie sterowania lokalne/zdalne (panel sterujący/listwa zaciskowa), funkcja motopotencjometru, wbudowany filtr RFI

aplikacja kalkulatora nawijakowego i sterownika zespołu pomp, lotny start, zdejmowalny, wielojęzyczny (PL, EN, RU) panel sterowania, wejście enkodera, wbudowany filtr RFI (moce do 18,5 kW), sterownik PLC

układy wykonywane na zamówienie przeznaczone do zainstalowania w obudowach górniczych, chłodzone cieczą, obudowa uzgadniana indywidualnie, możliwość zastosowania topologii trójpoziomowej falownika, sterownik PLC

Dopuszczalny prąd przeciążenia oraz czas jego trwania Typ regulatora

Układ hamowania

Uwagi techniczne

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości

PN-EN 50178:2003, PN-EN 60204-1:2010, PN-EN 50178:2003, PN-EN 60204-1:2010, PN-EN 50178:2003, PN-EN 60204-1:2010, PN-EN 61800-5-1:2007, PN-EN 61800-3:2008, PN-EN 61800-5-1:2007, PN-EN 61800-3:2008, PN-EN 61800-5-1:2007, PN-EN 61800-3:2008, ISO 9001:2008 ISO 9001:2008 ISO 9001:2008, EAC

Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie przemienników częstotliwości nn – podstawowe parametry

Zeltech Mechatronika Sp. z o.o. 94-103 Łódź, ul. Elektronowa 6 tel. 42 25 409 25, faks 42 25 409 42 mechatronika@zeltech.pl www.zeltech.pl Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. SJ700D

WJ200

WL200

0,7 – 400

0,1 – 18,5

0,2 – 18,5

0,7400

0,1 – 18,5

0,2 – 18,5

3f~400/3f~400

1f~230/3f~400

50/0 – 400

50/0,1 – 1000

50/0,1 – 400

2,5 – 800

1 – 38

1,2 – 38

2·In przez 3 s

1,4·In przez 12 s

PID

Elektroniczny BRD

elektroniczny BRD

3/3

2/2

9/6

8/3

RS-422/RS-485 Modbus

USB/RS-422/RS-485 Modbus

+/+/+

IP20

od 255×150×140 do 1700×1050×450

od 128×68×109 do 296×180×175

od 3,5 do 360

od 1 do 5,2

od –10 do 50

obsługa silników PMSM, praca w trybach regulacji: prędkości/pozycji/momentu, wbudowany sterownik PLC/motion – tzw. EasySequence, moduły opcjonalne do pracy w sieciach: Profibus DP, DeviceNet, EtherCat, Profinet, Modbus TCP

obsługa silników PMSM, bezczujnikowe sterowanie wektorowe SLV, wbudowany sterownik PLC/motion – tzw. EasySequence, moduły opcjonalne do pracy w sieciach: Profibus DP, DeviceNet, EtherCat, Profinet

wbudowany sterownik PLC/motion – tzw. EasySequence, moduły opcjonalne do pracy w sieciach: Profibus DP, DeviceNet, EtherCat, Profinet

CE, UL, c-UL, C-Tick

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

prezentacja

automatyczne przełączniki układów SZR Norbert Borek – LOVATO Electric Sp. z o.o.

utomatyczne przełączniki sieci ATL600, ATL610 i ATL800 umożliwiają kontrolę i zarządzanie przełączaniem między 2 trójfazowymi liniami zasilającymi. Pomiary napięcia i częstotliwości wyświetlane są na graficznym ekranie LCD, a wskaźniki LED na panelu przednim oddają czytelny status układu. ATL 900 jest przełącznikiem o wysokiej wydajności. Urządzenie jest wyposażone w funkcje specjalne, umożliwiające kontrolę trzech źródeł zasilania i trzech wyłączników.

Schematy aplikacji dla ATL600_610

Sterowanie może opierać się na domyślnej logice przełączania lub przy użyciu funkcji PLC. ATL 900 ma 4 wejścia prądowe; dzięki temu urządzenie może wykorzystywać pomiary do definiowania nowej logiki kontroli źródeł zasilania.

charakterystyka ogólna serii ATL Graficzny wyświetlacz LCD z podświetleniem umożliwia doskonały podgląd danych nawet w niekorzystnych warunkach oświetlenia. ATL 600, ATL 610 i ATL 800 mają wyświetlacze w rozdzielczości 128×80 pikseli, natomiast ekran ATL 900 ma większą rozdzielczość 128×112 pikseli. ATL 600 i ATL 610 mają teksty w pięciu językach: angielskim, włoskim, francuskim, hiszpańskim i niemieckim; dodatkowe 3 języki, portugalski, polski i rosyjski, są dostępne w urządzeniach ATL 800 i ATL 900.

Schematy aplikacji dla ATL 800

Schematy aplikacji dla ATL 900

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

ATL 600

Nowy interfejs umożliwia podgląd: statusu systemu, pomiarów napięcia i częstotliwości, danych statystycznych, progów kontrolnych i okienka z alarmami. W przełącznikach ATL mamy do dyspozycji dwa liczniki wykorzystywane do celów serwisowych; pierw-

szy monitoruje godziny pracy, a drugi zlicza operacje zadziałania urządzeń wykonawczych. Kiedy liczniki osiągną ustawiony limit, wygenerowany zostanie odpowiedni alarm. Funkcje wejść i wyjść są fabrycznie zaprogramowane zgodnie z wymogami najpopularniejszych aplikacji, użytkownik może jednak w prosty sposób zmienić domyślną konfigurację, by zaadaptować przełącznik do wymaganej aplikacji. Wszystkie wejścia i wyjścia są konfigurowalne. Dostępne są cztery typy programowalnych zmiennych wewnętrznych: progi limitów, zmienne kontrolowane zdalnie, alarmy użytkownika, programowalne liczniki. Strony, na których znajdują się statusy liczników i limitów, użytkownik znajdzie przy przewijaniu stron na wyświetlaczu. Przełączniki zapisują dane statystyczne, które umożliwiają użytkownikowi zrozumienie, jak działa system. Pamięć wewnętrzna, z zapisem cyklicznym, zapewnia listę 100 zdarzeń dla ATL 600 i ATL 610 oraz 250 dla ATL 800 i ATL 900, które sta-

nr 7-8/2016

ATL 800

ATL 900

nowią użyteczne dane do analizy pracy kontrolowanego systemu.

możliwość rozbudowy (2 wejścia ATL 610 – 3 wejścia ATL 800-ATL 900) Konfiguracja ATL może mieć wiele wariantów, na przykład ze względu na typ komunikacji (USB, RS-485, Ethernet) lub liczbę wymaganych wejść i wyjść. ATL mają możliwość rozbudowy modułami serii EXP... . Moduły rozszerzeń mogą współpracować z różnymi urządzeniami LOVATO Electric, dzięki czemu uzyskuje się oszczędność poprzez lepsze zarządzanie magazynem. Dodatkowo moduły rozszerzeń zapewniają dużą elastyczność rozbudowy już działających aplikacji. Dostępne są następujące moduły EXP: cyfrowe wejścia i wyjścia, analogowe wejścia i wyjścia (tylko dla ATL 800 i ATL 900), komunikacja USB, RS-232, RS-485, Ethernet i Profibus, modem GPRS/GSM (tylko dla ATL 800 i ATL 900). Moduły, po zainstalowaniu, są automatycznie rozpoznawane przez jednostkę bazową. Optyczny port na panelu przednim umożliwia bezpośrednie połączenie z PC przez port USB (kod CX 01) lub Wi-Fi (kod CX 02). Dodatkowo CX 02 (Wi-Fi) umożliwia:

nr 7-8/2016

kopiowanie parametrów – wszyst

kie parametry ATL mogą zostać zapisane w pamięci CX 02 i ponownie wgrane, w razie potrzeby, do tego samego urządzenia (backup) lub do innego urządzenia tego samego typu (replikacja konfiguracji), klonowanie ustawień urządzenia – poza kopiowaniem parametrów możliwy jest zapis w pamięci modułu aktualnych wartości danych statystycznych, liczników i listy zdarzeń, w celu pełnej replikacji danych do innego urządzenia ATL tego samego typu lub do odtworzenia wcześniej zapisanych danych, wszystkie przełączniki zostały wy posażone w port optyczny, znajdujący się na panelu przednim, który służy do programowania przy użyciu modułu USB (CX 01) lub wykorzystania funkcjonalności modułu Wi-Fi (CX 02). Zalety: brak konieczności odłączania zasilania, bezpieczeństwo elektryczne (brak elektrycznego połączenia), gwarantowany stopień ochro ny IP54, wygoda pracy z urządzeniem.

podwójne zasilanie AC/DC dla: ATL 610, ATL 800 i ATL 900 Powyższe przełączniki ATL mogą pracować przy większości rozwiązań,

w kwestii zasilania pomocniczego, wymaganych na rynku. Najlepszym i najbezpieczniejszym rozwiązaniem jest wykorzystywanie jednocześnie zasilania AC i DC. Przełącznik zasilany jest z dostępnej linii AC, a podczas przełączania, w przypadku zaniku źródła AC, urządzenie zasilane jest ze źródła DC (np. akumulator). Sterowanie bez przerwy! Zasilanie AC zapewnia napięcie podczas monitoringu systemu, a DC zapewnia napięcie podczas przełączania. Przełączniki ATL mają zegar czasu rzeczywistego z podtrzymaniem, dzięki czemu wszystkie zdarzenia mają rzeczywisty znacznik czasowy. Wejścia prądowe pozwalają na monitoring zapotrzebowania obciążenia na moc i zdefiniowanie właściwej strategii przełączania. Znajomość zapotrzebowania systemu na moc i wartości znamionowych poszczególnych źródeł umożliwiają przełącznikowi ATL 900 wybór najlepszego źródła zasilania, które prawidłowo będzie zasilać obciążenie.

programowalna logika PLC dla: ATL 800 – ATL 900 i inne funkcje Dzięki logice PLC można tworzyć programy, które będą łączyć zmienne przełącznika z sygnałami zewnętrznymi pochodzącymi z systemu, wykorzystywane następnie do akty-

wacji wyjść, definiowania strategii przełączania i/lub generowania alarmów. Bezprzewodową technologię NFC można wykorzystać do programowania urządzenia przy użyciu smartfonów czy tabletów. Po zamontowaniu modułu EXP10 15 przełącznik zostaje wyposażony w skonfigurowany modem GSM/GPRS. Ułatwia to instalację i okablowanie. Po montażu karty SIM wyposażonej w transmisję danych, możliwe jest otrzymywanie SMS-a z alarmem lub zdarzeniem, wiadomości e-mail lub danych na serwer FTP. ATL 800 – ATL 900 mają specyficzne funkcje, które umożliwiają zastosowanie przełączników w aplikacjach, które wymagają „zamkniętego przejścia” przy przełączaniu zasilania z synchronizacją. reklama

LOVATO Electric Sp. z o.o. 55-330 Błonie k. Wrocławia ul. Zachodnia 3 tel. 71 797 90 10 faks 71 797 90 20 info@LovatoElectric.pl www. LovatoElectric.pl

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

napędy i sterowanie

pojazdy elektryczne (część 1.) przyszłość transportu i energetyki? dr inż. Sławomir Bielecki – Politechnika Warszawska

istoria pojazdów o napędzie elektrycznym jest praktycznie tak samo długa jak historia motoryzacji (fot. 1. i 2.). Pierwsze konstrukcje samochodów elektrycznych, wykorzystujące m.in. ogniwo Volty, pojawiły się przed 1830 r. (A. Jedlik, S. Stratingh, Ch. Becker oraz T. Davenport). Dopiero masowa produkcja zakładów Forda spowodowała rozpowszechnienie się pojazdów spalinowych. Ok. 1917 r. konstrukcję i produkcję samochodów elektrycznych próbował wskrzesić Ch. P. Steinmetz [8]. Szacuje się, że w 2015 roku sprzedanych zostało na świecie ok. 600 tys. samochodów elektrycznych. W Europie w 2014 roku zarejestrowano łącznie UE

65,9 tys. samochodów elektrycznych, podczas gdy w 2013 roku – 40,7 tys., zaś w 2015 r. tylko do 1 listopada zarejestrowanych zostało już 76 tys. Największy rynek takich pojazdów w Europie jest w Norwegii, Francji, Niemczech i Wielkiej Brytanii. Łącznie w 2015 roku dokonano w tych krajach blisko 75% europejskich rejestracji samochodów elektrycznych. Prognozę rozwoju rynku samochodów elektrycznych przedstawia rysunek 1. Ideą samochodów elektrycznych (electric vehicles, EV) jest zastąpienie spalinowej jednostki napędowej – silnikiem elektrycznym, a zbiornika z paliwem – baterią akumulatorów. Auta

USA

Chiny

pozostali

6 000 000 5 000 000 4 000 000 3 000 000 2 000 000 1 000 000 0 2013

2015

2017

2019

2021

2025

Rys. 1. Przewidywana wielkość sprzedaży samochodów elektrycznych w rejonach świata. Źródło: http://evobsession.com/category/research/sales/

Rys. 2. Z użycie energii końcowej wg sektorów w Unii Europejskiej (UE-28). Źródło: Eurostat. Energy, transport and environment indicators, 2015 edition

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

elektryczne mogą więc być traktowane z punktu widzenia elektroenergetyki, jako mobilne jednostki, magazynujące energię i dzięki interfejsowi V2G (vehicle to grid), realizować usługi (tzw. systemowe lub pomocnicze) na rzecz operatora sieci, odgrywając znaczącą rolę w funkcjonowaniu inteligentnego systemu elektroenergetycznego. W obszarze zainteresowania elektroenergetyki są: samochody napędzane tylko elek trycznie (EV) – lider sprzedaży Renault i Nissan; hybrydowe z możliwością ładowa nia poprzez sieć elektroenergetyczną (PHEV, plug-in hybrid electric vehicle) – lider sprzedaży Toyota. W literaturze światowej spotyka się też określenia komprymujące obie kategorie, mianowicie: BEV (batery electric vehicle) lub PEV (plug-in electric vehicle). Cechą wspólną PEV jest obecność układu ładowania zamieniającego dostarczany z sieci prąd oraz napięcie z przemiennego (AC) na stałe (DC) o parametrach wymaganych przez ładowaną baterię. MEV (more electrical vehicle) obejmu jące zarówno PEV, jak i PHEV. REEV (range extended electric vehicle) lub EREV (extended range electric vehicle), jako odmiana PHEV, posiadające dodatkową jednostkę (APU) z generatorem, służącym do ładowania baterii oraz FCHV (fuel cell hydrogen vehicle) z ogniwami paliwowymi. W rozumieniu IEEE, pojazdy elektryczne, ładowane z sieci (plug in) to pojazdy mające układ do wielokrotnego ładowania baterii z zewnętrznego źródła do przynajmniej 4 kWh i zdolne do pokonania przynajmniej kilkunastu kilometrów na zasilaniu elektrycznym (bateryjnym). W kolejnych częściach artykułu używane będzie skrótowe określenie „PEV”

Fot. 1. P ojazd elektryczny Jenatzy’ego, 1899 r. Był to pierwszy pojazd, który przekroczył prędkość 100 km/h. Źródło: Wikipedia.org.pl

Fot. 2. P ierwszy pojazd hybrydowy Lohner-Porsche Mixte Hybrid, 1900 r. Źródło: http://press. porsche.com/news/release. php?id=642

jako oznaczenie pojazdów ładowanych z sieci elektrycznej (w trybie plug-in), a więc zarówno typowych „elektrycznych”, jak i hybrydowych PHEV.

zainteresowanie pojazdami elektrycznymi – znaczenie sektora transportu Szacuje się, że sektor transportu w Unii Europejskiej ma największy udział w zużyciu energii (ponad 31%), wyprzedzając zużycie przez odbiory komunalno-bytowe (ok. 27%), sektor przemysłu (ok. 25%) i usług (ok. 14%) (rys. 2.). W Polsce obserwuje się wyraźne zwiększenie zużycia energii w transporcie drogowym (rys. 3.), cały transport również odpowiada za najwyższą (po sektorze energetycznym) emisję gazów cieplarnianych (rys. 4.). W Polsce, według danych ACEA (Stowarzyszenie Europejskich Producentów Samochodów) na 1000 mieszkańców przypada 599 aut osobowych. Współczesna zachodnioeuropejska śred-

nr 7-8/2016

nia mocy samochodów dostępnych na rynku, wg Polk Marketing Systems, wynosi 85 kW. Oznacza to, że moc wszystkich pojazdów samochodowych w Polsce jest rzędu 2000 GW. Tymczasem moc zainstalowana w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym to około 38 GW. Szacuje się, że do 2020 roku co 10. samochód będzie elektryczny. Obecnie, bateria pojazdu gromadzi średnio ok. 20 kWh, więc w trybie wolnego, 10-godzinnego ładowania pojedynczy pojazd to obciążenie ok. 2 kW. Zatem, w Polsce w 2020 roku ładowanie pojazdów z sieci będzie się wiązało z chwilowym obciążeniem dla systemu rzędu 1,7 GW (przy założonym współczynniku jednoczesności 0,5), więc będzie to ok. 4,5% wszystkich krajowych konsumentów energii elektrycznej [11]. Współczesny samochód elektryczny zużywa 120–240 Wh/km (przyjmuje się, że średnio ok. 150 Wh/km), średni przebieg roczny to ok. 20 000 km. Zatem, statystycznie PEV zużyje rocznie ok. 3 MWh energii elektrycznej [10], [1], a więc niemal tyle, ile może zużyć 2-osobowe gospodarstwo domowe (wg GUS, średnia arytmetyczna zużycia rocznego energii elektrycznej przez gospodarstwo domowe w Polsce w 2012 roku wyniosła 2,226 MWh). Na tej podstawie, można oszacować, że gdyby wszystkie użytkowane w Polsce auta osobowe były PEV, to rocznie zużywałyby ok. 68 300 GWh. Dla porównania, w 2014 r. w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym wyprodukowano wg PTPiREE 158 947 GWh energii elektrycznej. Oznaczałoby to konieczność zwiększenia w Polsce wytwarzania energii elektrycznej o 43%. Tak znaczący wzrost może zostać pokryty przez energetykę niekonwencjonalną. Z jednej strony, źródła odnawialne cechują się niestabilnością produkcji, z drugiej, w pojazdach typu PEV pobór energii z zewnętrznych źródeł nie jest jednoczesny w czasie z jej zużyciem, więc energia jest w nich magazynowana. Zatem, włączenie pojazdów typu PEV do systemu elektroenergetycznego jako jego elementów, może działać stabilizująco na system. Inteligentnie zarządzane PEV mogą odrywać znaczącą rolę w bilansowaniu energii elektrycznej.

nr 7-8/2016

zalety pojazdów elektrycznych Szacunki, wskazujące na wysoką sprawność wykorzystania energii zawartej w paliwie dla samochodów z silnikiem elektrycznym na poziomie 90% (dla samochodów z silnikiem spalinowym jest ona rzędu 35%) są dość przeszacowane. Jednakże, dokładniej wyznaczana efektywność energetyczna od wydobycia surowca do wykorzystania energii w czasie jazdy („Well to Wheel”) i tak wskazuje na wyraźną przewagę PEV (ok. 60%, a dla samochodów z silnikiem spalinowym jest poniżej 30%) [5]. Niewątpliwie PEV cechują lepsze właściwości napędowe w porównaniu ze spalinowymi. Silnik spalinowy uzyskuje największy moment w wąskim zakresie obrotów (konieczność zmiany przełożenia skrzyni biegów). Tymczasem, dzięki elementom przekształtnikowym możliwe jest osiągnięcie pełnego momentu obrotowego przy całym zakresie prędkości silnika elektrycznego, który też wytwarza praktycznie maksymalny moment obrotowy już przy rozruchu (minimalnej prędkości obrotowej). Zatem, w pojazdach typu PEV niepotrzebne jest sprzęgło. Ponadto, przy tej samej mocy silnika (elektrycznego w porównaniu ze spalinowym) pojazd elektryczny uzyskuje lepsze przyspieszenie. Napęd elektryczny umożliwia regulację prędkości w sposób płynny do wartości znamionowej z pełnym momentem (I strefa regulacji), powyżej prędkości znamionowej (II strefa regulacji) punkt pracy silnika ograniczony jest hiperbolą, wynikającą z konieczności ograniczonej mocy silnika (rys. 5.). Do innych zalet eksploatacyjnych PEV należy zaliczyć mi.in.: cichą pracę silnika; minimalny pobór energii podczas postoju (predestynowane do jazdy miejskiej); mniej części ruchomych, brak konieczności wymiany oleju (i jego utylizacji). W kwestii kosztów eksploatacji, to często prezentowane szacunki podają jako koszty paliwa na pokonanie 100 km dla pojazdu spalinowego na poziomie ok. 40 zł, podczas gdy dla PEV ok.

Rys. 3. Z użycie energii przez sektor transportu drogowego i kolejowego w Polsce w tys. ton ropy [7]

Rys. 4. P odział emisji gazów cieplarnianych względem sektorów w Polsce w 2012 r. [7]

4 zł. Oczywiście, do ceny energii elektrycznej należy doliczyć koszty eksploatacji baterii, tj. konieczność jej wymiany co 2–3 tys. cykli ładowania (lub 150–200 tys. km –„cykl życia baterii”), co i tak daje średni koszt przejazdu 100 km na poziomie 20 zł [7], [5]. Należy przy tej okazji wspomnieć o bezpieczeństwie ekonomicznym, związanym z faktem, iż zmiany cen energii elektrycznej bywają bardziej przewidywalne niż zmiany cen ropy. W kwestii związanej z ekologią, spotykane są dwa stwierdzenia, uznające mianowicie, że: jeżeli źródłem energii elektrycznej jest energetyka konwencjonalna (nie 100% OZE) to wpływ pojazdów elektrycznych na środowisko jest podobny do spalinowych [5]; w przypadku dostarczenia do pojaz du elektrycznego energii wytworzonej w elektrowniach węglowych, poziom emisji CO2 jest 2-krotnie niższy niż w przypadku pojazdu spalinowego (zdaniem Kanadyjskiego Stowarzyszenia EVAC). Światowy trend, propagujący uniezależnienie się od paliw kopalnych i rozwój energetyki odnawialnej, przechy-

la zainteresowanie producentów w kierunku rozwiązań PEV.

wady pojazdów elektrycznych Współczesne modele samochodów elektrycznych mają również pewne niedogodności, które w toku rozwoju inżynierii elektrycznej powinny zostać ograniczone. Należy do nich zaliczyć: mały zasięg pojazdów (100–150 km), uzależniony m.in. od ukształtowania

streszczenie Spodziewany rozwój motoryzacji będzie przebiegał w kierunku coraz powszech‑ niejszego wykorzystywania napędów elektrycznych. Przemysł samochodowy i elektrotechniczny oraz sektory transpor‑ tu i energetyki zaczną ze sobą współdzia‑ łać oraz wzajemnie przenikać. Będzie to między innymi efektem ewolucji elektro‑ energetyki w stronę sieci inteligentnych (Smart Grid). Celem artykułu jest przy‑ bliżenie tematyki dotyczącej pojazdów elektrycznych i ich roli w kształtowaniu przyszłych struktur energetycznych, któ‑ ra to tematyka w naszym kraju wydaje się niewystarczająco rozpowszechnia‑ na. W pierwszej części artykułu opisa‑ ne zostały zagadnienia podstawowe, na‑ tomiast w kolejnych częściach skupiono się na kwestiach możliwej współpracy pojazdów elektrycznych z siecią elektro‑ energetyczną oraz rozwojem związanych z tym usług energetycznych.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

napędy i sterowanie

a) b) moment I, II, III, IV – numery biegów (przełożeń skrzyni)

siła max

ograniczenie momentu

max

ograniczenie mocy (P = const)

P = const (hiperbola równej mocy) I krzywa oporów podczas jazdy pod górę

ograniczenie prędkości

III krzywa oporów podczas jazdy po terenie płaskim

max prędkość

I strefa regulacji

II strefa regulacji

max prędkość obrotowa

Rys. 5. C harakterystyki mechaniczne: pojazd spalinowy (a), elektryczny (b). Na podstawie [4]

żej 60 V w ciągu 5 s od wypadku. Opracowywane są standardy dotyczące efektywnego i szybkiego ładowania.

budowa pojazdów elektrycznych Układ elektryczny PEV składa się przede wszystkim z układu ładowarki, baterii, silnika elektrycznego oraz układu zarządzania (m.in. baterią – Battery Management System, BMS) (rys. 6.) Silnik elektryczny Napędzające pojazd silniki elektryczne producenci umieszczają [14]: centralnie (1 silnik), np. Fiat 500e, Nissan LEAF, Honda FIT-EV, Kia Naimo, Mercedes B, Mercedes Sprinter E-Cell, Volkswagen e-up, Smart Fourjoy, Smart ed, Toyota iQ-EV, Toyota RAV4-EV, Renault Zoe, Renault Twizy, Renault Fluence ZE, Citroen C-Zero, Citroen Berlingo Electric, Peugeot iOn Peugeot Partner Electric, Mini E, Skoda Octavia Green ELine, Romet 4e, Volvo C30 BEV, Ford Connect EV, Ford Focus Electric, BYD e6-Eco,

Rys. S. Bielecki

terenu, stylu jazdy, prędkości (znaczący wpływ oporów aerodynamicznych powyżej 60 km/h); dotychczasowy rekord zasięgu to 501 km (Tesla Roadster w Australii); wpływ warunków atmosferycznych na pojemność baterii (przy –20oC pojemność spada o 50%); wysoką cenę pojazdów (nowe tech nologie i koszt pakietu bateryjnego), ponadto obserwowany szybszy spadek wartości modelów PEV niż pojazdów spalinowych; nowe problemy dotyczące bezpie czeństwa drogowego: brak hałasu (niebezpieczeństwo potrąceń i kolizji), możliwość porażenia prądem podczas wypadku – zagrożenie dla służb ratowniczych (akumulator ma ok. 400 V); małą szybkość ładowania. Cenę pojazdu można ograniczyć za pomocą instrumentów finansowych (np. leasing pakietów bateryjnych). W USA powstał wymóg prawny, aby system zasilania powodował obniżenie się napięcia zasilania pojazdu poni-

układ ładowania

bateria silnik elektryczny układ sterujący

Rys. 6. Podstawowe elementy układu elektrycznego PEV

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Rolls Royce Phanton 103 EX, Infiniti LE Concept; wmontowując w piasty kół, razem: –– 2 silniki, np. Mitsubishi i-MiEV, Audi A2, Chevrolet Spark EV, e-Wolf Alpha 1 SRF; –– 4 silniki, np. Mercedes SLS Coupe Electric, Mercedes W212, Saab 9-3 ZE. Najczęściej spotykane rozwiązania to 1 silnik lub 2 w piastach kół tylnych. Stosowane są zarówno silniki prądu stałego (DC) – komutatorowe ze wzbudzeniem elektromagnetycznym lub z magnesami trwałymi, jak i przemiennego (AC) – synchroniczne i asynchroniczne. Silniki DC spotykane są w tańszych samochodach osobowych, wózkach magazynowych i przeładunkowych. Silniki te mają prostszy układ sterowania i osprzęt. Regulacja momentu jest możliwa przez zmianę rezystancji w obwodzie twornika, impulsową regulację napięcia na zaciskach (sterownik czoperowy), zmianę napięcia zasilania i częściowe odwzbudzenie. Silniki DC w standardowych rozwiązaniach zasilane były bezpośrednio z baterii, nowocześniejsze mają sterujące układy przetwarzania napięcia. Silniki AC cechują się wyższą sprawnością, większą mocą (przy podobnych gabarytach co silniki DC) i lepszą dynamiką napędu. Wymagają jednak stosowania złożonych falownikowych sterowników mocy (źródłem energii jest bateria akumulatorów DC). Obecnie najczęściej stosowanymi w modelach PEV są silniki synchroniczne z magnesami trwałymi (sprawność do 95%), rzadziej spotyka się wielofazowe (w tym 5-fazowe) asynchroniczne klatkowe. Jako element wykonawczy, ogniwem pośredniczącym między silnikiem a ba-

terią jest sterownik (przetwornik) mocy: DC/DC, DC/AC, AC/DC. Może on sterować przepływem energii w obydwu kierunkach z jednoczesnym uwzględnieniem warunków napięciowo-prądowych. Ponadto, może pełnić funkcję przełącznika kierunku prędkości obrotowej maszyny podczas jej pracy silnikowej oraz przełącznika, zmieniającego układ połączeń silników lub sekcji baterii akumulatorów. Koncerny samochodowe produkujące modele PEV zazwyczaj zamawiają silniki w firmach przemysłu elektrotechnicznego (np. Siemens, Brus, Sew). Rozwiązania techniczne elektrycznych jednostek napędowych przystosowane są do odzysku energii podczas hamowania, (możliwość do 30% odzyskiwania energii [14]). Hamowanie odzyskowe uaktywnia się przy lekkim naciskaniu hamulca, a nawet podczas zmniejszania nacisku na pedał gazu [15]. Bateria Ciężką baterię zazwyczaj umieszcza się jak najniżej pokładu (chodzi o obniżenie środka ciężkości). W zależności od modelu PEV [14]: pojemność pakietu bateryjnego wy nosi od kilku kWh (np. 6,1 kWh – Renault Twizzy, 7 kWh – Electric RaceAbout, 7,1 kWh – Audi A2) do kilkudziesięciu kWh (np. 41,5 kWh – Chevrolet Spark, 54 kWh – Skoda Octavia Green ELine, 56 kWh – Mercedes W212, 60 kWh – Mercedes SLS Coupe Electric), napięcie baterii od 133 V (Electric Ra ceAbort) i 240 V (Toyota RAV4-EV) do 520 V (Chevrolet Spark EV). Obecnie dostępne są akumulatory kwasowo-ołowiowe, zasadowe niklowo-kadmowe (Ni-Cd), zasadowe niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH), litowo-jonowe, litowo-żelazowo-fosforowe (LFP), litowo-polimerowe, litowo-tytanowe, potasowo-jonowe. Do gromadzenia energii uzyskanej w wyniku hamowania odzyskowego mają być stosowane superkondensatory.

nr 7-8/2016

prezentacja

wyższe harmoniczne i zakłócenia elektryczne zagrożeniem dla urządzeń i procesów przemysłowych Mirosław Łukiewski – FluxCom JEE

oważnym zagrożeniem dla pewności zasilania i prawidłowej pracy urządzeń przemysłowych jest występowanie zakłóceń elektrycznych oraz obecność wyższych harmonicznych w napięciu i prądzie. Szczególnie wrażliwe na oddziaływanie zakłóceń elektrycznych są układy sterowania maszyn i procesów przemysłowych.

pomiary zakłóceń i parametrów energii Norma PN-EN-50160 definiuje dopuszczalne zmiany parametrów napięcia zasilającego oraz sposób prowadzenia pomiarów i interpretacji wyników [1, 2]. Pomiary zgodnie z wytycznymi normy wykonuje się w okresie tygodniowym w odcinkach

10-minutowych. Dla każdego odcinka określa się średnią wartość mierzonej wielkości. Norma definiuje, w jakich granicach powinno zawierać się 95% otrzymanych wyników. Firma FluxCom JEE specjalizuje się w pomiarach parametrów jakości energii, usuwaniu zakłóceń elektrycznych oraz problemów związanych z harmonicznymi napięcia i prądu. Wykonujemy specjalistyczne pomiary zgodnie z wytycznymi odpowiednich norm, rejestrujemy parametry energii elektrycznej, przebiegi napięć i prądów występujących w sieci zakładowej. Na podstawie wyników pomiarów dobieramy przeciwzakłóceniowe elementy indukcyjne [3] lub filtry harmonicznych [4].

wskaźniki jakości napięcia elektrycznego Zgodnie z założeniami normy PN-EN-50160, jakość energii elektrycznej jest określona przez parametry napięcia elektrycznego w punkcie przyłączenia zakładu przemysłowego do sieci publicznej. Do ważnych parametrów napięcia definiowanych

Rys. 2. Z akłócenia komutacyjne wprowadzane przez przekształtnik tyrystorowy

Harmoniczne nieparzyste Niekrotność 3

Harmoniczne parzyste

Krotność 3

Rząd h

Uk [%]

Rząd h

Uk [%]

Rząd h

Uk [%]

6,0

5,0

2,0

5,0

1,5

1,0

3,5

0,5

3,0

>21

0,5

2,0

1,5

Tab. 1. W artości dopuszczalne wyższych harmonicznych napięcia w sieciach średniego i niskiego napięcia [1]

nr 7-8/2016

przez normę należy współczynnik zawartości harmonicznych THDu, wyliczany z widma zarejestrowanych wyższych harmonicznych napięcia (rys. 1): 40

THDU % =

∑U k =2

2 k

(1)

⋅ 100%

Dopuszczalna wartość współczynnika THDu w sieciach niskiego i średniego napięcia wynosi 8%. Norma [1] definiuje również dopuszczalną względną wartość k-tej harmonicznej (tab. 1.): Uk % =

Uk ⋅100% UC

(2)

gdzie: Uk – uśredniona w przedziale pomiarowym wartość skuteczna napięcia k‑tej harmonicznej (k = 1, …, 40), Uc – napięcie znamionowe w złączu sieci energetycznej, U1 – uśredniona w przedziale pomiarowym wartość skuteczna harmonicznej podstawowej napięcia. Źródłami wyższych harmonicznych prądu i napięcia są przekształtniki energoelektroniczne z nieliniowymi układami wejściowymi. Bardzo powszechnie instalowane energooszczędne źródła światła LED zawierające przekształtniki, również wywołują zakłócenia odkształcając sinusoidę prądu [2, 5]. Wyższe harmoniczne prądu i napięcia są przyczyną powstawania dodatkowych strat mocy w transformatorach, silnikach, elementach indukcyjnych i pojemnościowych, powodując ich przeciążenia [5]. Niebezpieczne zjawiska rezonansowe występujące pomiędzy pojemnościami i indukcyj-

Rys. 1. W idmo amplitudowe wyższych harmonicznych napięcia

nościami w sieciach przemysłowych zdarzają się znacznie częściej w środowisku, w którym występuje wiele częstotliwości harmonicznych i interharmonicznych. Skutki rezonansów szczególnie widoczne są w układach kompensacyjnych, gdzie stosuje się skupione duże pojemności i indukcyjności. Zabezpieczeniem antyrezonansowym są dławiki ochronne, odstrajające [3]. Przekształtniki tyrystorowe szeroko stosowane w przemyśle, pracując generują tak zwane zakłócenia komutacyjne związane z zapadami napięcia podczas przełączania tyrystorów (rys. 2.). Od parametrów obwodu elektrycznego zależy amplituda oscylacyjnych przepięć powstających po zapadzie komutacyjnym. Usuwanie tego typu zakłóceń polega na doborze elementów indukcyjnych lub filtrów.

reklama

FluxCom JEE 42-286 Koszęcin, ul. Jodłowa 10 tel. +48 606 388 350 fluxcom@fluxcom.pl www.fluxcom.pl

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

prezentacja

czy obsługa gestów w panelach XV300 firmy EATON to praktyczna funkcjonalność? Jacek Zarzycki – EATON ELECTRIC

tarło się stwierdzenie, że świat automatyki powinien opierać się na rozwiązaniach, które – szukając najbardziej trafnego określenia – można nazwać nieładnie mianem: „topornych”. To choćby dlatego interfejsy wizualizacyjne opierają się najczęściej na przestarzałej technologii wykorzystującej folię rezystancyjną do detekcji miejsca dotyku. Firma EATON od lat dba o zwiększanie estetyki i funkcjonalności rozwiązań dla elektryki i automatyki: charakterystyczny, uznany na rynku wygląd aparatury RMQ-Titan sprawia, że lampki i przyciski firmy EATON są wizytówką potwierdzającą najwyższą jakość maszyn i urządzeń w nie wyposażonych; estetykę i rozszerzoną diagnostykę nawet najprostszych aparatów elektrycznych wzbogaca system SmartWire-DT; wprowadzone wiele lat temu rozwią-

Fot. 1. P anele serii XV300 w dwóch wersjach montażowych

zanie zabezpieczenia ekranu dotykowego szkłem hartowanym i detekcji punktu wciśnięcia za pomocą przecinania wiązek podczerwieni to je-

Fot. 2. P asek przewijania w programie Galileo 10 w formie podmaski

Fot. 3. P rzykładowa wizualizacja z wykorzystaniem paska przewijania, półprzezroczystego menu zawierającego listę alarmów oraz wykresu obsługiwanego przez funkcje multi-touch

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

dynie wybrane spośród wielu dowodów innowacyjności EATON. Dzisiaj jako jeden z pierwszych dostawców rozwiązań automatyki EATON przedstawia panele operatorskie XV300 i komputery IPC XP500 z matrycą pojemnościową i oprogramowaniem Galileo 10, umożliwiającym praktyczne wykorzystanie tych nowoczesnych matryc z technologią multi-touch (fot. 1.). Obsługa gestów na dobre zadomowiła się w na co dzień używanych urządzeniach, takich jak smartfony czy tablety. Już małe dzieci posługując się intuicją przewijają ekrany przesuwając palcem po ekranie, czy powiększają/zmniejszają gestem rozsuwania/ zsuwania palców. Właśnie tego typu gesty mogą być obecnie wygodnie implementowane w najnowszym Galileo 10 – użytkownik ma przy tym do wyboru kilka możliwości. Jedną z opcji jest pasek wyboru. W wybranym miejscu ekranu wi-

zualizacji wstawiany jest element o większej szerokości (lub wysokości) niż wskazuje na to ekran. Sam powiększony element tworzony jest w formie podmaski (fot. 2.). Po wstawieniu elementu na maskę docelową użytkownik przesuwając palcem wybiera, który fragment podmaski ma być wyświetlany – podobnie jak na fotografii 3. Ciekawą funkcjonalnością narzędzia Galileo jest zaprezentowana na wskazanym rysunku lista alarmów w formie półprzezroczystego okna. Po zapełnieniu listy istnieje możliwość przewijania jej palcem – bez konieczności „klikania” przycisków przewijania – góra/dół. W ich miejsce można umieścić przyciski potwierdzania wybranego alarmu lub grupy wszystkich alarmów. Jednym z ciekawych zastosowań „wielodotyku” jest obsługa wykresów. Użytkownik w wygodny sposób może rozsunąć dwa palce na cieka-

nr 7-8/2016

Fot. 4. P rzykładowy szablon z parametrami

wym fragmencie, by go powiększyć, co daje duży komfort w analizie d anych. Podobnie wygodnie przesuwa się cały wykres oraz steruje położeniem liniału, który ułatwia odczyt danych dla interesującego nas punktu. Inną opcją wykorzystywania możliwości przesuwania ekranu jest połączenie ze sobą większej ilości masek (ekranów). Ciekawą funkcjonalność oferuje także zastosowanie szablonów wielokrotnego użytku. Przykładowy szablon (fot. 4.) może zawierać szereg informacji o procesie – zarówno w formie cyfrowej, jak i graficznej (wskaźnik), czy wręcz jako zdjęcie. Sterownik PLC steruje wszystkimi

elementami wykorzystując strukturę danych – dzięki temu zmienne są wygodnie pogrupowane, a twórca wizualizacji nie musi indywidualnie adresować każdego podelementu. Pozwala to uniknąć żmudnej i odtwórczej pracy, w rzeczywistości znacznie ją przyspieszając. Finalnie wykorzystane szablony łączy się ze sobą w jeden kontener, dzięki czemu tworzą one wygodną w podglądzie stanu pracy przewijaną listę (fot. 5.). Wszystkie istotne informacje są łatwo dostępne w przyjaznej dla użytkownika formie. Od współczesnej maszyny oczekuje się przede wszystkim nieza-

Fot. 5. P rzykładowy ekran wizualizacji z wykorzystaniem szablonów

wodności. W czasach, gdy każdy z czołowych dostawców rozwiązań automatyki oferuje zbliżoną jakość rozwiązań – cechą pozwalającą wyróżnić się producentom maszyn i urządzeń jest zastosowanie najnowocześniejszych aparatów, takich jak opisane narzędzia firmy EATON. Zastosowana w nich obsługa gestów to już nie tylko gadżet, ale pożądana funkcjonalność dająca korzyści zarówno twórcom maszyn, jak i ich użytkownikom.

reklama

EATON ELECTRIC Sp. z o.o. 80-299 Gdańsk ul. Galaktyczna 30 tel. 58 554 79 00 faks 58 554 79 09 pl-info@eaton.com www.eaton.pl reklama

POLSKI PRODUCENT AGREGATÓW PRĄDOTWÓRCZYCH SUMERA MOTOR Sp.J. ul. Krakowska 5 34-120 ANDRYCHÓW tel. 33 870 40 60 fax 33 870 40 61 biuro@sumeramotor.pl

• • • • • •

zakres mocy 3-500 kVA 50 lat doświadczenia komponenty najwyższej światowej klasy bardzo konkurencyjne ceny mobilny serwis gwarancyjny i pogwarancyjny całość poparta system jakości ISO 9001

A k t u a l n a o f e r t a n a : w w w . s u m e r a m o t o r. p l

nr 7-8/2016

ZAPRASZAMY DO ODWIEDZENIA NASZEGO STOISKA NA TARGACH ENERGETAB TEREN L2, STOISKO NR 15 21

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

sieci elektroenergetyczne

wpływ energetyki wiatrowej na stabilność małych systemów energetycznych na przykładzie Malty dr inż. Tomasz Bakoń – Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego

Generowanie energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych jest zależne od aktualnych parametrów wiatru, które da się prognozować jedynie w przybliżeniu. Ta niemożliwość pełnej kontroli ilości produkowanej energii wpływa negatywnie na stabilność i bezpieczeństwo systemu elektroenergetycznego. Efekt ten wzmaga się wraz ze wzrostem stosunku mocy zainstalowanej w elektrowniach wiatrowych do ogółu mocy w systemie. Szczególnie narażone na zakłócenia stabilności są małe systemy energetyczne z małymi rezerwami i dużym udziałem źródeł o charakterze stochastycznym.

energetyka wiatrowa na Malcie i w Europie

a kontynencie europejskim poszczególne państwa prowadzą zróżnicowaną politykę w celu wspierania energetyki wiatrowej, co jest widoczne w ilości mocy zainstalowanej. W tabeli 1. zestawiono moce zainstalowane w energetyce wiatrowej w Europie. Malta pozostaje raczej w tyle w zakresie rozwoju odnawialnych źródeł energii w porównaniu do innych krajów UE. Przeszkodą w rozwoju energetyki wiatrowej są głównie brak miejsca na lądzie i głębokie wody przybrzeżne utrudniające realizację projektów na morzu. Udział źródeł odnawialnych w bilansie energetycznym Malty w 2011 roku wynosił tylko 0,4%, a w 2005 roku 0,0%. Stawiany jest cel, aby osiągnąć w roku 2020 udział źródeł odnawialnych w produkcji energii na poziomie 10%.

streszczenie W artykule przedstawiono wpływ ener‑ getyki odnawialnej na stabilność małe‑ go systemu elektroenergetycznego. Ana‑ lizy dokonano na podstawie rzeczywiste‑ go systemu Wysp Maltańskich, który do‑ piero w 2015 roku został połączony kab‑ lem podmorskim z Sycylią.

Na Malcie prawie cała energia produkowana jest z importowanych produktów naftowych. Polityka energetyczna Malty w ostatnich latach dotyczyła przede wszystkim zmniejszenia zależności energetycznej, w tym: promowania odnawialnych źródeł energii, dotacji do izolacji budynków i budowy połączenia sieci elektroenergetycznej Malty z Sycylią, a tym samym z europejską siecią ENTSO-E. Integracja – dokończona w kwietniu 2015 roku – miała przede wszystRys. 1. kim cel zwiększenia stabilności sieci. Pozwoliła na import i ewentualnie eksport energii elektrycznej, zmniejszając w ten sposób zależność od ropy naftowej. Ma Malcie w chwili obecnej do sieci jest podłączonych ok. 20 turbin wiatrowych, w tabeli 2. zestawiono największe z nich, jak widać ich moc zainstalowana jest tak mała, że nie mają one wpływu na stabilność sieci elektroenergetycznej. Dla porównania w tabeli 3. zestawiono największe farmy wiatrowe w Polsce. Rząd maltański analizuje możliwość wybudowania dwóch małych

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

System elektroenergetyczny na Wyspach Maltańskich, opracowanie własne na podstawie [2]

lądowych farm wiatrowych: Wied Rini (10,2 MW) i Hal Far (4,2 MW). Jednak największy wkład w realizację celu 10% udziału energetyki odnawialnej ma stanowić duża morska farma wiatrowa Sikkal-Bajda (95 MW), której budowa jest planowana 1,5 km od L-Ahrax tal-Mellieha, ma ona generować 40% maltańskiej energii odnawialnej do 2020 roku. Rozważane są też bardziej futurystyczne projekty pływających wysp z 36 turbinami umieszczonymi na sześciokątnej platformie o boku 460 metrów. Jest jed-

nak mało prawdopodobne, aby były zrealizowane w najbliższych latach.

maltański system elektroenergetyczny Energia elektryczna na Wyspach Maltańskich pochodzi z trzech różnych źródeł: elektrowni Delimara, domowych i przemysłowych instalacji energii odnawialnej małej mocy (głównie fotowoltaicznych) oraz importu z Włoch dzięki podmorskiemu połączeniu kablowemu. Dzienne za-

nr 7-8/2016

potrzebowanie na energię elektryczną na Wyspach Maltańskich wykazuje profil, który jest typowy dla obszaru Morza Śródziemnego. Największe zapotrzebowanie występuje zimą w godzinach wieczornych i jest głównie powodowane przez odbiorców indywidualnych. Latem szczytowe zapotrzebowanie występuje w godzinach porannych, kiedy przeważają odbiorcy handlowi i przemysłowi. Całkowita łączna nominalna moc zainstalowana w elektrowniach firmy Enemalta plc to obecnie 599 MW. Obejmuje to także 155 MW w elektrowni Marsa, która została zamknięta i przestawiona w stan czuwania do ostatecznego zamknięcia w marcu 2015 roku, w wyniku otwarcia interkonektora łączącego Maltę z Sycylią w kwietniu 2015 roku, który jest w stanie przesłać na Maltę dodatkowe 200 MW energii elektrycznej. Elektrownie są połączone do systemu elektroenergetycznego, który jest również zarządzany i utrzymywany przez Enemalta [2]. Elektrownia Delimara znajduje się na terenie portowym Marsaxlokk Harbour w południowo-wschodniej części wyspy Malta, jest obsługiwana przez Enemalta i jej partnera strategicznego Shanghai Electric Power. Jej całkowita moc zainstalowana to 444 MW, wykaz bloków energetycznych zestawiono w tabeli 4. Elektrownia Marsa znajduje się na końcu terenu portowego Marsa Grand Harbour. Powstała w 1953 roku i była wielokrotnie rozbudowywana. Łączna moc zainstalowana wynosiła 155 MW w ośmiu blokach. W marcu 2015 r. rozpoczął się jej demontaż. Dystrybucja energii elektrycznej na Malcie odbywa się z wykorzystaniem czterech poziomów napięcia: 132 kV, 33 kV, 11 kV i 400/230 V o częstotliwości 50 Hz. Istnieje jedynie 8 km kabli o napięciu 132 kV oraz kable i linie napowietrzne o napięciu 33 kV łączące 18 stacji. Długość kabli i linii napowietrznych 33 kV to odpowiednio 154 km i 60 km. Wyspa Gozo jest zasilana energią elektrycz-

nr 7-8/2016

ną z Malty przez trzy kable podmorskie, które przechodzą przez wyspę Comino, gdzie znajduje się również rozdzielnia 33/11 kV dla wyspy Comino. W celu zapewnienia lepszej ochrony środowiska naturalnego i zwiększenia niezawodności systemu, sieci 33 kV będą budowane w postaci linii kablowych. Ponadto Enemalta intensywnie inwestuje w system tuneli dla przyszłych linii kablowych 132 kV. Schemat sieci przedstawiono na rysunku 1. Linie o napięciu 11 kV to głównie linie kablowe i w przyszłości także planuje się umieszczanie ich pod ziemią. Enemalta posiada 1041 km podziemnych kabli 11 kV i 159 km linii napowietrznych o napięciu 11 kV oraz 1075 podstacji i 132 transformatorów obniżających napięcie z 11 kV do 400/230 V. Kilku głównych odbiorców przemysłowych i handlowych jest zasilanych bezpośrednio energią elektryczną o napięciu 11 kV. System niskiego napięcia na Wyspach Maltańskich jest trójfazowy, czteroprzewodowy o napięciu 400/230 V. Dopuszczalna dla konsumentów tolerancja zmian amplitudy napięcia to ±10%. Z wyjątkiem miast Valletta i Floriana, gdzie system jest w znacznej mierze pod ziemią, system niskiego napięcia składa się głównie z linii napowietrznych. Interkonektor Malta-Sycylia, otwarty w kwietniu 2015 roku, przyczynia się do osiągnięcia dywersyfikacji dostaw źródeł energii, zapewniając Malcie dostęp do energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł znajdujących się na Sycylii i w innych regionach Europy kontynentalnej. Połączenie obejmuje 120 km kabla napięcia przemiennego wraz ze stacjami zdolnego do dwukierunkowego przesyłu energii elektrycznej o mocy 200 MW. Na Sycylii kabel jest połączony z siecią 230 kV w stacji Terna w Ragusa, a na Malcie wychodzi na powierzchnię w Qalet Marku koło Bahar ic-Caghaq i przesyła energię elektryczną do sieci dystrybucyjnej o napięciu 132 kV poprzez stację w Maghtab.

Państwa Unii Europejskiej

Instalacje w 2013 roku, w [MW]

Suma na koniec 2013 roku, w [MW]

Instalacje w 2014 roku, w [MW]

Suma na koniec 2014 roku, w [MW]

11 357,3

117 383,6

11 791,4

128 751,4

Austria

308 ,4

1 683,8

411,2

2 095,0

Belgia

275,6

1 665,5

293,5

1 959,0

7,1

681,1

9,4

690,5

81,2

260,8

85,7

346,5

Bułgaria Chorwacja Cypr

146,7

8,0

268,1

14,0

281,5

Dania

694,5

4 807,0

67,0

4 845,0

Estonia

10,5

279,9

22,8

302,7

Finlandia

163,3

449,0

184,0

627,0

Francja

630,0

8 243,0

1 042,0

9 285,0

Grecja

116,2

1 865,9

113,9

1 979,8

Hiszpania

175,1

22 959,1

27,5

22 986,5

Holandia

295,0

2 671,0

141,0

2 805,0

Irlandia

343,6

2 049,3

222,4

2 271,7

Litwa

16,2

278,8

0,5

279,3

58,3

2,2

61,8

Czechy

Luksemburg Łotwa Malta

3 238,4

34 250,2

5 279,2

39 165,0

Polska

893,5

3 389,5

444,3

3 833,8

Portugalia

200,0

4 730,4

184,0

4 914,4

Rumunia

694,6

2 599,6

354,0

2 953,6

Słowacja

3,1

Słowenia

2,3

0,9

3,2

689,0

4 381,6

1 050,2

5 424,8

329,2

2 075,0

10 710,9

1 736,4

12 440,3

Włochy

437,7

8 557,9

107,5

8 662,9

Państwa kandydujące do UE

646,3

2 958,5

841,0

3 799,5

Macedonia

37,0

Serbia

Turcja

646,3

2 958,5

804,0

3 762,5

Państwa EFTA

125,1

833,4

49,2

882,6

1,8

1,2

3,0

Niemcy

Szwecja Węgry Wielka Brytania

Islandia Liechtenstein

Norwegia

110,0

771,3

48,0

819,3

Szwajcaria

13,3

60,3

Pozostałe państwa

99,8

396,7

138,0

534,7

Białoruś

3,4

Rosja

15,4

Ukraina

95,3

371,2

126,3

497,5

Wyspy Owcze

4,5

6,6

11,7

18,3

Łącznie Europa

12 228,5

121 572,2

12 819,6

133 968,2

Tab. 1. M oce zainstalowane w elektrowniach wiatrowych w Europie w podziale na państwa (dane na podstawie [4])

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

sieci elektroenergetyczne

Lp.

Lokalizacja

Cirkewwa, Ferry Terminal

Producent turbiny

Pozycja osi obrotu

n/a

Pozioma

Moc zainstalowana

Rok uruchomienia

15 kW

2012

Xrobb il-ghagin

Proven

Pozioma

6 kW

2008

Xrobb il-ghagin

Aeolos

Pionowa

6 kW

2008

Msida, University of Malta

Enervolt

Pionowa

3 kW

2010

Ramlet il-Qortin, Mgarr, Enemalta – Vendome

Proven

Pozioma

2,5 kW

2008

Luqa, Wasteserv

Proven

Pozioma

2,5 kW

Brak danych

Hal Far, Wasteserv

Proven

Pozioma

2,5 kW

2008

Pembroke, Primary School

Helix

Pionowa

2 kW

Brak danych

Mriehel, Wasteserv

Helix

Pionowa

2 kW

Brak danych

Liczba turbin

Moc zainstalowana

Rok uruchomienia

Tab. 2. Największe turbiny wiatrowe zainstalowane na Malcie [3]

Lp.

Producent turbiny

Lokalizacja

Margonin

Gamesa

120 MW

2010

Karścino – Mołtowo

Iberdrola

90 MW

2008

Kisielice

Iłża

76,5 MW

2007

Vestas

60 MW

2014

5. 6.

Pągów

Vestas

51 MW

2012

Tychowo – Noskowo

Nordex

50 MW

2009

Jędrzychowice

Vestas

50 MW

2013

Tymień

Vestas

50 MW

2006

Linowo

Vestas

48 MW

2013

Tab. 3. Wybrane największe polskie farmy wiatrowe (wszystkie z poziomą osią obrotu)

Blok

Uruchomiony

2×60 MW konwencjonalny parowy

1992

2×35 MW turbina gazowa

1994

1×110 MW cykl mieszany składający się z: 2×37 MW turbina gazowa, 2×kocioł odzysknicowy (HRSG), 1×36 MW

1999

Łącznie 144 MW: 4 silniki Diesla Wartsila 18V46 pracujące w trybie mieszanym z 8 kotłami (HRB) i jedną turbiną parową

2012

Tab. 4. Bloki energetyczne w elektrowni Delimara [2]

Rodzaj zwarcia

Brak

Prędkość początkowa wiatru

Prędkość końcowa wiatru

Jednofazowe z ziemią Międzyfazowe Międzyfazowe z ziemią Trójfazowe z ziemią Tab. 5. Badane przypadki zmian wiatru i uszkodzeń sieci

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

wpływ energetyki wiatrowej na małą sieć Analiza miała na celu zbadanie, jak zachowa się mały system elektroenergetyczny w przypadku nagłych zmian obciążenia spowodowanego wyłączeniem farmy wiatrowej lub nagłą zmianą wiatru. W sposób uproszczony zamodelowano system energetyczny Malty – ograniczając się do sieci 132 kV wraz z połączeniem kablowym z Sycylią (kabel i kompensacja mocy biernej w stacjach) oraz zastępczymi turbinami wiatrowymi o łącznej mocy 30 MW, która odpowiada za 5 do 10% całej mocy pobieranej na Malcie (w zależności od pory roku). Schemat modelu przedstawiono na rysunku 2. Do symulacji wybrano turbinę wiatrową z podwójnie zasilanym generatorem indukcyjnym – jako że tego typu urządzenia są najbardziej prawdopodobne do instalacji w warunkach maltańskich [1]. Zbadano wpływ nagłych zmian wiatru oraz uszkodzeń (zwarć) w bezpośredniej bli-

skości generatora, a badane przypadki zestawiono w tabeli 4. Przeprowadzone symulacje wykazały, że stabilność sieci maltańskiej jest całkowicie zależna od mocy, jaka jest możliwa do przesłania w danej chwili przez połączenie kablowe z Sycylią. Brak połączenia w przypadku zaniku generacji w elektrowniach wiatrowych prowadzi do zapadu napięcia, a w dalszej konsekwencji do blackoutu. Również nagła zmiana wiatru może być groźna dla stabilności systemu. Dlatego zaleca się, aby nowo budowane farmy wiatrowe były wyposażone w urządzenia energoelektroniczne, w celu zmniejszenia wahań zasilania w krótkim czasie oraz w kompensację mocy biernej. W innych badaniach przeprowadzonych na Uniwersytecie Maltańskim [1, 5] analizowano wpływ farm wiatrowych o mocach 100 MW i 200 MW na system elektroenergetyczny. W tych i poprzednio wspomnianych symulacjach uwzględniono pojemnościowy charakter kabla podmorskiego wraz z urządzeniami zainstalowanymi do kompensacji o mocy 120 MVA na Sycylii i 2×60 MVA na Malcie. Straty przesyłowe przy pełnym obciążeniu interkonektora wynoszą 5 MW. W warunkach normalnych załączenie jednostek kompensujących jest wystarczające do skompensowania pojemnościowego charakteru kabla podmorskiego, sugeruje się załączenie ich także przy minimalnym obciążeniu interkonektora, aby zrównoważyć moc bierną na Malcie. Analiza stanów nieustalonych powstałych w wyniku nagłego zakłócenia (zwarcia trójfazowego z ziemią) wykazała, że nastąpi odłącznie farmy wiatrowej od sieci, co może skutkować całkowitym blackoutem sytemu energetycznego Wysp Maltańskich. Przeanalizowano również odłączenie farmy wiatrowej od sieci przy różnym obciążeniu sieci. Wykazano, że dla scenariusza, kiedy energia elektryczna jest importowana po odłączeniu farmy wiatrowej, wystąpią gwałtowne zmiany napięcia na szynach w maltańskiej stacji interkonektora. Również w przypadku eksportu energii elek-

nr 7-8/2016

Rys. T. Bakoń

2. 3.

Rys. 2. Schemat modelu w programie Matlab Simulink

trycznej odłączenie farmy wiatrowej prowadziło do wahań napięcia, których nie udało się ustabilizować.

podsumowanie Małe systemy energetyczne są szczególnie podatne na nagłe zmiany wartości generowanej mocy, takie zmiany mogą wystąpić np. w przypadku awarii lub nagłej zmiany wiatru. Dlatego rozwój energetyki odna-

wialnej w takich systemach wymaga opracowania odpowiedniej strategii. Bezpieczeństwo można poprawić instalując wiele małych instalacji zamiast jednej dużej. W takim przypadku wystąpienie awarii i wyłącznie jednego lub nawet kilku źródeł jest mniej odczuwalne dla systemu.

*** Część badań zaprezentowanych w tym artykule została przeprowa-

dzona na Uniwersytecie Maltańskim w czasie pobytu autora sfinansowanego ze stypendium Unii Europejskiej z programu COST Action TU1304 WINERCOST (Wind Energy technology Reconsideration to enhance the Concept of Smart Cities).

literatura 1. T. Bakoń, Impact of Wind Power Generation on the Stability of Small

Energy System, Raport COST-STSM-TU1304-26764, winercost.com, 2015 Enemalta plc, enemalta.com.mt C. Spiteri Staines, R. P. Borg, Challenges in the Implementation of Wind Energy Technology in Malta, WINERCOST TU1304, Advances in Wind Energy Technology, International Training School, University of Malta, 2015. Wind Energy Association, Wind in Power European Statistics 2014, 02.2015 A. Xuereb, Dynamics and Stability Analysis of Maltese Network Connected to Mainland Europe with Wind Farm Integration, University of Malta, 2011

abstract Impact of wind energy on the stability of small energy systems on the example of Malta This paper presents the impact of renew‑ able energy sources on the stability of small energy system. Analyses based on the real system located in the Maltese Is‑ lands, which was connected scarcely in 2015 with undersea cable to Sicily. reklama

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

jakość energii elektrycznej

wpływ szybkości komutacji baterii kondensatorów na zawartość wyższych harmonicznych dr inż. Kazimierz Herlender – Politechnika Wrocławska, mgr inż. Maciej Żebrowski – REBUD Sp. z o.o.

przeprowadzonych badań wynika, że instalując urządzenia do kompensacji mocy biernej można uzyskać prawidłowy efekt w zakresie wymaganego współczynnika mocy, ale jednocześnie może się okazać, że w miejscu ich zainstalowania wystąpi wzrost harmonicznych napięcia i prądu, co może być spowodowane nadmiarem pojemności w układzie wynikającym ze zbyt wolnego procesu załączania lub wyłączania poszczególnych stopni baterii kondensatorów. Zjawiska te zostaną przedstawione w artykule na konkretnym przykładzie. Pomiary i analizy zostały wykonane w zakładzie produkcyjnym GEDIA w Nowej Soli. Analizę przeprowadzono dla typowej prefabrykowanej rozdzielnicy przemysłowej o symbolu R5, o maksymalnej obciążalności do 3000 A. Z rozdzielnicy R5 zasilany jest układ następujących odbiorników: prasa CTUA-2500, prasa HYLA 1400, prasa MW-630, prasa ERFURT-630, dwie prasy ERFURT-800. Największą prasą zasilaną z rozdzielnicy R5 jest prasa hydrauliczna CTUA 2500, którą charakteryzują następujące parametry: moc zainstalowana 480 kW, w tym największy silnik 200 kW, moc używana średnio 150 kW,

streszczenie W artykule zaprezentowano możliwość ograniczenia zawartości harmonicznych prądu i napięcia poprzez projektowa‑ nie i wykonanie układów kompensacyj‑ nych ściśle dobranych do faktycznych potrzeb układu zasilającego. Zastoso‑ wanie kompensacji mocy biernej może przynieść również odpowiednie korzy‑ ści ekonomiczne. Właściwy dobór urzą‑ dzeń do kompensacji mocy biernej nie jest zagadnieniem prostym i wymaga bardzo często podejścia indywidualnego, wyni‑ kającego z różnorodności krzywych ob‑ ciążenia elektrycznego odbiorców ener‑ gii elektrycznej.

nacisk prasy 2500 t, możliwa teoretyczna częstotliwość cyklu 15,2 s.

układ kompensacji przed modernizacją W zakładzie produkcyjnym GEDIA rozdzielnia R5, zainstalowano klasyczny układ kompensacyjny oparty na kondensatorach energetycznych 3‑fazowych, chronionych dławikami 7%, moc 600 kvar/400 V, sposób załączania poszczególnych stopni – stycznik dopasowany do mocy stopnia. Całość zarządzana jest regulatorem współczynnika mocy. Układ spełniał zadania związane z uzyskaniem efektu ekonomicznego, tzn. średnia wartość w okresie rozliczeniowym tg ϕ < 0,4 (brak opłat z tytułu ponadnormatywnego poboru mocy biernej indukcyjnej) (rys. 1.). Mimo że zainstalowany układ kompensacji spełniał wymagania dotyczące warunku tg ϕ < 0,4 przeprowadzono szczegółową analizę parametrów sieci nn 0,4 kV w rozdzielni R5 pod kątem gospodarki mocą bierną oraz jakości napięcia zasilającego wg PN-EN 50160, ze szczególnym uwzględnieniem zawartości harmonicznych w prądzie (THDI) i napięciu (THDU). W wyniku przeprowadzonych badań okazało się, że istniejąca kompensacja mocy biernej indukcyjnej pogarsza parametry sieci zasilającej, powodując wzrost udziału harmonicznych napięcia i prądu na szynach rozdzielnicy R5, co wynika między innymi ze wzrostu pojemności w układzie. Wpływ pojemności na harmoniczne obrazują poniższe zależności: wartości chwilowe napięć i prądów dla k-tej harmonicznej, odpowiednio zależność (1) i (2):

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

u k = Uk 2 sin ( kωt + ψ k ) ik =

Uk 2 sin ( kωt + ψ k − ϕ k ) Zk

(1) (2)

gdzie: Zk – moduł impedancji dla k-tej harmonicznej, wyrażony zależnością (3): Zk = R2 + X k2

(3) tangens kąta przesunięcia fazowego dla k-tej harmonicznej, zależność (4): tgϕ k =

Xk R

(4)

gdzie: Xk – reaktancja pojemnościowa dla k-tej harmonicznej, wyrażona zależnością (5): Xk = −

1 kϖC

(5) tangens kąta przesunięcia fazowe go dla k-tej harmonicznej z wykorzystaniem zależności (5), zależność (6): tgϕ k = −

1 RkωC

(6)

Z powyższych zależności wynika, że wraz ze wzrostem pojemności C oraz rzędu harmonicznej maleją wartości reaktancji pojemnościowej Xk, a tym samym moduł impedancji Zk oraz tangensa kąta przesunięcia fazowego tg ϕk. Zmniejszanie się impedancji Zk powoduje, że wraz ze wzrostem rzędu harmonicznej wzrasta wartość skuteczna prądu (7): Ik =

Uk Zk

(7)

Z zależności (7) wynika również, że wartość skuteczna prądu dla k-tej harmonicznej wzrasta szybciej niż wartość skuteczna napięcia. Zatem krzywa prądu i płynącego w gałęzi RC jest znacz-

nie bardziej odkształcona od sinusoidy, niż krzywa napięcia u, ponieważ to występująca w układzie pojemność powoduje narastanie wyższych harmonicznych prądu. Z powyższych zależności wynikają również następujące wnioski: nadmiar pojemności w układzie może prowadzić do niekorzystnych efektów związanych ze wzrostem harmonicznych w układzie, nawet przy spełnionym warunku tg ϕ << 0,4, jak i przy przekompensowaniu, pełna kompensacja mocy bier nej, spełniony warunek rezonansu XL = XC, powoduje, że istniejące w sieci harmoniczne są bardzo podatne na wzmocnienia. W celu poprawienia zaistniałej sytuacji zaproponowano nowe urządzenie kompensacyjne, które miało ograniczyć te negatywne zjawiska. Inwestor, zainteresowany poprawą jakości napięcia w rozdzielniach oddziałowych, wyraził zgodę na wykonanie nowego układu kompensacji, który zwiększy pewność zasilania, podniesie jego jakość oraz będzie w zgodzie z aktualnie obowiązującymi przepisami w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej, jak i efektywności energetycznej.

uwarunkowania prawne W zakresie kompatybilności elektroenergetycznej należy spełnić wymagania zawarte w następujących przepisach prawnych unijnych i krajowych: Dyrektywie Unijnej o kompatybilno ści elektromagnetycznej 2004/108/ WE z 15 grudnia 2004 roku, Ustawie o kompatybilności elektro magnetycznej (DzU z 2007, nr 82, poz. 556),

nr 7-8/2016

w zestawie norm serii IEC EN 61000

Rys. 1. Bilans mocy przed wymianą kompensatora

Rys. 2. Bilans mocy po wymianie kompensatora

Rys. 3. P rzebieg współczynnika mocy cos ϕ oraz cos ψ przed wymianą kompensatora

Rys. 4. P rzebieg współczynnika mocy cos ϕ oraz cos ψ po wymianie kompensatora

Rys. 5. P rzebieg współczynnika THDU [%] przed wymianą kompensatora

Rys. 6. P rzebieg współczynnika THDU [%] po wymianie kompensatora

Rys. K. Herlender

Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). W zakresie efektywności elektroenergetycznej należy spełnić wymagania zawarte w następujących przepisach prawnych: Dyrektywie Unijnej w sprawie efek tywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych 2012/27/WE z 25 października 2012 roku, Ustawie o efektywności energetycz nej (DzU z 2011 r., nr 94, poz. 551), Monitorze Polskim z dnia 11 stycznia 2013 roku poz. 15 w sprawie szczegółowego wykazu przedsięwzięć służących poprawie efektywności energetycznej.

W celu poprawy zaistniałej sytuacji, w zakładzie produkcyjnym GEDIA zainstalowano nowy układ kompensacyjny w postaci baterii kondensatorów energetycznych z dławikami ochronnymi 7% o mocy 600 kvar/400 V – człon szybki załączany tyrystorami oraz dodatkowo zwiększono moc baterii o 200 kvar – człon stycznikowy. Człon szybki zrealizowany został na podstawie przełączników tyrystorowych, które umożliwiają załączanie kondensatorów z czasem 0,2 sekundy. Układ tyrystorowy utrzymuje cały czas napięcie na kondensatorach (brak potrzeby ich rozładowania) oraz podaje właściwe „porcje” energii biernej pojemnościowej do układu w zależności od potrzeb ustalanych przez automatyczny regulator współczynnika mocy.

analiza przebiegów przed i po modernizacji W celu wykazania różnic wynikających z zastosowania wyżej opisanych dwóch układów kompensacji, poniżej zostaną przedstawione wybrane przebiegi charakterystycznych wielkości zmierzone przed modernizacją i po modernizacji układu do kompensacji mocy biernej. Na rysunkach 1. i 2. przedsta-

nr 7-8/2016

Rys. K. Herlender

układ kompensacji po modernizacji

wiono wykresy bilansu mocy przed wymianą kompensatora i po wymianie kompensatora. Jak widać z przebiegów zamieszczonych na rysunkach 1. i 2., moc bierna indukcyjna zarówno przy wyłączonej baterii kondensatorów, jak i przy załączonej jest porównywalna. Można przyjąć, że rozdzielnia R5 w czasie pomiarów w 2012 i 2015 roku była podobnie obciążona zarówno co do mocy, jak i charakteru odbiorników (park maszynowy zasilany z tej rozdzielni bez istotnych zmian czy modernizacji). Na rysunkach 3. i 4. zobrazowano przebiegi:

współczynnika mocy cos ϕ, jako P/S

(iloraz mocy czynnej i pozornej) – kolor czarny, współczynnik przesunięcia fazowe go cos ϕ funkcji prądu i napięcia – kolor czerwony, przed wymianą kompensatora i po wymianie kompensatora. Przebieg współczynnika mocy cos ϕ w układzie przed modernizacją (rys. 3.), przy załączonej baterii, wahał się w granicach 0.85–0,95, a jego wartość średnia wynosiła ok. 0,93. Przebieg współczynnika mocy w układzie po modernizacji (rys. 4.), przy załączonej baterii, jest bardziej wyrównany i waha się w granicach

0.92–0.97, a jego wartość średnia wynosiła ok. 0,94. Na rysunku 4. widać dodatkowo, że przebiegi wartości cos ϕ i cos ψ są bardziej zbieżne (pokrywają się), niż ma to miejsce na rysunku 3. Na rysunkach 5. i 6. przedstawiono przebiegi współczynnika THDU przed wymianą kompensatora i po wymianie kompensatora. Jak widać z przebiegów przedstawionych na rysunkach 5. i 6. wartość współczynnika THDU [%] zawsze wzrasta, gdy układ kompensacyjny jest załączony, co pokazuje, że to właśnie załączenie układu kompensacyjnego powoduje generowanie wyższych harmonicznych w miej-

Rys. K. Herlender

jakość energii elektrycznej

Rys. 8. P rzebieg współczynnika THDI [%] po wymianie kompensatora

Rys. 9. P rzykładowy oscylogram chwilowych wartości prądu i(t) i napięcia u(t) przed wymianą układu kompensacji

Rys. 10. P rzykładowy oscylogram chwilowych wartości prądu i(t) i napięcia u(t) po wymianie układu kompensacji

Rys. 11. P rzebiegi prądów fazowych przed wymianą układu kompensacji

Rys. 12. P rzebiegi prądów fazowych po wymianie układu kompensacji

Rys. K. Herlender

Rys. 7. P rzebieg współczynnika THDI [%] przed wymianą kompensatora

scu jego zainstalowania. Wartość współczynnika THDU przed wymianą kompensatora wynosiła ok 5% (rys. 5.), a po wymianie kompensatora uległa znacznemu obniżeniu i wynosiła ok 2,2%. W obu przypadkach przy wyłączonej baterii współczynnik THDU wynosił ok. 1,4%. Na rysunkach 7. i 8. przedstawiono przebiegi współczynnika THDI przed wymianą kompensatora i po wymianie kompensatora. Jak widać z przebiegów przedstawionych na rysunkach 7. i 8., wartość współczynnika THDI [%], podobnie jak współczynnika THDU [%], znacznie wzrasta, gdy układ kompensacyjny jest załączony, co pokazuje, że to właśnie załączenie układu kompensacyjnego może powodować generowanie wyższych harmonicznych w miejscu jego zainstalowania.

Wartość współczynnika THDI przy załączonej baterii przed wymianą kompensatora wynosiła ok. 44% (rys. 7.), a po wymianie kompensatora ok. 16% (rys. 8.). W obu przypadkach przy wyłączonej baterii współczynnik THDI wynosił ok. 4%. Na rysunkach 9. i 10. przedstawiono przykładowe oscylogramy napięcia i prądu w fazie L1 przed wymianą kompensatora i po wymianie kompensatora. Jak widać z przedstawionych na rysunkach 9. i 10. przebiegów chwilowych prądu i napięcia, szybka komutacja w znacznym stopniu przybliża ich przebiegi do przebiegów o kształcie sinusoidalnym. Na rysunkach 11. i 12. przedstawiono przykładowe przebiegi prądów fazowych przed wymianą kompensatora i po wymianie kompensatora.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Analizując wykresy prądów zamieszczone na rysunkach 11. i 12. można zauważyć, że kompensacja jest skuteczna i potrzebna w rozpatrywanym układzie. Wartości prądu przy wyłączonej baterii kondensatorów były na poziomie średnio ok. 900 A, natomiast przy załączonej baterii kształtowały się na poziomie ok. 300 A. Trzykrotne obniżenie wartości prądu powoduje znaczne ograniczenie strat związanych z przesyłem i transformacją energii elektrycznej.

wnioski Z przeprowadzonych pomiarów porównawczych oraz badań wynika, że instalując urządzenia do kompensacji mocy biernej można uzyskać prawidłowy efekt w zakresie wymaganego współ-

czynnika mocy, ale jednocześnie może się okazać, że w miejscu ich zainstalowania wystąpi wzrost harmonicznych napięcia i prądu, co może być spowodowane nadmiarem pojemności w układzie, wynikającym ze zbyt wolnego procesu załączania lub wyłączania poszczególnych stopni baterii kondensatorów w stosunku do zmian zachodzących w układzie. Odpowiednio szybkie załączanie członów baterii można uzyskać stosując przełączniki tyrystorowe, które umożliwiają załączanie kondensatorów z czasem np. 0,2 sekundy. Układ tyrystorowy utrzymujący cały czas napięcie na kondensatorach (brak potrzeby ich rozładowania) oraz podający właściwe „porcje” energii biernej pojemnościowej do układu w zależności od faktycznych potrzeb, ustalanych każdorazowo przez automatyczny regulator współczynnika mocy, może w widoczny sposób pozytywnie oddziaływać na jakość napięcia zasilającego poprzez ograniczanie zawartości THDU i THDI na szynach rozdzielni. Kompensacja mocy biernej jest niezbędna nie tylko w zakresie ekonomicznym (obniżanie rachunków za energię elektryczną), ale również służy poprawie efektywności energetycznej. Dodatkowo, przy doborze układów kompensacji mocy biernej należy analizować szerokie spektrum zjawisk z nią związanych, m.in. jakość napięcia zasilającego. Pogarszanie parametrów napięcia zasilającego poprzez np. wzrost współczynników THDU i THDI ma negatywny wpływ na pracę urządzeń odbiorczych zasilanych z danej rozdzielnicy.

abstract The article presents the possibility of current and voltage harmonics limita‑ tion by the design and implementation of compensation systems precisely corre‑ spond to the actual requirements of the power system supply. The usage of re‑ active power compensation can also lead to the economic benefits. The appropri‑ ate selection of devices for reactive pow‑ er compensation is a complex issue and often requires an individual approach, re‑ sulting from the diversity of the electrical load curve of single customer.

nr 7-8/2016

j a k o ś ć e n e r g i i e l e k t r y c z n e j

aspekty oceny jakości energii elektrycznej w budynku użyteczności publicznej dr inż. Marta Bątkiewicz-Pantuła, prof. dr hab. inż. Antoni Klajn – Politechnika Wrocławska

udynek użyteczności publicznej wybudowano w roku 2006. Pomiary parametrów jakości energii elektrycznej zostały wykonane w latach 2008, 2014 i 2016 rejestratorem jakości Fluke 1760. Rejestracjom podlegają wartości skuteczne napięć i prądów, ich współczynniki odkształcenia THDU, THDURMS%, THD I oraz harmoniczne. Dalszej analizie poddano zawartość harmonicznych i współczynnik odkształcenia THDU w napięciu zasilającym. W analizowanym budynku użyteczności publicznej znajdują się następujące rodzaje odbiorników energii elektrycznej: dźwigi wraz z serwerownią, komputerowe, klimatyzacja i wentylacja, oświetlenie wewnętrzne, oświetlenie elewacji, oświetlenie awaryjne.

streszczenie W artykule zaprezentowano ocenę jako‑ ści energii elektrycznej w budynku uży‑ teczności publicznej. Została ona opar‑ ta na Rozporządzeniu Ministra Gospo‑ darki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjono‑ wania systemu elektroenergetycznego i normie PN-EN 50160:2010 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetycznych. Prze‑ prowadzono ją na podstawie rzeczywi‑ stych pomiarów wykonanych rejestra‑ torem jakości energii elektrycznej Flu‑ ke 1760 dla trzech różnych okresów po‑ równawczych występujących w latach 2008, 2014 i 2016. W przeprowadzo‑ nej analizie zwrócono szczególną uwa‑ gę na: wartości wyższych harmonicz‑ nych napięcia, 2–25 rząd, współczynni‑ ka odkształcenia napięcia (THDU). Ocena parametrów jakości energii elektrycznej zostanie omówiona na podstawie analizy przeprowadzonych pomiarów.

Pomiary parametrów jakości energii elektrycznej zostały wykonane w budynku użyteczności publicznej w czasie jego normalnej pracy. Okres pomiarów obejmował cały tydzień począwszy od: 2.04.2008 do 9.04.2008 (pierwszy okres porównawczy), 25.02.2014 do 4.03.2014 (drugi okres porównawczy), 10.03.2016 do 17.03.2016 (trzeci okres porównawczy). Obiekt użyteczności publicznej pracuje od poniedziałku do piątku, natomiast w weekend jest wyłą czony z normalnego użytko wania.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Rys. M. Bątkiewicz-Pantuła, A. Klajn

Jakość energii elektrycznej nie jest oceniana w skali globalnej np. w skali kraju, gdyż brak jest regularnie prowadzonych odpowiednich statystyk dotyczących jakości zasilania różnorodnych podmiotów gospodarczych. Energia elektryczna w coraz większym stopniu traktowana jest jak towar rynkowy, dla którego stawiane są określone wymagania dotyczące jakości. Jest to jednak towar o tyle specyficzny, że można ocenić go jedynie w momencie konsumpcji [1–7]. Koszty złej jakości energii elektrycznej dla przemysłu i handlu w krajach Unii Europejskiej, w ostatnich trzech dziesięcioleciach, są szacowane na około 10 miliardów euro rocznie [8].

Rys. 1. Spektrum harmonicznych (względem harmonicznej podstawowej h1): a) pierwszy okres porównawczy, b) drugi okres porównawczy, c) trzeci okres porównawczy

nr 7-8/2016

zawartość harmonicznych w napięciu zasilającym Parametrem energii elektrycznej zasilającej budynek użyteczności publicznej, który został poddany analizie, jest zawartość harmonicznych w przebiegu napięcia zasilającego. Harmoniczne te odpowiadają za zniekształcenie przebiegów sinusoidalnych napięcia przemiennego. Harmoniczne napięcia mogą być określone jako: indywidualnie przez ich względ ną amplitudę Uh odniesioną do napięcia składowej podstawowej U1

gdzie: Uh – wartość skuteczna napięcia harmonicznej rzędu h, U1 – wartość skuteczna napięcia harmonicznej podstawowej, URMS – wartość skuteczna badanego napięcia. Całościowy współczynnik zawartości harmonicznych w napięciu THD mieści się w zakresie tolerancji, która wynosi 0.00 – 8.00 % dla 95% [1] czasu pomiaru (tab. 2.). Dokładna wartość tego współczynnika dla poszczególnych faz (L1, L2, L3) wynosi (tab. 1.): 4,59%, 5,01% i 4,86% – pierwszy okres porównawczy,

[1, 2, 5, 6, 7], gdzie h jest rzędem harmonicznej, łącznie, zwykle przez całkowity współczynnik odkształcenia napięcia THDU, obliczany zgodnie z następującym wyrażeniem [1, 2, 5, 6, 7]: 40

THDU =

∑ (U h= 2

lub

(1)

∑U h= 2

THDURMS % =

URMS

2 h

⋅100%

2,67%, 3,13% i 2,91% – drugi okres

porównawczy, 2,67%, 2,92% i 2,96 – trzeci okres porównawczy. Rozpatrując poszczególne harmoniczne, począwszy od harmonicznej 2. do 25., zauważono wartości, które przekraczają dopuszczalną tolerancję. Dla pierwszego okresu porównawczego są to harmoniczne piętnasta (h15) i dwudziesta pierwsza (h21). Udział harmonicznej piętnastej (h15) jest przekroczony we wszystkich trzech fazach, z wymaganych 95% czasu. Dopuszczalna tolerancja wynosi 0.00–0.50% i warunek ten jest

Harmoniczne Pierwszy okres porównawczy Wartość dla 95% Nr

Drugi okres porównawczy

Maksymalna wartość

Wartość dla 95%

Trzeci okres porównawczy

Maksymalna wartość

Wartość dla 95%

Maksymalna wartość

Tolerancja [1]

[%]

THDU

0.00 – 8.00

4.59

5.01

4.86

5.09

5.45

5.23

2.67

3.13

2.91

2.96

3.30

3.17

2.67

2.92

2.96

2.93

3.18

3.17

0.00 – 2.00

0.04

0.09

0.10

0.08

0.03

0.04

0.05

0.03

0.02

0.03

0.00 – 5.00

0.33

0.38

0.71

0.43

0.53

0.81

0.26

0.39

0.79

0.34

0.46

0.88

0.34

0.51

0.61

0.42

0.57

0.69

0.00 – 1.00

0.03

0.05

0.03

0.07

0.08

0.06

0.07

0.04

0.08

0.06

0.09

0.03

0.05

0.04

0.06

0.08

0.00 – 6.00

3.90

3.82

4.11

4.26

4.20

4.48

1.90

1.73

2.15

2.48

2.30

2.61

1.02

1.26

1.23

1.32

1.55

1.52

0.00 – 0.50

0.02

0.03

0.02

0.06

0.08

0.07

0.08

0.10

0.09

0.11

0.05

0.06

0.07

0.06

0.08

0.10

0.00 – 5.00

2.11

2.47

2.18

2.43

2.81

2.54

1.34

1.70

1.47

1.51

2.25

1.86

1.70

2.02

2.12

2.06

2.72

2.49

0.00 – 0.50

0.02

0.03

0.02

0.04

0.05

0.04

0.06

0.05

0.08

0.06

0.05

0.06

0.07

0.08

0.00 – 1.50

0.88

1.24

0.92

1.43

2.06

1.20

1.04

1.34

1.29

1.49

1.62

1.57

0.79

1.07

1.12

0.98

1.32

1.31

0.00 – 0.50

0.02

0.03

0.02

0.04

0.05

0.03

0.02

0.03

0.04

0.02

0.03

0.04

0.00 – 3.50

1.85

2.44

1.97

2.56

2.97

2.19

1.58

1.81

1.52

1.82

2.12

1.63

1.67

1.63

1.49

2.06

1.86

1.97

0.00 – 0.50

0.03

0.05

0.04

0.05

0.06

0.05

0.02

0.04

0.03

0.04

0.03

0.00 – 3.00

1.11

1.36

1.17

1.37

1.73

1.45

0.83

1.08

0.93

0.98

1.19

1.00

1.07

1.22

1.09

1.24

1.48

1.21

0.00 – 0.50

0.03

0.02

0.03

0.04

0.02

0.03

0.02

0.03

0.04

0.03

0.04

0.00 – 0.50

1.29

1.45

1.11

1.66

1.67

1.33

0.81

0.92

0.87

1.01

1.04

0.92

0.52

0.63

0.79

0.71

0.80

0.89

0.00 – 0.50

0.03

0.04

0.02

0.03

0.05

0.03

0.02

0.04

0.03

0.02

0.03

0.02

0.04

0.03

0.00 – 2.00

1.07

0.99

1.40

1.49

1.20

0.86

0.82

0.81

0.99

0.86

0.85

1.14

0.90

1.10

1.23

1.04

1.26

0.00 – 0.50

0.02

0.03

0.02

0.03

0.04

0.02

0.04

0.05

0.03

0.01

0.02

0.00 – 1.50

1.17

1.38

1.12

1.32

1.56

1.26

0.69

0.53

0.44

0.83

0.57

0.49

0.84

0.77

0.60

0.89

0.82

0.65

0.00 – 0.50

0.02

0.03

0.02

0.01

0.02

0.00 – 0.50

0.78

0.73

0.57

0.92

0.83

0.85

0.52

0.21

0.16

0.57

0.24

0.21

0.30

0.10

0.09

0.32

0.12

0.14

0.00 – 0.50

0.02

0.01

0.02

0.03

0.02

0.03

0.02

0.03

0.02

0.01

0.02

0.01

0.00 – 1.50

0.33

0.57

0.32

0.39

0.63

0.54

0.25

0.13

0.29

0.13

0.14

0.27

0.17

0.19

0.30

0.20

0.22

0.00 – 0.50

0.02

0.03

0.02

0.01

0.02

0.01

0.00 – 1.50

0.19

0.22

0.20

0.23

0.29

0.33

0.16

0.08

0.07

0.18

0.10

0.08

0.18

0.14

0.12

0.22

0.20

0.19

Tab. 1. Zawartość harmonicznych w przebiegu napięcia – ilość procentowa niespełnionych parametrów

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

j a k o ś ć e n e r g i i e l e k t r y c z n e j

spełniony tylko dla (Uh/U1) 36,42%, 25,07%, 36,62% (L1, L2, L3 – tabela 2.) czasu pomiarów, natomiast widzimy że średni poziom zawartości tej harmonicznej to kolejno (dla faz: L1, L2, L3 – tab. 1): (Uh/U1) 1,29%, 1,45%,1,11%. Również zawartość harmonicznej dwudziesta pierwsza (h21) nie mieści się w wartości podanej w normie (do 0,50% dla 95% tygodnia pomiarowego). Warunek ten jest spełniony tylko dla (Uh/U1) 83,18%, 78,21%, 93,83% (L1, L2, L3 – tabela 2.) czasu pomiarów, natomiast widzimy, że średni poziom zawartości tej harmonicznej to kolejno (dla faz: L1, L2, L3 – tabela 1.): (Uh/U1) 0,78%, 0,73%, 0,57%. Dla drugiego okresu porównawczego są to harmoniczne piętnasta (h15) i dwudziesta pierwsza (h21). Udział harmonicznej piętnastej (h15) jest

przekroczony we wszystkich trzech fazach, z wymaganych 95% czasu. Dopuszczalna tolerancja wynosi 0.00–0.50% i warunek ten jest spełniony tylko dla (Uh/U1) 17,08%, 16,78%, 22,51% (L1, L2, L3 – tabela 2.) czasu pomiarów, natomiast widzimy, że średni poziom zawartości tej harmonicznej to kolejno (dla faz: L1, L2, L3 – tabela 1.): (Uh/U1) 0,81%, 0,92%, 0,87%. Również zawartość harmonicznej dwudziesta pierwsza (h21) nie mieści się w wartości podanej w normie (do 0,50% dla 95% tygodnia pomiarowego). Jednakże w przeciwieństwie do harmonicznej 15, współczynnik ten jest przekroczony tylko dla jednej fazy (L1) i nie odbiega mocno od wymaganego poziomu. Średni współczynnik wynosi 0,52% (tab. 1.) dla 95% próbek pomiarowych, natomiast przez 92,10% cza-

su pomiarowego wartość spełnia warunek (tab. 2.). Dla trzeciego okresu porównawczego jest to harmoniczna piętnasta (h15). Udział harmonicznej piętnastej (h15) jest przekroczony we wszystkich trzech fazach, z wymaganych 95% czasu. Dopuszczalna tolerancja wynosi 0.00-0.50% i warunek ten jest spełniony tylko dla (Uh/U1) 93,10%, 76,41%, 40,53% (L1, L2, L3 – tabela 2.) czasu pomiarów, natomiast widzimy, że średni poziom zawartości tej harmonicznej to kolejno (dla faz: L1, L2, L3 – tabela 1.): (Uh/U1) 0,52%, 0,63%, 0,79%. Na rysunku 1. przedstawiono spektrum harmonicznych dla wszystkich okresów porównawczych. Rejestracja parametrów jakości energii elektrycznej, w każdy z trzech analizowanych okresów pomiarowych,

trwała tydzień. Dla pierwszego okresu pomiarowego pierwszym dniem rejestracji była środa, dla drugiego okresu pierwszym dniem był wtorek, natomiast rejestracja parametrów dla trzeciego okresu pomiarowego rozpoczęła się w czwartek. Dla wszystkich okresów porównawczych dominującymi harmonicznymi są piąta (h5), siódma (h7) i jedenasta (h11). Dokonując porównania spektrum harmonicznych można zaobserwować zmniejszenie wartości harmonicznych dominujących przy jednoczesnym zwiększeniu wartości pozostałych harmonicznych. Wyraźnie widać, że wraz ze wzrostem numeru harmonicznej maleje ich wartość procentowa. Na rysunku 2., przedstawiającym przebieg współczynnika THDU napięcia zasilającego można zauważyć

Harmoniczne Pierwszy okres porównawczy Nr THDU

Tolerancja [1]

Drugi okres porównawczy L3

Trzeci okres porównawczy L3

[%]

0.00 – 8.00

100.00

0.00 – 2.00

100.00

0.00 – 5.00

100.00

0.00 – 1.00

100.00

0.00 – 6.00

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 5.00

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 1.50

100.00

98.41

100.00

99.11

99.61

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 3.50

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 3.00

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 0.50

36.42

25.07

36.62

17.08

16.78

22.51

93.10

76.41

40.53

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 2.00

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 1.50

100.00

99.60

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 0.50

83.18

78.21

93.83

92.10

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 1.50

100.00

0.00 – 0.50

100.00

0.00 – 1.50

100.00

Tab. 2. Zawartość harmonicznych w przebiegu napięcia – odniesienie do wymaganego czasu 95% pomiarów

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

wnioski Na początku warto zwrócić uwagę na wartości harmonicznych w przebiegu napięcia oraz niespełniony warunek określony w normie [1] dla harmonicznej piętnastej (h15) oraz dwudziestej pierwszej (h21). Jest to niewątpliwie największy problem występujący w instalacji budynku, w którym wykonywano pomiary. Źródłem powstania tych zakłóceń może być sprzęt biurowy, komputery, zasilacze UPS, świetlówki kompaktowe oraz sprzęt elektroniczny. Zaleca się zastosowanie aktywnych filtrów harmonicznych w celu wyeliminowania zakłóceń. Doszukując się przyczyn takiego stanu rzeczy, należy przeanalizować przebieg tych harmonicznych. Przebiegi te mogą ułatwić poszukiwanie źródeł harmonicznych niespełniających wymagań stawianych przez normę [1].

Biorąc pod uwagę godziny, w których występuje przekroczenie wartości harmonicznej (h15), można powiązać je z czasem pracy komputerów w obiekcie oraz układów wentylacyjnych. Natomiast przekroczenia występujące w godzinach nocnych mogą wskazywać na wpływ oświetlenia elewacji, które powoduje wzrost wartości harmonicznej (h15). Druga harmoniczna przekraczająca wartość dopuszczalną przez normę [1] to harmoniczna (h21), lecz w przeciwieństwie do harmonicznej (h15) przekroczenie następowało w pierwszym okresie porównawczym w trzech fazach, natomiast w drugim okresie tylko w jednej fazie układu zasilającego, a w trzecim okresie porównawczym nie wystąpiło w ogóle. Nietypowe godziny występowania tego zakłócenia powodują trudność w zlokalizowaniu ewentualnego źródła: w tygodniu harmoniczne te pojawiają się w okolicach północy (nie przekraczając dopuszczalnych wartości) natomiast w dni wolne od pracy – w dzień, między godzinami 6 a 18. Pozostałe harmoniczne oraz całkowity współczynnik odkształcenia napięcia THDU dla wszystkich trzech okresów porównawczych (2008, 2014, 2016) mieszczą się w przedziałach określonych w normie [1]. Całkowity rząd harmonicznych napięcia oraz współczynnik odkształcenia harmonicznych napięcia THDU ulega zmniejszeniu w kolejnych latach.

literatura 1. PN-EN 50160:2010 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetycznych.

abstract Aspects of evaluation of the electric energy quality in a public building The paper presents an assessment of the electric energy quality in a public building. The assessment was based on the Decree of the Minister of Economy dated 4 May 2007 on de‑ tailed conditions for the operation of the power system and PN-EN 50160:2010 Character‑ istics of supplied voltage in public power networks. To set was based on actual measure‑ ments made by power quality recorder power quality Fluke 1760 in three different compar‑ ative periods occurring in 2008, 2014 and 2016. The analysis compared the parameters: values higher harmonic voltage, 2-25 order, factor deformation voltage (THDU). Opinion of quality of electric energy will be discussed based on the analysis performed measurements.

nr 7-8/2016

Rys. M. Bątkiewicz-Pantuła, A. Klajn

zależność jego wartości od obciążenia sieci przez „pracujący” budynek. W dni robocze, tj. poniedziałek–piątek współczynnik osiąga większe wartości, aniżeli w dni wolne, tj. sobotę i niedzielę. Podobnie sytuacja wygląda rozpatrując wartości osiągane w dzień i noc – w dzień całkowity współczynnik odkształcenia napięcia THDU jest kilkukrotnie większy niż wartości osiągane w nocy. Na rysunkach 2b i 2c można zaobserwować powtarzające się wartości współczynnika THDU. Charakterystyczne obniżenie wartości występuje codziennie niezależenie od pracy budynku o godz. 21:10. W drugim okresie porównawczym (rys. 2b) zmiany są łagodniejsze, natomiast w trzecim okresie porównawczym (rys. 2c) zmiany THDU następują gwałtownie.

Rys. 2. T HD U (względem harmonicznej podstawowej h1): a) pierwszy okres porównawczy, b) drugi okres porównawczy, c) trzeci okres porównawczy

2. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (DzU z dnia 29 maja 2007, poz. 623). 3. PN-EN 61000-3-3:2013-10 Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Część 3-3: Poziomy dopuszczalne. Ograniczanie zmian napięcia, wahań napięcia i migotania światła w publicznych sieciach zasilających niskiego napięcia, powodowanych przez odbiorniki o fazowym prądzie znamionowym < lub = 16 A przyłączone bezwarunkowo. 4. PN-EN 61000-4-30:2015-05 Kompatybilność elektromagnetyczna

(EMC). Część 4-30: Metody badań i pomiarów. Metody pomiaru jakości energii. Baggini A. (redaktor): Handbook of Power Quality. John Wiley & Sons, Chichester, 2008. J. Schlabbach, W. Mombauer, Power Quality, VDE Verlag Gmbh, Berlin-Offenbach, 2008. A. Klajn, H. Markiewicz, Jakość energii i niezawodność zasilania w instalacjach elektrycznych, Podręcznik INPE dla elektryków, Zeszyt nr 14, COSiW SEP, 2007. D. Chapman, Koszty. Koszty niskiej jakości zasilania. Jakość zasilania – poradnik. 2001.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

prezentacja

rejestrator HIOKI MR8847A mgr inż. Leszek Halicki – Labimed Electronics

Nowy rejestrator oscyloskopowy MR8847A produkowany przez japońską firmę HIOKi zapisuje sygnały analogowe i cyfrowe. Zastępuje produkowany dotąd rejestrator MR8847.

R8847A wyróżnia się dużą szybkością próbkowania (maksymalnie 20 MSa/s), izolowanymi kanałami analogowymi (maksymalnie 16), pojemną pamięcią wewnętrzną (trzy wersje do wyboru, o różnej pojemności) oraz konstrukcją odporną na narażenia mechanicznie. Sygnały analogowe doprowadza się do wejść wymiennych modułów. Dostępną ich liczbę poszerzono o 5 nowych, umożliwiając m.in. bezpośredni pomiar napięć stałych i przemiennych do 1000 V oraz generację i rejestrację przebiegów w jednym urządzeniu (MR8847A). Rejestrator oferuje firma Labimed Electronics.

moduły wejściowe i wyjściowe Rejestrator oscyloskopow y MR8847A (fot. 1.) zapisuje sygnały analogowe (przemienne i stałe) w maksymalnie 16 kanałach oraz cyfrowe (logiczne) w maksymalnie 64 kanałach. HIOKi oferuje wraz z rejestratorem 13 opcjonalnych, wymiennych modułów. Większość z nich (10) to moduły „wejściowe”, w tym 9 analogowych i jeden logiczny, do których doprowadza się rejestrowane sygnały. Pozostałe trzy, to moduły „wyjściowe”, z których sygnały się wyprowadza. Są to moduły generatora arbitralnego, generatora przebiegu i generatora impulsowego. Wszystkie moduły są wymienne. Umieszcza się je w ośmiu kieszeniach znajdujących się w prawym boku obudowy rejestratora. Moduły analogowe mają po dwa kanały, przy czym kanały te są izolowane nie tylko między sobą, ale też są odseparowane od głównego, wspólnego bloku pomiarowo-reje-

strującego. Dzięki tej własności rejestrator MR8847A może jednocześnie zapisywać sygnały doprowadzane do niego z obiektów o różnych potencjałach.

kanały logiczne Wejścia kanałów logicznych (cyfrowych) (4 gniazda) umieszczono w górnej części prawego boku rejestratora (fot. 2.). Można do nich doprowadzić jednocześnie 16 sygnałów. Liczbę kanałów logicznych można w razie potrzeby zwiększyć do 64, umieszczając w kieszeniach rejestratora jeszcze trzy szesnastokanałowe moduły logiczne 8973. W takiej konfiguracji liczba dostępnych kanałów analogowych zmniejszy się jednak do 10, gdyż pozostaną wolne miejsca na tylko 5 modułów.

pamięć wewnętrzna i zewnętrzna Rejestrator MR8847A jest dostarczany w trzech wykonaniach fabrycznych różniących pojemnością pamięci wewnętrznej i mających oznaczenia handlowe MR8847-51 (64 megasłowa), MR8847-52 (258 megasłów) i MR8847-53 (512 megasłów). Należy zaznaczyć, że decydując się na zakup danej wersji, warto uwzględnić fakt braku możliwości późniejszego rozszerzenia pamięci wewnętrznej i zapewnić sobie z góry odpowiedni zapas tej pamięci. Pamięć wewnętrzna rejestratora jest ulotna, tzn. zapisane w niej dane znikają natychmiast po wyłączeniu zasilania rejestratora. Stąd warto wyposażyć rejestrator w opcjonalny, moduł SSD, który choć umieszczany wewnątrz rejestratora, jest nośnikiem pamięci zewnętrznej.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Moduł ten jest montowany wyłącznie fabrycznie, na specjalne życzenie przyszłego użytkownika. Oferowany przez HIOKI moduł SSD ma oznaczenie U8331 i pojemność 128 GB. Do zewnętrznych nośników pamięci należą też karty pamięci CF i pamięci przenośne USB. Rejestrator MR8847A ma po jednym slocie takich pamięci, przy czym akceptuje karty CF o pojemnościach od 1 do 20 GB. HIOKI dostarcza je jako wyposażenie opcjonalne, w wykonaniu przemysłowym, o pojemnościach 512 MB (9728), 1 GB (9729) i 2 GB (9830), zastrzegając jednocześnie, że gwarantuje uzyskanie wyspecyfikowanych parametrów rejestracji wyłącznie przy użyciu tych kart.

Fot. 1. R ejestrator oscyloskopowy HIOKI MR8847A

szybkość próbkowania Gdy rejestrator MR8847A pracuje w trybie próbkowania z dużą szybkością, to przy wysterowanych jednocześnie wszystkich kanałach szybkość ta nie może przekroczyć 20 MSa/s. Odpowiada to odstępowi rejestracji (rozdzielczości osi czasu) równemu 50 ns. Tak duża szybkość próbkowania pozwala użytkownikowi rejestratora obserwować i mierzyć precyzyjnie parametry zboczy narastających impulsów, a także wykrywać pojawiające się nagle, krótkotrwałe przebiegi. W rejestratorze MR8847A jest też dostępny tryb próbkowania zewnętrznego. Przy pracy w tym trybie szybkość próbkowania nie przekracza 10 MSa/s.

konstrukcja mechaniczna Rejestrator MR8847A jest w dużym stopniu odporny na silne wstrząsy

Fot. 2. K ieszenie z modułami i wejścia kanałów logicznych

mechaniczne i wibracje, w tym na chwilowe upadki. Jak twierdzi producent, wytrzymuje upadek z wysokości 50 cm. Własność ta przyda się z pewnością przy korzystaniu z tego urządzenia w terenie.

drukarka Rejestrator ma wbudowaną drukarkę termiczną (fot. 3.), która umożliwia sporządzanie wydruków o dużej rozdzielczości, w formacie A4, z szybkością drukowania równą 50 mm/s. Papier rejestracyjny wymienia się szybko i łatwo, przy czym można to też robić w trakcie rejestracji.

nr 7-8/2016

wyświetlanie

rodzaje pracy rejestratora

Kolorowy ekran rejestratora (typu SVGA-TFT) ma przekątną 10,4 cali i rozdzielczość 800 na 600 punktów. Mieści 20 działek osi napięcia (w pionie) i 25 działek osi czasu (w poziomie), a w trybie wyświetlania przebiegu X-Y – 20 na 20 działek. Użytkownik rejestratora może oglądać na ekranie jednocześnie 16 przebiegów, przy czym ekran jest wtedy podzielony na 16 części. Wyświetlony przebieg może rozciągnąć lub skompresować, korzystając z funkcji „Zoom”. Przebiegi wejściowy i rozciągnięty (skompresowany) są wtedy wyświetlane jednocześnie, w osobnych częściach ekranu, bieżący na górze, a rozciągnięty (skompresowany) na dole. Gdy rejestrator współpracuje z sondami lub czujnikami pomiarowymi o różnej czułości, to aby ułatwić sobie obserwowanie przebiegów, można wtedy korzystać z funkcji skalowania. Do wyboru jest skalowanie automatyczne lub ręczne. Konfigurując skalowanie w trybie ręcznym, ma się do dyspozycji szereg opcji ustawiania, w tym stosunku konwersji (przekładni), w dwóch punktach oraz jednostki pomiarowej. Inne funkcje wyświetlania to: odwracanie polaryzacji wyświetlonego przebiegu, pomiar kursorowy (kursor A, kursor B, dwa kursory, dla wszystkich kanałów), przesuwanie punktu zerowego (przebiegu analogowego, ze skokiem 1%), zerowanie „globalne” (dla wszystkich kanałów i podzakresów), przymiar (do dokładnego ustawiania amplitudy przebiegu), regulowanie obrazu (ustawianie wartości granicznej i dolnej, ustawianie fragmentu obrazu przypadającego na działkę), wprowadzanie komentarzy, historii i zdań (w postaci znaków alfanumerycznych – tytułu, nazwy kanału), monitorowanie poziomu sygnału wejściowego, ustawianie koloru wyświetlanego przebiegu (16 – do wyboru) i przesuwanie punktu wyświetlania przebiegu.

Użytkownik rejestratora MR8847A ma do wyboru cztery funkcje pomiarowe o nazwach MEMORY, RECORDER, X-Y RECORDER i FFT. Tryb MEMORY (pamięć) jest funkcją domyślną, używaną przy pomiarze i rejestracji, szczególnie efektywną przy rejestracjach długookresowych. Nadaje się on doskonale do pomiaru i rejestracji przebiegów chwilowych oraz zdarzeń mających postać zakłóceń. Rejestrator mierzy wtedy zgodnie z okresem próbkowania ustawionym przez użytkownika, a wszystkie dane zapisuje w pamięci. Taką pracę rejestratora można nazwać rejestracją punktów próbkowania. Użytkownik może wtedy korzystać z funkcji obliczeń wykonywanych na danych pomiarowych oraz wyzwalania. Przy szybkim próbkowaniu dane są zapisywane najpierw w pamięci wewnętrznej, a dopiero później na innym nośniku, tj. w pamięci zewnętrznej. Z kolei przy próbkowaniu z małą szybkością dane są zapisywane jednocześnie w pamięci wewnętrznej i na tym, innym nośniku. Konfigurując tryb MEMORY, ma się do dyspozycji 26 wartości postawy czasu, od 5 µs/dz do 5 min/dz. Przy zmianie wartości podstawy czasu rejestrator zmienia automatycznie okres próbkowania, który jest wtedy równy 1/100 wartości ustawionej podstawy czasu, czyli minimum 50 ns. Gdy na przykład podstawę czasu ustawi się na 100 ms/dz, to okres próbkowania wyniesie 1 ms. Należy podkreślić, że od wybranej wartości podstawy czasu i liczby używanych kanałów analogowych zależy maksymalny, dostępny czas rejestracji. Tryb RECORDER (rejestrator) jest zalecany do rejestrowania zmian i monitorowania danych zdarzeń wolnozmiennych. Jednak dzięki dużej szybkości próbkowania rejestrator wychwytuje też zdarzenia mające postać krótkotrwałych impulsów zakłócających. Rejestrator próbku-

nr 7-8/2016

je zgodnie z okresem próbkowania ustawionym przez użytkownika, lecz rejestruje tylko wartości maksymalne i minimalne. Dane zarejestrowane w tym trybie można obserwować na ekranie i drukować w czasie rzeczywistym, w trybie ciągłym, wymieniając tylko rolkę z papierem rejestracyjnym. Dane zapisane w pamięci wewnętrznej rejestrator zapisuje na innym nośniku pamięci, dopiero po zakończeniu pomiaru. Poszczególne punkty danych są oddzielone od siebie o wartość równą 1/100 podstawy czasu i w każdym z tych punktów są rejestrowane dwie wartości, maksymalna i minimalna, obliczone z serii próbkowań. Wyniki poszczególnych próbkowań nie są rejestrowane. Stąd tryb ten można nazwać rejestracją obwiedni. W trybie RECORDER w przeciwieństwie do trybu MEMORY ustawia się okres próbkowania (dostępne wartości to: 1, 10 i 100 µs oraz 1, 10, 100 ms). Gdy okres próbkowania ustawi się na 1 µs, to jeden punkt danych będzie zawierał dwie wartości, maksymalną i minimalną, otrzymane ze 100 próbkowań. Rejestrator MR8847A pracujący w trybie X-Y RECORDER zachowuje się jak mechaniczny rejestrator z pisakami atramentowymi, a użytkownik może niezależnie sterować przesuwaniem pisaka w górę i w dół. Tej funkcji regulacji zaleca się używać, aby rejestrować tylko potrzebne dane. Usuwając dane niepotrzebne, zmniejsza się koszty papieru rejestracyjnego. Operację przesuwania pisaka w górę lub w dół w trakcie rejestracji realizuje się naciskając odpowiedni przycisk lub korzystając z trzech gniazd zewnętrznego sterowania. W trybie tym można też korzystać z funkcji oceny przebiegu X-Y, monitorując, czy oceniany przebieg nie wychodzi poza dany obszar i określając w ten sposób jakość przebiegu sygnału, co w normalnym trybie pracy rejestratora jest trudne do wykonania. Przy podstawach czasu wolniejszych od 100 ms/dz można dokonywać oceny nawet w trakcie operacji ładowa-

Fot. 3. W budowana drukarka termiczna

nia przebiegu. Pozwala to użytkownikowi wykonać odpowiednie czynności w momencie wykrycia „złego” przebiegu, i gdy na przykład rejestrator pracuje na linii produkcyjnej, natychmiast ją zatrzymać. Użytkownik rejestratora pracującego w trybie FFT może wybrać analizę FFT jednosygnałową przeznaczoną do analizy składowych częstotliwościowych, FFT dwusygnałową – do analizy funkcji transferu oraz analizę oktawową – do pomiarów akustycznych. Analizując dane pomiarowe zebrane w trybie MEMORY, może używać do specyfikowania punktów analizy specjalnego pokrętła typu „jog shuttle”, przeglądając jednocześnie wyniki obliczeń. Może też wyświetlać jednocześnie zarówno dane nieprzetworzone, a zmierzone w trybie RECORDER, jak i wyniki obliczeń dla przebiegów zapisanych. Własność ta poprawia znacznie efektywność pracy w trakcie analizy FFT, gdyż można wtedy przy wyświetlonych przebiegach widmowych sprawdzać wyniki uzyskane za pomocą funkcji okienkowych. W trybie FFT jest też dostępna funkcja oceny jakości przebiegu, jak w trybie X-Y RECORDER. reklama

Labimed Electronics Sp. z o.o. 02-796 Warszawa ul. Migdałowa 10 tel./faks 22 649 94 52, 648 96 84 labimed@labimed.com.pl www.labimed.com.pl www.hioki.pl

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

fotowoltaika

instalacje fotowoltaiczne – dobór falownika, przewodów oraz ich zabezpieczeń neutralizacja zagrożeń od instalacji PV w czasie pożaru mgr inż. Julian Wiatr

praktyce, ograniczonej do budynków mieszkalnych, funkcjonują dwa systemy PV: autonomiczne, niedołączone do sieci (oddalone od sieci, przeznaczone do tzw. pracy wyspowej), dołączane do sieci (rozproszone lub scentralizowane). Schematy blokowe systemu autonomicznego i dołączanego do sieci przedstawia rysunek 1. i rysunek 2.

charakterystyka ogniwa PV Zjawisko fotowoltaiczne polega na bezpośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną prądu stałego. Najważniejszymi elementem systemu PV jest generator PV, zbudowany z ogniw fotowoltaicznych, których budowa przypomina budowę diody półprzewodnikowej. Pod wpływem promieniowania słonecznego wytwarza on stałe napięcie elektryczne. Schemat budowy typowego ogniwa PV, wykonanego z krzemu krystalicznego wraz z wyjaśnieniem zasady generowania napięcia, przedstawiono na rysunku 3. Zaznaczono na nim złącze p-n, obszary bazy i emitera z domieszkowanego krzemu, elektrody oraz warstwę antyrefleksyjną (tzw. ARC). Elektrody przednie wykonywane są naj-

częściej techniką sitodruku z pasty na bazie srebra, elektrody tylne z pasty z dodatkiem aluminium [1]. Pojedyncze ogniwa w celu uzyskania większych napięć łączone są w moduły, a te z kolei w panele PV, dzięki czemu uzyskuje się elementy handlowe o określonych wymiarach i mocy. Schematycznie budowę modułu oraz panelu PV przedstawia rysunek 4. W celu umożliwienia porównania prowadzonych prób i pomiarów paneli PV, wprowadzono tzw. warunki standardowe STC, gdzie przyjęto następujące dane: temperatura pomiaru 25°C, natężenie promieniowania E = 1000 W/m2, optyczna masa atmosfery AM 1,5. Na rysunku 5. została przedstawiona charakterystyka I = f(U) złącza PV. Parametry ogniwa fotowoltaicznego są uzależnione od natężenia oraz widma promieniowania słonecznego i temperatury. Wpływ natężenia promieniowa słonecznego na wartość prądu i napięcia przedstawia rysunek 6.

budowa generatorów PV Podstawową jednostką budowy generatora PV jest panel PV, który stanowi zbiór szeregowo połączonych iden-

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

falownik (inwerter DC/AC)

regulator ładowania

generator PV

odbiorniki

magazyn energii (akumulatory)

Rys. 1. Schemat blokowy autonomicznego systemu PV

regulator ładowania

generator PV

falownik (inwerter DC/AC)

odbiorniki

dwukierunkowy licznik energii

linia elektroenergetyczna niskiego napięcia

magazyn energii (akumulatory)

Rys. 2. Schemat blokowy systemu PV dołączanego do sieci

okładzina metalowa

światło

wewnętrzne pole elektryczne

warstwa n

krzem

warstwa p

krzem

Rys. 3. Schemat budowy typowego krzemowego ogniwa PV (a) [4] oraz zasada generowania napięcia (b)

nr 7-8/2016

Rys. J. Wiatr

Przez System Fotowoltaiczny w niniejszej publikacji należy rozumieć elektrownię słoneczną, która z wykorzystaniem paneli fotowoltaicznych realizuje przemianę energii słonecznej w energię elektryczną. Do realizacji tego zadania konieczna jest budowa układu składającego się z generatora PV (panel lub zestaw paneli fotowoltaicznych), magazynu energii wraz z regulatorem oraz falownika (przekształtnik prądu stałego w przemienny o parametrach sieci elektroenergetycznej zasilającej budynek).

Rys. 4. B udowa modułu oraz panelu PV [4]

I, w [A]

P PMPP MPP pozorny

ISC

Rys. 8. W pływ połączenia równoległego dla trzech modułów PV na wypadkową charakterystykę prądowo-napięciową I = f(U) [1]

IMPP

MPP rzeczywisty

PMPP = IMPP · UMPP FF =

IMPP · UMPP ISC · UOC UMPP

UOC

[V]

Rys. 5. C harakterystyka I = f(U) złącza PV, gdzie: Uoc – napięcie ogniwa otwartego, nieobciążonego, Isc – prąd zwarciowy, PMPP – moc maksymalna, IMPP – prąd przy maksymalnej mocy ogniwa, UMPP – napięcie przy mocy maksymalnej ogniwa), PF – współczynnik wypełnienia [1]

Rys. 9. C harakterystyki I = f(U) modułów PV połączonych w kombinacji szeregowo-równoległej [1]

Rys. 6. Wpływ natężenia promieniowania słonecznego na wartość prądu i napięcia [1]

Rys. 7. P rzykład kształtowania charakterystyki prądowo-napięciowej I = f(U) przy połączeniu szeregowym trzech modułów PV [1]

nr 7-8/2016

Rys. 10. W pływ diod bypass na charakterystykę I = f(U) modułu PV częściowo zacienionego [1]

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

fotowoltaika

tycznych ogniw PV. Panele PV wchodzące w skład generatora PV można łączyć ze sobą na różne sposoby, w celu dopasowania ich parametrów wyjściowych do innych elementów systemu PV, a w szczególności bezpośrednio z nimi współpracujących falowników. Połączenia szeregowe paneli PV wykonuje się w celu uzyskania wyższego napięcia. Ma ono jednak jedną zasadniczą wadę – „najsłabsze ogniwo”, które determinuje jakość całego łańcucha, przekłada się na pewność działania układu [1]. W połączeniu szeregowym – prąd wszystkich paneli jest jednakowy, a wypadkowe napięcie jest sumą napięć poszczególnych paneli PV. Poważnym problemem pracy układu jest np. zacienienie lub zabrudze-

nie jednego z ogniw np. przez osiadanie kurzu. Kształtowanie charakterystyki połączenia szeregowego na przykładzie trzech ogniw PV przedstawia rysunek 7. Połączenie równoległe wykonuje się w przypadku konieczności zwiększenia wydajności prądowej. Przy takim połączeniu na wszystkich panelach PV jest takie samo napięcie, a prąd uzyskiwany na wyjściu jest sumą prądów poszczególnych paneli. W tym przypadku zacienienie pojedynczego ogniwa ma mniejszy wpływ na charakterystykę całego układu. Wpływ połączenia równoległego dla trzech paneli PV na wypadkową charakterystykę prądowo-napięciową takiego układu, przedstawiono na rysunku 8.

Moc maksymalna

Pm[W]

Tolerancja

250

[%]

Napięcie jałowe

Uoc[V]

37,6

Prąd zwarciowy

Isc[A]

8,68

Napięcie maksymalne

Um[V]

30,9

Maksymalne natężenie prądu

Im[A]

8,10

Sprawność modułu

[%]

15,2

Sprawność ogniwa

[%]

17,2

[mm]

156 × 156 (Polikryształ)

Liczba ogniw

Pcs

60 (6 × 10)

Maksymalne napięcie systemu

[V]

1000

Współczynnik straty temperaturowej Uoc (βT)

[%/°C]

– 0,33

Współczynnik straty temperaturowej Isc (αT)

[%/°C]

0,055

Współczynnik straty temperaturowej Pm (fT)

[%/°C]

– 0,44

[°C]

– 40 do 90

Typ ogniw

Temperatura pracy Maksymalny bezpiecznik połączeń szeregowych

[A]

Wymiary panelu (wysokość × szerokość × grubość)

[mm]

1652 × 994 × 46

Waga

[kg]

dobór falownika

Tab. 1. Dane techniczne panelu ND-R 250A5

Dane wejściowe falownika

Fronius Symo Fronius Symo 4.5-3-S 4.5-3-M

Maks. prąd wejściowy (Idc max/Idc max )

16,0 A/16,0 A

Maks. prąd zwarciowy, pole modułu (MPP1/MPP2)

24,0 A/24,0 A

Min. napięcie wejściowe (Udc min)

150 V

Napięcie rozpoczęcia pracy (Udc start)

200 V

Znamionowe napięcie wejściowe (Udc,r)

595 V

Maks. napięcie wejściowe (Udc max) Zakres napięć MPP (Umpp min – Umpp max)

1000 V 300 – 800 V

150 – 800 V

Liczba trackerów MPP

Liczba przyłączy prądu stałego DC

2 + 2

Tab. 2. Dane wejściowe falownika

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Panele połączone w kombinacji szeregowo-równoległej mają charakterystyki, których kształt i punkty charakterystyczne zależą od liczby połączonych ze sobą paneli i sposobu ich połączenia. Kształtowanie charakterystyki wyjściowej połączenia szeregowego i równoległego paneli PV przedstawia rysunek 9. Istotnym problemem przy połączeniu szeregowym modułów PV jest częściowe zacienienie, które powinno być wyeliminowane w jak najwyższym stopniu. Jeżeli choć jedno ogniwo modułu zostanie zacienione, to napięcie na tym ogniwie zmienia kierunek polaryzacji i ogniwo takie staje się dla pozostałych obciążeniem. Złącze ogniwa może ulec przebiciu już przy kilku woltach (5÷25 V). Niekorzystny wpływ na pracę ogniw PV ma również zabrudzenie oraz osiadanie ptasich odchodów. W celu uniknięcia tych zagrożeń, ogniwa bocznikuje się przez przyłączenie równoległe diod stanowiących bypass w przypadku zaciemnienia ogniwa. Podczas normalnej pracy diody te są spolaryzowane w kierunku zaporowym i nie powodują żadnych strat mocy. Podczas zacienienia diody bypass zostają spolaryzowane w kierunku przewodzenia i prąd generowany przez pozostałą część ogniwa zaczyna przez nie płynąć „omijając” zacienione ogniwa. Zasadę działania diody bocznikującej i jej wpływ na kształtowanie charakterystyki I = f(U) panelu PV przedstawia rysunek 10.

Podstawą doboru falownika są parametry przyjętych modułów PV, z których zbudowany będzie system PV. Na podstawie karty katalogowej panelu PV należy ustalić następujące parametry: moc maksymalna – PMPP [Wp], tolerancja mocy – ±∆PMPP [%], napięcie obwodu otwartego – UOC [V], prąd zwarcia – ISC [A], napięcie przy mocy maksymalnej – UMPP [V],

prąd przy mocy maksymalnej –

IMPP [A], temperatura pracy modułu w wa runkach nominalnych – NOCT [°C] (zwykle ok. 43÷48°C), mniejsze wartości wskazują na wyższą jakość modułu), współczynniki temperaturowe od powiednio dla: ISC, UOC, PMPP, – αT, βT, γT [%⋅°K–1 lub %⋅°C–1]. Współczynniki temperaturowe umożliwiają obliczanie parametrów modułu PV w różnych temperaturach pracy, które w Polsce należy przyjmować w zakresie –25° C do 75°C. Tak duża rozbieżność temperatur powoduje dużą zmienność paramentów modułu PV, które dla określonej temperatury należy wyznaczyć za pomocą następujących wzorów [1]: α   ISC ( Tr ) = ISC 1 + ( Tr − 25) T  100   β   UOC ( Tr ) = UOC 1 + ( Tr − 25) T  100   γ   PMPP ( Tr ) = PMPP 1 + ( Tr − 25) T  100  

gdzie: Tr – temperatura funkcjonowania oświetlonego modułu PV, w [°C], αT, βT, γT – współczynniki temperaturowe dla prądu – ISC, napięcia – UOC oraz mocy – PMPP [%°K–1 lub %⋅°C–1]. W przypadku doboru falowników (inwerterów), podstawowe parametry wejściowe (które powinny być podawane przez producentów), wykorzystywane w algorytmie doboru inwertera do generatora PV, to: maksymalna moc inwertera – PMAX.INV [W], maksymalne napięcie wejściowe DC – UMAX.INV [V], minimalne napięcie MPPT (ang. Maximum Power Point Tracking) – UMPPT.MIN [V], maksymalne napięcie MPPT – UMPPT.MAX [V], nominalne napięcie pracy inwerte ra – UNOM [V], które powinno odpowiadać warunkom NOCT (ang. Normal Operating Cell Temperature – temperatura ogniwa w nor-

nr 7-8/2016

PGEN.PV = ( 0, 8 ÷ 1, 2) ⋅ PMAX .INV

Algorytm doboru falownika: 1. Ustalić zakres temperaturowy Tmin; Tmax. 2. Obliczyć napięcie układu otwartego w temperaturze ujemnej. 3. Obliczyć maksymalną liczbę modułów w stringu: n max =

Udc max UOC( Tmin )

4. Obliczyć napięcie układu otwartego w temperaturze dodatniej. 5. Obliczyć minimalną liczbę modułów w stringu: n min =

Udcstart UOC( Tmax )

6. Sprawdzić napięcie w punkcie MPP w temperaturze Tmax: UMPP( Tmax ) =  β ⋅ ( T − 25)  = UMPP( STC ) ⋅ 1 − T max  100  n min ⋅ UMPP( Tmax ) ≥ Udc min

Przykład Należy dobrać liczbę paneli PV o mocy 250 Wp do współpracy z falownikiem o mocy 4500 W, ma-

nr 7-8/2016

jąc dane katalogowe panelu typu ND-R 250A5 oraz falownika FRONIUS SYMO 4,5-3-S. Zakres temperatur: Tmin –25°C; Tmax = 70°C. Napięcie toru otwartego w temperaturze ujemnej: UOC = 37, 6°C;

Rys. J. Wiatr

malnych warunkach pracy) pracy modułu PV, maksymalne natężenie prądu in wertera, przypadające na jedno wejście MPPT (często w inwerterach jeden MPPT ma dwa oddzielne i niezależne wejścia DC) – IMAX.INV [A]. MPP w przypadku opisu parametrów modułu PV oznacza punkt mocy maksymalnej na charakterystyce I = f(U), natomiast MPPT w opisie inwertera należy rozumieć jako wejście inwertera realizujące specjalny algorytm „śledzenia” punktu mocy maksymalnej. Inwerter będzie działał poprawnie w zakresie napięć o wartości minimalnej do maksymalnej. Parametry wyjściowe dotyczą natomiast dopasowania inwertera do współpracy z siecią elektryczną, do której zostanie on przyłączony. Moc dobieranego falownika musi spełniać następującą zależność:

5I1

5I1 3I1 BG

3I1

β = −0, 329 % °C UOC ( −25) = −0, 329   ≅ = 37, 6 ⋅ 1 + ( −25 − 25) ⋅ 100   ≅ 43, 79 V

1000 ≈ 22, 84 43, 79

n max =

Należy przyjąć nmax = 22 panele. Napięcie toru otwartego w temperaturze dodatniej: UOC (70 ) = −0, 329   ≅ = 37, 6 ⋅ 1 + (70 − 25) ⋅ 100   ≅ 32 V

n min =

200 = 6, 25 32

Należy przyjąć nmin = 7 modułów. Sprawdzenie napięcia dla temperatury dodatniej w pkt MPP: UMPP( Tmax ) = 0, 329 ⋅ (70 − 25) ]= 100 = 26, 32 V

= 30, 9 ⋅ [1 −

7 ⋅ 26, 32 = 184, 244 V > Udc min = 150 V PGEN = ( 0, 8 − 1, 2) PINV

Zatem ostatecznie zostanie przyjętych 21 modułów PV o mocy 250 Wp: 0, 8 <

21⋅ 250 ≈ 1,17 < 1, 2 4500

dobór przewodów zasilających PV i zabezpieczeń Przewody w części DC systemu PV należy dobierać z katalogu producenta wskazane do systemów fotowoltaicznych. Zasady ich doboru dotyczą doboru przekroju na długotrwałą obciążalność prądową oraz przeciążalność i podlegają sprawdzeniu

Rys. 11. Z agrożenie stwarzane przez prąd wsteczny płynący do miejsca zwarcia lub zacienionego panelu

z warunku spadku napięcia zgodnie z ogólnymi zasadami stosowanymi w praktyce projektowej. Nieco odmienny jest proces doboru zabezpieczeń. Do tego celu nadają się bezpieczniki topikowe o charakterystyce gPV. Ponieważ w panelach PV prąd zwarciowy jest większy o (15–20)% w stosunku do prądu płynącego przy generacji największej mocy, zabezpieczenie zwarciowe lub przeciążeniowe staje się nieskuteczne. Sytuacja ulega radykalnej zmianie w przypadku zwarcia lub zacienienia chociaż jednego z paneli PV. Płynie wówczas prąd wsteczny przez uszkodzony lub zacieniony panel o wartości będącej sumą algebraiczną wszystkich prądów płynących w pojedynczych gałęziach połączonych równolegle. Zjawisko to ilustruje rysunek 11. W celu ochrony narażonej na przepływ dużych prądów w zacienionej lub uszkodzonej gałęzi, należy w biegunie dodatnim oraz biegunie ujemnym zainstalować bezpieczniki topikowe o parametrach zgodnych z wymaganiami normy PN-EN 60269-6:2011 Bezpieczniki topikowe niskiego napięcia. Część 6: Wymagania dotyczące wkładek topikowych do zabezpieczania fotowoltaicznych systemów energetycznych. Należy stosować bezpieczniki topikowe klasy gPV o prądzie nominalnym dobranym na podstawie obliczeń. Ponieważ zgodnie z normą PN-EN 61730-2:2007/A1:2012 Ocena bezpieczeństwa modułu fotowoltaicznego (PV). Część 2: Wymagania dotyczące badań, największa wartość prądu wstecznego nie może przekra-

czać wartości (2–2,6)⋅ISC, zabezpieczenia instalowane w poszczególnych gałęziach muszą spełnić następujący warunek: 1, 4 ⋅ ISC ≤ I ng ≤ 2, 4 ⋅ ISC  Un ≥ 1, 2 ⋅ UOCTmin ⋅ n

Jeżeli system PV wymaga zabezpieczenia głównego, co występuje przy dużych mocach, bezpieczniki topikowe zabezpieczenia głównego powinny spełniać następujące wymagania: I nG ≥ 1, 5 ⋅ ISC ⋅ L g  Un ≥ 1, 2 ⋅ UOCTmin ⋅ n

Ponadto dobierane bezpieczniki gałęziowe oraz główne muszą spełniać warunek wybiórczości, który zostanie spełniony, gdy zostanie zachowany następujący warunek: I 2 t wG ≥ 1, 4 I 2 t wg

gdzie: ISC – prąd zwarcia panelu PV, w [A], Ing – prąd znamionowy zabezpieczenia w gałęzi, w [A], InG – prąd znamionowy zabezpieczenia głównego, w [A], UOCTmin – napięcie obwodu otwartego przy najniższej zakładanej temperaturze pracy, w [V], Un – napięcie znamionowe bezpiecznika, w [V], I2t wG – całka Joule’a bezpiecznika zabezpieczenia głównego, w [A 2·s], I2t wg – całka Joule’a bezpiecznika zabezpieczenia instalowanego w pojedynczej gałęzi, w [A 2·s], n – liczba paneli PV połączonych szeregowo w jednym łańcuchu, w [-], L g – liczba gałęzi wchodzących w skład generatora PV, w [-].

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Rys. J. Wiatr

fotowoltaika

WPPOŻ. >[

B9 I1 B9 I1 B9 I1

B9 B9 B9

B9 I1 B9 I1

3I1

6I1

3I1

WPPOŻ. >[

Rys. 12. S chemat generatora PV z wyłącznikiem pożarowym

Rys. 13. Z asada funkcjonowania przekaźnika kontroli izolacji UKSI isoPV [1]

Przewody i zabezpieczenia po stronie AC należy dobierać zgodnie z powszechnie akceptowalnymi zasadami. Jako podstawę ich doboru należy przyjąć znamionowy prąd wyjściowy falownika.

Zabezpieczenia od porażeń należy realizować z wykorzystaniem wysokoczułych wyłączników różnicowoprądowych. Realizacja ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zabezpieczeń zwarciowych jest w tym przypadku nieskuteczna ze względu na zbyt małe wartości prądów zwarciowych. Wszystkie elementy systemu PV należy objąć połączeniami wyrównawczymi.

ochrona przeciwpożarowa w systemach PV

Fot. 1. M akieta systemu przeciwpożarowego firmy Mersen [9]

System PV poprawnie zaprojektowany nie stwarza zagrożeń pożarowych. Wybuch pożaru spowodowanego przez system PV należy do rzadkości. Niemniej system ten sprawia szereg kłopotów podczas pożaru budynku ze względu na wysokie napięcie po stronie DC. Konieczne jest wtedy wyłączenie systemu paneli PV, tak by

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

podczas akcji ratowniczo-gaśniczej zagwarantować bezpieczeństwo ratowników oraz osób ewakuowanych z płonącego budynku. Najprostszym sposobem wyłączenia systemu paneli PV jest zwarcie bieguna dodatniego i bieguna ujemnego za pomocą zestyku zwiernego wyłącznika zainstalowanego w pobliżu paneli PV. Sterowanie wyłączeniem należy zainstalować w miejscu dogodnym do eksploatacji. Przykład takiego układu przedstawia rysunek 12. Zgodnie z charakterystyką I = f(U) generatora PV (rys. 8–10) zwarcie biegunów wyjściowych powoduje przepływ prądu zwarciowego o wartości około 20% większej od prądu znamionowego i spadek napięcia na zaciskach falownika do wartości bliskiej zero. Prąd zwarciowy w tym przypadku, przy poprawnie dobranych zabezpieczeniach oraz przewodach, nie stwarza zagrożenia. Zwarcie elementów PV musi nastąpić z pominięciem bezpieczników topikowych. Przy poprawnie dobranych przewodach, prąd zwarciowy nie spowoduje ich uszkodzenia, jest on większy zaledwie o (15–20)% od prądu IMPP. Dla przykładowego generatora zbudowanego z paneli typu SV60P-250, o mocy 250 Wp, prąd ISC=8,25 A. Dlatego też „zwarciem pożarowym” należy obejmować każdą z gałęzi generatora PV osobno, jak przedstawiono na rysunku 12. Zwarcie całego generatora PV na jego wyjściu może stwarzać zagrożenia ze względu na dużą wartość prądów i nie może być stasowane. Problemem pozostaje stosunkowo wysokie napięcie generatora PV, przez co wyłącznik pożarowy systemu PV powinien spełniać następujące wymagania: I nG ≥ 1, 5 ⋅ ISC U ≥ 1, 2 ⋅ U OCTmin ⋅ n  n

gdzie: ISC – prąd zwarcia panelu PV, w [A], UOCTmin – napięcie obwodu otwartego przy najniższej zakładanej temperaturze pracy, w [V], Un – napięcie znamionowe bezpiecznika, w [V], n – liczba paneli PV połączonych szeregowo w jednym łańcuchu, w [-].

Interesującym rozwiązaniem jest przeciwpożarowy system wyłączania instalacji PV firmy Mersen, którego makietę przedstawia fotografia 1. W jego skład wchodzą dwa typy współpracujących ze sobą modułów: GreenBrain oraz GreenEye. Komunikacja pomiędzy nimi odbywa się przy wykorzystaniu technologii PLC. Elementy GreenEye są montowane przy modułach PV i mogą wyłączać moduły PV na wypadek pożaru oraz ewentualnych prac konserwatorskich. Układy automatyki systemu gwarantują wyłączenie po przekroczeniu temperatury 115°C. W czasie normalnej eksploatacji monitorowanie stanu instalacji jest realizowane z dyskretnością 1 minuty. Podstawowe dane techniczne modułu GreenEye to: maksymalne napięcie systemu: 1000 V DC, maksymalne napięcie modułu PV: 80 V DC, maksymalny prąd linii: 12,5 A. System jest wyposażony w sygnalizator świetlny, który zadziała, gdy napięcie w systemie przekroczy 60 V DC. W czasie normalnej eksploatacji zagrożenie pożarowe może pojawić się wskutek prądów upływowych, których wartość powinna być monitorowana z wykorzystaniem UKSIPV. Zasadę działania UKSI isoPV przedstawia rysunek 13. Urządzenia te zapewniają system wczesnego reagowania na zagrożenia, zanim nastąpi wyłączenie awaryjne. Według norm niemieckich określa się, że w instalacjach PV minimalna wartość rezystancji izolacji nie może być mniejsza niż 1 kΩ/V, zanim generator PV zostanie dołączony do pracy do sieci. Osobnym problemem jest ochrona przeciwporażeniowa pominięta w niniejszym artykule, która dotyczy wyłącznie warunków normalnej eksploatacji. Praktyczna realizacja zaprezentowanej teorii zostanie zaprezentowana w nr. 9/2016, w rubryce „e.projekt”.

nr 7-8/2016

prezentacja

inteligentne stacje transformatorowe jako element sieci Smart Grid rozwiązania firmy Siemens Paweł Stojanowski – SIEMENS Sp. z o.o.

Wydajniejsze wykorzystanie systemów zasilania i zmienny przepływ obciążenia spowodowany zdecentralizowanym wytwarzaniem energii pochodzącej z odnawialnych źródeł energii i coraz bardziej restrykcyjne wymogi organów nadzorujących, wymuszają coraz wyższe standardy wykrywania awarii i wprowadzanie systemów operacyjnych gromadzących dane. Ponadto zdalne zasygnalizowanie wraz ze zdalnym sterowaniem może znacznie zmniejszyć przerwę w dostawach, a także zredukować koszty wynikające z awarii oraz zapewnić szybsze dostosowanie do zmiennych warunków obciążenia.

związku z tym, w przyszłości zapotrzebowanie na inteligentne stacje transformatorowe wzrośnie. Gdzie zatem leżą granice użytecznej i rentownej eksploatacji energii? Znajdują się one gdzieś pomiędzy k lasyczną stacją SN/nn a pełną automatyzacją. Wraz z rozdzielnicą z izolacją gazową średniego napięcia typu 8DJH, Siemens oferuje podstawowe elementy aplikacji w inteligentnych stacjach transformatorowych. Opcjonalnie rozdzielnica wyposażona jest w napędy silnikowe; wskaźniki zwarciowe i systemy służące do wykrywania obecności napięcia, a także szereg innych czujników. Podłączona do jednostki ze zdalnym terminalem (Remote Terminal Unit – RTU) w osobnej, montowanej na ścianie szafie, rozdzielnica 8DJH spełnia wszystkie warunki do przyłączenia w infrastrukturę sieci inteligentnych. W artykule przedstawiono różne poziomy inteligencji, możliwe rodzaje połączeń z systemem telekontroli, a także wyróżniono niezbędne składniki i wymogi. W dzisiejszych czasach rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną – zwłaszcza w krajach rozwijających się – i obawy co do globalnego ocieplenia przyczyniają się do tego,

nr 7-8/2016

że coraz więcej państw korzysta z odnawialnych źródeł energii. Ponadto, wszędzie tam, gdzie jest to możliwe, dokłada się wszelkich starań, aby zminimalizować straty energii. Odnawialne źródła energii, takie jak energia wiatrowa czy fotowoltaiczna, są prawnie egzekwowane w wielu krajach. Wzrost energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych przyczynia się również do zmiany struktury sieci. W przeszłości wyznawano tylko jedną zasadę – wytwarzana energia podążała za obciążeniem, stąd istniał tylko jeden kierunek przepływu energii – z elektrowni do odbiorcy. W dzisiejszych czasach sytuacja stopniowo ulega zmianie. Odnawialne źródła energii są zlokalizowane w sposób zdecentralizowany w korzystnych środowiskowo miejscach. Zwykle energia dostarczana jest do sieci średniego lub niskiego napięcia, w niektórych przypadkach bezpośrednio do sieci wysokiego napięcia. Zasadniczą cechą odnawialnych źródeł energii, takich jak energia wiatrowa i fotowoltaiczna, jest ich losowa dostępność. Ma to duży wpływ na kontrolę sieci w istniejącym systemie dystrybucji. Poza tym można wyróżnić inne konsekwencje, takie jak: zmienny kierunek przepływu energii,

zmienne obciąże

nie, 1 wyższe prądy zwar (3) CB OFF CB ON ciowe, więcej problemów 3 z jakością energii, 4 dodatkowe zapo 3 trzebowanie na bi4 lansowanie energii w sieci, 3 (2) zmienione wymogi 4 dotyczące koncepcji 3 (1) zabezpieczeń. 4 (4) Jednym z elemen4 tów przyszłej inteligentnej sieci dystrybucyjnej jest inteligentna Rys. 1. Manualne wykrywanie usterek, gdzie: 3 – stacja transformatorowa, 4 – sygnalizator zwarstacja transformatorocia, – wyzwolony, – niewyzwolony wa, która umożliwia automatyczną i szybką naprawę awa- o dystrybucję energii na poziomie rii, tym samym przyczyniając się do wtórnym średniego napięcia, najczęśaktywnego zarządzania przepływem ciej używa się kompaktowych stacji obciążenia we wtórnych systemach z rozdzielnicami SN i nn. W tej chwidystrybucji. li, w większości przypadków, wtórne stacje transformatorowe nie znajduwtórna dystrybucja energii ją się w tzw. „zautomatyzowanym systemie stacji” i dlatego nie mogą być ze zdecentralizowanymi monitorowane lub telekontrolowane. źródłami energii Oprócz rozdzielnicy z polem transforObecnie rozdzielnice pierwotne- matorowym lub polem wyłącznikogo poziomu dystrybucji energii elek- wym, stacje wyposażone są w transtrycznej są w pełni zautomatyzowa- formator dystrybucyjny i rozdzielne i zintegrowane z systemem auto- nicę niskiego napięcia ze skrzynką matyki i sterowania GPZ. Jeśli chodzi bezpiecznikową lub wyłączniki nn.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

prezentacja

dwie możliwości budowy dla inteligentnych stacj SN/nn:

1) RTU zabudowane w rozdzielicy 2) RTU w osobnej skrzynce „RTU-Box”

system zarządzania siecią dystrybucyjną

bezprzerwowo (GSM/GPRS) IEC 60870-5-101/104

rozdzielnica SN

połączenie telefoniczne (analogowe/ISDN) Ethernet TCP/IP IEC 60870-5-101/104 IEC 61850*

magazynowanie energii (baterie lub kondensatory)

SIEMENS 8DJH

IEC 60 870-5-101/104 IEC 61850 Siemens RTU SICAM EMIC/CMIC

automatyka stacyjna SICAM PAS/SICAM 1703

Rys. 2. Stacje transformatorowe – RTU – możliwości komunikacyjne

manualna lokalizacja awarii – stan obecny Jako że stacje transformatorowe wtórnego rozdziału energii nie są zwykle wyposażone w łącza komunikacyjne pozostające w kontakcie z punktami nadzoru sieci, monitorowanie błędów, a także zdalne sterowanie staje się niemożliwe. Może to spowodować długie przestoje w dostawach, tym samym w dużym stopniu ograniczając poziom niezawodności i bezpieczeństwa zaopatrzenia w energię elektryczną. Wykrywanie usterek jest również utrudnione w związku ze znacznymi odległościami między stacjami wtórnego rozdziału energii, co może prowadzić do wydłużenia się przerw w dostawach energii. Zakres czynności w trakcie usuwania usterek (rys. 1.), został przedstawiony poniżej: gdy wystąpi zwarcie w systemie dystrybucyjnym, wyłącznik (CB) w stacji transformatorowej rozdziału pierwotnego zostaje wyłączony (CB OFF), przez co wszystkie stacje rozdziału wtórnego, aż do otwartego sprzęgła, pozostają bez zasilania, w tym momencie rozpoczyna się czasochłonny i dogłębny proces wykrywania zwarcia. Pracownik zmuszony jest do udania się do stacji wtórnego rozdziału energii i odczytania stanu wskaźników zwarć i zwarć doziemnych. Po odczytach pracownik otwiera obwód w stacji, w której nie stwierdzono zadziałania wskaźnika zwarcia (1). Robi to samo w stacji (2), gdzie stwierdzo-

no zadziałanie wskaźnika, w ten sposób usterka zostaje odizolowana od sieci i może zostać usunięta w późniejszym terminie, następnie wyłącznik może zostać zamknięty ((3) – CB ON), ostatecznie, sprzęgło zostanie za mknięte (4). Wraz z zakończeniem tej procedury cały obwód jest ponownie zasilany, a wadliwy fragment może zostać naprawiony. Opisane procedury stosowane przy usuwaniu usterek pochłaniają dużo czasu i wymagają dużej liczby pracowników. Obsługa udzielająca fachowej pomocy technicznej musi osobiście udać się do stacji transformatorowej w celu rozpoznania awarii, przed ponownym dostarczeniem zasilania do wszystkich klientów. To powoduje straty finansowe związane z niedostarczaniem energii do gospodarstw domowych i firm. W związku z tym istnieje coraz większe zapotrzebowanie na inteligentne i zautomatyzowe rozwiązania.

inteligentne stacje transformatorowe Wyróżniamy 3 poziomy Inteligentnych Stacji Transformatorowych: poziom 1: monitorowanie – więk sza dostępność dzięki szybszemu zlokalizowaniu usterki, poziom 2: monitorowanie + te lekontrola – minimalizacja czasu trwania awarii, poziom 3: monitorowanie + te lekontrola + kontrola przepływu

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

mocy – minimalizacja strat i zarządzanie zdecentralizowanymi dostawami energii. Rysunek 2. pokazuje podstawową strukturę inteligentnych stacji transformatorowych wraz z możliwym połączeniem do centrum kontroli sieci za pośrednictwem terminala zdalnego RTU.

stacje transformatorowe z rozdzielnicami SN ze wskaźnikami i stykami pomocniczymi Rozdzielnice SN wtórnego rozdziału energii ze stykami pomocniczymi, wskaźnikami i czujnikami są podstawą inteligentnych stacji transformatorowych. W zależności od potrzeb, do monitorowania i kontroli wykorzystywane są różne elementy: system detekcji napięcia informu je, czy pola są zasilane, wskaźniki zwarcia i zwarcia do ziemnego sygnalizują o danym zajściu zgodnie z progowymi wartościami granicznymi. W zależności od struktury sieci i kierunku przepływu energii może być konieczne użycie wskaźnika odpowiedzialnego za wykrywanie kierunku przepływu, co wymaga podania dodatkowych informacji dotyczących napięcia, systemy zabezpieczeń nadprądo wych ze stykami pomocniczymi do zabezpieczenia transformatora, dodatkowe styki pomocnicze, do stępne np. do: wskazań położenia łączników, blokad, zwolnień, ciśnienia gazu, napędy ręczne łączników z cewka mi oraz napędy silnikowe są dostępne w celu zdalnego zamykania i otwierania, detekcja napięcia i pomiar natęże nia prądu w celu kontroli przepływu mocy, sygnały pobierane z tradycyjnych przekładników lub nowoczesnych czujników. Rozdzielnica w izolacji gazowej typu Siemens 8DJH wyposażona zo-

stała we wszystkie funkcje niezbędne do zastosowania w inteligentnych stacjach i spełnia wszystkie warunki integracji w infrastrukturze sieci inteligentnych. Późniejsza modernizacja elementów składowych zdalnego sterowania możne zostać przeprowadzona bardzo szybko i sprawnie. Dodatkowe elementy są dostępne w stacjach transformatorowych, aby zapewnić: monitoring transformatora wraz z czujnikami temperatury, poziomu oleju i ciśnienia, monitoring rozdzielnicy nn, jeśli to konieczne, dane od odbior cy mogą zostać zintegrowane z systemem sterowania, monitoring samej rozdzielnicy (np. blokady drzwi, temperatura) lub obiektu.

terminal zdalny (RTU) Istnieją dwa główne zadania jednostki terminalu zdalnego: z jednej strony, dostarczanie sygnałów i zmierzonych wartości lub informacji od stacji transformatorowych w celu komunikacji z węzłem telekontroli lub centrum zarządzania sieciami. Z drugiej strony, przekazywanie odpowiednich poleceń urządzeniom znajdującym się w stacji transformatorowej. Złącze interfejsowe pomiędzy rozdzielnicą a skrzynką RTU wymagane jest przez wielu klientów z kilku powodów: łatwy montaż szafki w stacjach, wykorzystanie szafki w nowych i starych stacjach, łatwa wymiana zarówno w przy padku pojawienia się nowych zaawansowanych technologii, jak i w przypadku awarii. Szafka RTU jest projektowana i produkowana przez producenta rozdzielnic lub przez zakład energetyczny. Główne elementy szafki RTU to: podstawowy moduł RTU – z mo dułami rozszerzenia, jeśli to konieczne, np. Siemens SICAM TM 1703 Cemic, moduł komunikacyjny,

nr 7-8/2016

magazyn energii (akumulator lub

kondensator), urządzenia nn, takie jak wyłącznik nadprądowy i przełączniki zdalne/ lokalne. Nowoczesne szafki RTU mogą być rozbudowywane modułowo. Są one wyposażone w kilka interfejsów komunikacyjnych oraz zaprojektowane i przetestowane pod kątem trudnych warunków środowiskowych, w których zlokalizowane są stacje transformatorowe.

gromadzenie energii Elementy inteligentnych stacji transformatorowych wymagają niezawodnego zasilania obwodów wtórnych. Jeżeli zawodzi tzw. napięcie pomocnicze, nagromadzona energia zasila części składowe od kilku minut do paru godzin. Ilość energii zapasowej wynika głównie z zapotrzebowania energetycznego koniecznego do podtrzymania działania RTU i modułów komunikacyjnych. Tradycyjne akumulatory i kondensatory są używane głównie jako magazyny energii.

komunikacja – poziom kontroli Połączenie z RTU z centrum kontroli sieci może odbywać się w różny sposób. Za pomocą przewodu (np. sieci Ethernet TCP/IP), światłowodów lub bezprzewodowo (np. GSM/ GPRS). To właśnie tam informacje zostają przetwarzane, a operacje kontrolne przekazywane są z powrotem do RTU, jeśli zachodzi taka konieczność.

inteligentna 3-poziomowa automatyzacja Szacunkowe koszty i korzyści zachęcają wiele zakładów energetycznych do kompromisu, a nie do całkowitej automatyzacji systemu dystrybucji. Wiele z tych zakładów w ramach 3-punktowej automatyzacji obsługuje tylko wybrane ważniejsze stacje transformatorowe wtórnego rozdziału energii. Automatykę

nr 7-8/2016

stacyjną można zainstalować i dostosować do rozdzielnic pochodzących od różnych producentów. W przypadku pojawienia się usterki technicznej w systemie 3-punktowej automatyzacji z reguły postępuje się w sposób opisany poniżej: usterka w systemie rozdziału energii uwalnia wyłącznik w stacji transformatorowej pierwotnego rozdziału energii. Dzięki temu wszystkie stacje do otwartego sprzęgła pozostają bez zasilania. Usterka następnie jest lokalizowana za pośrednictwem wskaźników zwarcia w automatycznych stacjach, po czym informacja zostaje wysłana do nastawni, w automatycznych stacjach trans formatorowych odpowiednie łączniki zostają otwarte za pomocą telesterowania w obrębie zwarcia, ostatnim etapem jest pojawienie się serwisanta, który analizuje fragment sieci w miejscu wystąpienie usterki i dokonuje wszelkich niezbędnych przełączeń, aby zapewnić ponowną dostawę energii do wszystkich odbiorców.

podsumowanie Rosnące zapotrzebowanie na niezawodną energię elektryczną i coraz większa świadomość dotycząca ochrony środowiska przyczyniają się do promocji odnawianych źródeł energii przyłączanych po stronie SN i nn. Utrzymanie niezbędnej jakości zasilania i stabilność sieci wymagają aktywnego systemu rozdziału energii opartego na inteligentnych stacjach transformatorowych. Istnieje wiele rozwiązań, od zwykłego monitorowania za pomocą kontroli zdalnej, aż do kontroli planowanego przepływu mocy. Zarówno firmy, jak i państwa stosują różnorodne metody i normy. Można wyróżnić poszczególne poziomy, od tzw. poziomu zero, aż do pełnej, zdalnej kontroli stacji transformatorowej wtórnego rozdziału energii. Przede wszystkim do ich wdra-

Rys. 3. Model Inteligentnej Stacji Transformatorowej Siemens – iSUB

żania motywuje zminimalizowany czas przerwy w dostawie energii i gwarancja napięcia o odpowiedniej jakości. Obecnie wykrywanie usterek za pośrednictwem monitoringu i zdalna kontrola, w ramach której dokonuje się przełączeń za pomocą sprzęgła i aparatury łączeniowej, są nadal zaliczane do metod stosowanych najczęściej. W przyszłości jednak wykorzystanie nowoczesnej aparatury obwodów pierwotnych oraz wtórnych zagwarantuje, że jakość dostarczanej w przyszłości energii wzrośnie. Korzyści wynikające ze zdalnej kontroli i zarządzania przepływem mocy: szybsze zlokalizowanie usterki, krótszy czas przerwy w zasilaniu, pomiar i sygnalizacja danych ope racyjnych, zredukowane straty w sieci, możliwość kompensacji mocy bier nej i harmonicznych, monitorowanie pracy transforma tora w trakcie przeciążenia, większa moc przesyłowa, odłożenie w czasie rozbudowy sieci. Do powyższych zadań Siemens opracował spójną koncepcję i odpowiedni sprzęt: rozdzielnica 8DJH średniego napię cia wyposażona jest w niezbędne wskaźniki, styki i sprzęt pomocniczy,

system telekontroli – terminal RTU

wraz z SICAM TM 1703, łączność za pośrednictwem pro tokołów IEC 60870-5-101/104 lub IEC 61850, zazwyczaj za pośrednictwem przewodów, fal radiowych lub w przyszłości za pośrednictwem WiMAX lub BBDL, węzeł telekontroli/systemu automatyzacji stacji SICAM PAS lub SINAUT Power CC. Odpowiedź na pytanie: „Inteligentne stacje transformatorowe – potrzeba czy luksus?” jest proste. Inteligentne stacje transformatorowe są niezbędne, aby sprostać wyzwaniom, które stawia przed nami przyszłość. Celem firmy Siemens jest dalszy rozwój inteligentnych rozwiązań przeznaczonych do systemów dystrybucji wtórnej, w ten sposób przyczyniając się do efektywnych i niezawodnych dostaw energii. reklama

Siemens Sp. z o.o. Energy Management HP&TR&MS 03-821 Warszawa ul. Żupnicza 11 tel. 22 870 88 14 elektrotechnika.pl@siemens.com www.siemens.com

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

i n s t a l a c j e e l e k t r o e n e r g e t y c z n e

rozdzielnice SN – rozwiązania zapewniające bezpieczeństwo mgr inż. Karol Kuczyński

refabrykowane rozdzielnice SN są najczęściej budowane z jednakowych członów konstrukcyjnych zawierających typowe pola o różnym przeznaczeniu i wyposażeniu (liniowe, transformatorowe, zasilania szyn, sprzęgłowe, pomiarowe). Umożliwia to budowę rozdzielnicy spełniającej zróżnicowane wymagania użytkownika w zakresie parametrów technicznych i eksploatacyjnych. W celu podniesienia bezpieczeństwa obsługi i usprawnienia zabiegów konserwacyjnych pola rozdzielnicy są podzielone na oddzielne przedziały. Przedziały te są tak zaprojektowane, aby wytrzymywały nagłe przyrosty temperatury i ciśnienia, spowodowane ewentualnym wystąpieniem łuku wewnętrznego przez zastosowanie odpowiednich systemów wykrywania powstania łuku elektrycznego. Obecnie produkowane rozdzielnice mają coraz mniejsze wymiary gabarytowe, przez co na szczególną uwagę zasługują elementy

zapewniające dekompresję powstających w czasie zwarcia gazów [1, 2, 3].

budowa rozdzielnicy Podstawowe kryteria podziału konstrukcji rozdzielnic to [3]: rodzaj izolacji elektrycznej (roz dzielnice z izolacją powietrzną lub gazową SF6); sposób wykonania ochrony przed dotykiem bezpośrednim (rozdzielnice otwarte, osłonięte, częściowo osłonięte); możliwość dostępu do wyposaże nia rozdzielnicy (rozdzielnice z dostępem jedno- i dwustronnym); sposób montażu aparatów, w szczególności łączników w polu rozdzielnicy (rozdzielnice jednoi dwuczłonowe). Najbardziej rozpowszechnione są obecnie rozdzielnice o izolacji powietrznej, jedno- i dwuczłonowe, o pojedynczym systemie szyn zbiorczych.

1 17

2 3

16 4 15 14 13 12

5 6a

10 9

7 8

Rys. 2. Przykład rozdzielnicy z izolacją SF6, gdzie: 1 – przedział szyn zbiorczych z łącznikiem trójpozycyjnym, 2 – uchwyty transportowe, 3 – złącza szyn, 4 – przedział wyłącznika z komorami próżniowymi, 5 – przekładnik prądowy, 6a – przepust ze stożkiem zewnętrznym, 7 – przekładnik napięciowy, 8 – wspornik kablowy, 9 – pokrywa przedziału kablowego, 10 – odłącznik przekładników napięciowych, 12 – wskaźnik napięcia, 13 – wskaźnik kontroli gazu izolacyjnego, 14 – ramka przednia mocowana na zawiasach, 15 – panel operatorski ręcznego sterowania, 16 – przedział nn, 17 – czujnik gęstości gazu [6]

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

W rozdzielnicy jednoczłonowej wszystkie aparaty są zabudowane na stałe do konstrukcji rozdzielnicy. Utrudnia to konserwację i ewentualną naprawę oraz wydłuża czas przerwy bezprądowej w przypadku uszkodzenia któregoś z aparatów w polu rozdzielnicy. W polach jednoczłonowych wymagane jest stosowanie odłączników [3]. W rozdzielnicy dwuczłonowej część aparatów jest montowana na stałe do konstrukcji, a część (zazwyczaj łącznik główny) na członie wysuwnym w postaci np. wózka. Ułatwia to bieżące przeglądy i konserwację, a w skrajnym przypadku nawet szybką wymianę uszkodzonego łącznika na rezerwowy. Wiele konstrukcji rozdzielnic jednoprzedziałowych jest modernizowanych przez zastosowanie aparatów i stałych materiałów izolacyjnych oraz coraz nowocześniejszych i pewniejszych blokad przed nieprawidłowymi połączeniami. Wszystko to w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa wystąpienia zwarcia [3]. Znaczną poprawę niezawodności rozdzielnicy o izolacji powietrznej uzyskuje się przez wprowadzenie budowy wieloprzedziałowej. W rozdzielnicy takiej poszczególne urządzenia umieszczone są w oddzielnych przedziałach (szynowym, przyłączowym, łącznikowym, aparaturowym) (rys. 1.). Rozwiązanie takie ma na celu ograniczenie możliwości powstawania zwarcia i rozprzestrzeniania się niszczących jego skutków na całe pole, czy nawet rozdzielnicę, zawężając awarię zazwyczaj do jednego przedziału, w którym wystąpiło zwarcie. Rozdzielnica o budowie wieloprzedziałowej jest także bezpieczniejsza dla obsługi; wadą natomiast

Rys. 1. P rzykład rozdzielnicy wieloprzedziałowej [5]

jest większy koszt w stosunku do rozdzielnicy jednoprzedziałowej [1, 3]. W ostatnich latach coraz popularniejsze stają się rozdzielnice średniego napięcia z izolacją gazową SF6, w których szyny zbiorcze oraz niektóre łączniki umieszczone są w szczelnych zbiornikach z sześciofluorkiem siarki (rys. 2.). W rozdzielnicach tych stosuje się wyłączniki z SF6 lub próżniowe. Zastosowanie SF6 jako izolacji radykalnie zwiększa poziom bezpieczeństwa obsługi oraz niezawodność rozdzielnicy. Rozdzielnice z izolacją SF6 charakteryzują się bardzo długimi okresami serwisowymi pomiędzy przeglądami, sięgającymi nawet 10 lat oraz uproszczonymi wymaganiami dotyczącymi bezpośredniej obsługi rozdzielnicy m.in. dzięki zastosowaniu bardzo pewnych blokad mechanicznych uniemożliwiających wykonanie błędnych połączeń [3].

budowa pól Rozdzielnica SN może być podzielona na następujące przedziały [2, 4]:

nr 7-8/2016

i n s t a l a c j e e l e k t r o e n e r g e t y c z n e

przedział szyn zbiorczych

Przedział szyn zbiorczych izolowanych powietrzem jest usytuowany w górnej części pola i zazwyczaj przebiega wzdłuż całej rozdzielnicy. Pole pomiarowe lub sprzęgłowe usytuowane w części środkowej rozdzielnicy dzieli główny przedział szyn zbiorczych. Do otwarcia przedziału szynowego najczęściej niezbędne są narzędzia. przedział rozłącznika Trójpołożeniowy rozłącznik jest umieszczony pomiędzy przedziałem szyn zbiorczych i przedziałem kablowym. Jego osłona może być wykonana z żywicy epoksydowej i stali nierdzewnej, tworzących wypełnioną gazem SF6 obudowę, w której są umieszczone elektryczne części obwodu głównego rozłącznika. Dolna część osłony rozłącznika wykonana jest ze stali nierdzewnej, może stanowić metalową przegrodę między przedziałem szyn zbiorczych i przedziałem kablowym. Takie rozwiązanie czyni produkt bezpieczniejszym

poprzez skuteczność ochrony przed dotykiem bezpośrednim. przedział kablowy Około 75% objętości pola jest zarezerwowane dla przyłączy kabli zasilających/odpływowych, bezpieczników, uziemników lub przekładników. Stosuje się najczęściej wyłączniki z gazem SF6 lub próżniowe. Pola wyposażone w rozłączniki zawierają blokady, by wszystkie części będące wewnątrz pod napięciem były odłączone i uziemione przed otwarciem przedziału. Taki przedział jest oznakowany jako „dostępny przedział kontrolowany blokadą”. Pola niewyposażone w rozłączniki zawierają elementy umożliwiające blokowanie dostępu do wewnątrz przedziału poprzez założenie kłódki. Taki przedział jest oznakowany jako „przedział dostępny na podstawie procedury”. przedział napędu Przedział zawiera miejsce pod następujące wyposażenie: napęd rozłącznika i uziemnika, zespół blokady mechanicznej wraz ze wskaźnika-

mi stanu położenia, wyzwalacze otwierające, wskaźniki obecności napięcia oraz styki pomocnicze. Przedział niskiego napięcia W zależności od użytej aplikacji przedział występuje w dwóch wykonaniach: podstawowej lub powiększonej. Przedział można wyposażać w obwody wtórne, listwy zaciskowe i aparaturę zabezpieczeniową. otwory dekompresyjne Otwory dekompresyjne w tylnej ścianie pól otwierają się i kierują nadmiar gazów pod ciśnieniem poza rozdzielnicę. Opcjonalnie można doposażyć pola w kanały wydmuchowe i filtry. W ten sposób ryzyko poranienia personelu obsługi w przypadku wystąpienia ewentualnego łuku wewnętrznego jest zminimalizowane. W tylnej ścianie każdego pola występują dwa otwory dekompresyjne zamknięte klapami wydmuchowymi: –– górny otwór dekompresyjny przeznaczony jest dla przedziału szyn zbiorczych i rozłącznika.

–– dolny otwór dekompresyjny przeznaczony jest dla wyłącznika i przedziału kablowego. Inny przykład klap wydmuchowych może być umieszczony na górze rozdzielnicy powodując wydostawanie się gazów ponad głowami obsługi w kierunku sufitu. Z tego względu wskazane jest umieszczenie rozdzielnicy w pomieszczeniu o wysokości zalecanej przez producenta rozdzielnicy.

literatura 1. W. Dołęga, Stacje elektroenergetyczne, OWPWr, Wrocław 2007. 2. K. Kuczyński, Budowa rozdzielnic SN – wybrane zagadnienia, „elektro.info” 7–8/2011. 3. Materiał dydaktyczne, Politechnika Wrocławska. 4. Materiały firmy ABB. 5. Materiały firmy Elektrometal Energetyka. 6. Materiały firmy Schneider Electric. 7. Materiały firmy ZPUE Włoszczowa.

reklama

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

Eaton Electric Sp. z o.o. 80-299 Gdańsk, ul. Galaktyczna 30 tel. 58 554 79 00 faks 58 554 79 09 pl-gdansk@eaton.com www.moeller.pl

Dystrybutor

Eaton Industries (Netherlands) B.V.

Producent Oznaczenie katalogowe

Power Xpert FMX

XIRIA

XIRIA-E

stałopowietrzna

Parametry techniczne Rodzaj izolacji Napięcie znamionowe, w [kV]

12/17,5/24

Napięcie robocze, w [kV]

6/10/15/20

50/60

28/38/50

75/95/125

pojedynczy (pionowy)

pojedynczy (trójkąt)

2000

630

630/800/1250/1600/2000

200/500

200/630

16/20

40/50

IAC AFL 25 kA/1 s

IAC AFL 16 kA/1 s, 20 kA/1 s

Częstotliwość znamionowa, w [Hz] Wytrzymałość izolacji dla napięcia probierczego 50 Hz/1 min, w [kV] Wytrzymałość izolacji dla napięcia udarowego o kształcie 1,2/50 µs, w [kV] Układ szyn zbiorczych Prąd znamionowy szyn zbiorczych, w [A] Prąd znamionowy pola transformatorowego, w [A] Dopuszczalny prąd zwarciowy w czasie 1 s, w [kA] Dopuszczalny prąd zwarciowy szczytowy, w [kA] Odporność na łuk elektryczny, w [kA/s] Wbudowane przegrody/osłony pól Wbudowane interfejsy komunikacyjne Stopień ochrony przez obudowę (kod IP) Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm] Masa całkowita/pojedynczego pola rozdzielnicy, w [kg] Temperatura pracy (otoczenia), w [°C]

według wymagań klienta

IP4X

IP31D

IP3X

od 2100×500×1440 do 2100×1000×1440

od 1305×760×600 do 1305×1810×600 (zestaw kompaktowy)

od 1325×500×600 do 1725×850×750 (pole)

od 625 do 1550

od 350 do 660 (zestaw kompaktowy)

od 145 do 450 (pole)

od –5 do 40

od –25 do 40

bezpieczna, niezawodna, trwała i ekologiczna (nie zawiera gazu SF6), wyposażona w wyłączniki próżniowe z napędem elektromagnetycznym

bezpieczna, niezawodna, trwała i ekologiczna (nie zawiera gazu SF6), wyposażona w rozłączniki i wyłączniki próżniowe

certyfikat KEMA, IPH

certyfikat KEMA, IPH, Instytutu Energetyki

Informacje dodatkowe Uwagi techniczne Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry ELEKTROBUDOWA SA

ELEKTROBUDOWA

Dystrybutor

ELEKTROBUDOWA SA 40-246 Katowice, ul. Porcelanowa 12 Oddział Produkcji: 62-510 Konin, ul. Przemysłowa 156 Tel. 63 24 66 200; faks 63 242 72 92 produkcja@elbudowa.com.pl Biura Marketingu: Region Północny, 62-510 Konin, ul. Przemysłowa 156, tel. 63 24 356, faks 63 242 71 62 Region Południowy, 40-246 Katowice, ul. Porcelanowa 12, tel. 32 25 90 307, faks 32 25 90 340 Region Zachodni, 53-09 Wrocław, ul. Ołtaszyńska 92c/3, tel. 71 390 61 54, faks 71 360 89 34

Producent

ELEKTROBUDOWA SA Oddział Produkcji

Oznaczenie katalogowe

dwusystemowe

rozdzielnice serii D

OPTIMA-24

powietrzna

SF6

12 – 36

12 – 40,5

Parametry techniczne Rodzaj izolacji Napięcie znamionowe, w [kV] Napięcie robocze, w [kV] Częstotliwość znamionowa, w [Hz] Wytrzymałość izolacji dla napięcia probierczego 50 Hz/1 min, w [kV] Wytrzymałość izolacji dla napięcia udarowego o kształcie 1,2/50 µs, w [kV]

–

10/15/20

50 – 60

28 – 70

28 – 95

75 – 170

75 – 190

125

Układ szyn zbiorczych

podwójny

pojedynczy

Prąd znamionowy szyn zbiorczych, w [A]

do 4000

1250 – 5000

do 2500

–

do 2500

do 72 (3 s)

25 – 63 (3 s)

do 180

63 –125

Odporność na łuk elektryczny, w [kA/s]

IAC AFLR 72 kA/1s

IAC AFLR 40kA/1s (50kA/0,5s)

Wbudowane przegrody/osłony pól

przegrody metalowe

według wymagań klienta

w zależności od zastosowanego sterownika (zabezpieczenia)

Prąd znamionowy pola transformatorowego, w [A] Dopuszczalny prąd zwarciowy w czasie 1 s, w [kA] Dopuszczalny prąd zwarciowy szczytowy, w [kA]

Wbudowane interfejsy komunikacyjne Stopień ochrony przez obudowę (kod IP) Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm]

IP4X/IP41

IP4X/IP41/IP54

IP4X

od 2700×650×1750 do 3200×1200×1940

od 2150×600×1300 do 2300×950×2980

od 2000×600×1300 do 2000×900×1300

od 900 do 3500

od 600 do 2100

od 460 do 800

od – 5 do 40

Masa całkowita/pojedynczego pola rozdzielnicy, w [kg] Temperatura pracy (otoczenia), w [°C] Informacje dodatkowe

wyłączniki: VD4, HD4, EVOLIS, HVX, SION, wyłączniki: VD4, HD4, BB/TEL, SION; SHELL, BB/TEL; rozłączniki: NAL, NALF; rozdzielnica przedziałowa LSC2B, wyłącznik odłącznik: OWII; uziemniki: UWE, UM; uziemniki: UWE, UM; przekładniki: IMZ, IBZ, próżniowy, odłącznik 3-pozycyjny przekładniki: IMZ, IBZ, ACI, GIS, UMZ, UCIF ACI, GIS, UMZ, UCIF; styczniki: V7, V12; zabezpieczenia: różni producenci

Uwagi techniczne

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości

certyfikaty Instytutu Elektrotechniki i Instytutu Energetyki 0615/NBR/2009, 0614/NBR/2009, 0625/NBR/2009, 0843/NBR/2010, 0943/NBR/2011, 006/1012

certyfikaty Instytutu Elektrotechniki i Instytutu Energetyki 0640/NBR/2009, 0656/NBR/2009, 0663/NBR/2009, 0700/NBR/2009, 0800/NBR/2010, DN/012/2013, DN/013/2013, DN/086/2013

PN-EN 62271-1, PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-102, certyfikat Instytutu Elektrotechniki

24 (do uzgodnienia)

Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

Elektromontaż Poznań SA Zakład Produkcji Urządzeń Elektroenergetycznych 60-166 Poznań, ul. Wieruszowska 12/16 tel. 608 921 129, faks 61 865 58 08 zpue@elektromontaz.com www.elektromontaz.com www.rozdzielnice.com ZPUE Elektromontaż Poznań SA seria rozdzielnic dwusystemowych SN typu BRDA

system rozdzielnic przedziałowych SN typu ODRA

system rozdzielnic dołowych SN typu RAWA

system rozdzielnic bezprzedziałowych SN typu NAREW

powietrzna

do 17,5

do 36 (40,5)

do 17,5

do 15

do 30 (35)

do 10

do 15

do 38/45

do 70/95

28/32

do 38/45

do 95/110

do 170/190

75/85

do 95/110

podwójny

pojedynczy

do 4000

do 3150

do 1600

do 1250

do 4000

do 2500

do 1600

do 1250

do 72

do 40

do 31,5

do 25

do 180

do 100

do 80

do 63

do 72

do 40

do 25

metalowe

wg projektu

IP41

IP41/IP4X

IP54

IP4X

od 2750×600×1725 do 3500×1200×2350

od 2150×600×1250 do 2550×1500×1950

od 1750×600×1300 do 1850×750×1400

od 2000×600×1000 do 2075×750×1085

od 950 do 3500

od 550 do 1600

od 350 do 900

od –5 do 40

od –10 do 40

od –5 do 40

przeznaczona do pracy w obiektach wymagających dużej niezawodności zasilania oraz elastyczności przełączania między różnymi źródłami zasilania

przeznaczona do pracy w obiektach energetyki zawodowej i przemysłowej jako rozdzielnica główna, oddziałowa itp.

posiada dopuszczenie WUG do stosowania w podziemnych zakładach górniczych, może pracować jako rozdzielnica główna oraz jako rozdzielnica oddziałowa

przeznaczona do pracy w obiektach energetyki zawodowej i przemysłowej, jako rozdzielnica oddziałowa

certyfikaty Instytutu Elektrotechniki w Warszawie, certyfikat Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG w Katowicach

dopuszczenie Wyższego Urzędu Górniczego w Katowicach, certyfikat Instytutu Elektrotechniki w Warszawie

certyfikaty Instytutu Elektrotechniki w Warszawie

wg uzgodnień

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

„ELEKTRO-SPARK” Sp. z o.o. 20-468 Lublin, ul. Energetyków 15 tel. 81 710 11 28 faks 81 441 76 80 stacje@elektrospark.pl www.elektrospark.pl

Dystrybutor

Producent

P.W. ELEKTROLAND w Lublinie

Oznaczenie katalogowe

SYStem-6

RSNL

RSNb

powietrzna

17,5

10,5/15,75/20,5

15,75

15,75/20,5

28/38/50

75/95/125

125

Układ szyn zbiorczych

pojedynczy

Prąd znamionowy szyn zbiorczych, w [A]

630 – 800

630

63/630

80/630

16 – 20

40 – 50

Prąd znamionowy pola transformatorowego, w [A] Dopuszczalny prąd zwarciowy w czasie 1 s, w [kA] Dopuszczalny prąd zwarciowy szczytowy, w [kA] Odporność na łuk elektryczny, w [kA/s]

Wbudowane przegrody/osłony pól

tak/tak

Wbudowane interfejsy komunikacyjne

opcja

Stopień ochrony przez obudowę (kod IP)

IP3X

IP2X

IP4X

Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm]

od 1600×375×900 do 1600×750×1000

od 1950×600×750 do 1950×1000×750

od 1975×650×1000 do 1975×1050×1000

Masa całkowita/pojedynczego pola rozdzielnicy, w [kg]

od 140 do 350 (pole)

od 220 do 350 (pole)

od 5 do 40

od 5 do 35

Uwagi techniczne

obudowa kompaktowa, odporna na działanie łuku elektrycznego, wyposażona w rozłączniki w izolacji SF6, pola liniowe i transformatorowe wyposażone w rozłączniki typu IM6, pola wyłącznikowe w wyłączniki HD4 lub VD4, w polach pomiarowych stosowane są przekładniki prądowe TPU i (lub) napięciowe UMZ

konstrukcja metalowa, łukoochronna przystosowana do pracy w pomieszczeniu w ustawieniu przyściennym, pola liniowe wyposażone w rozłączniki KLS z uziemnikami, transformatorowe wyposażone w rozłączniki KLFS z podstawą bezpiecznikową, rozłączniki o budowie w wykonaniu „tylnym”

konstrukcja z blachy ocynkowanej, drzwi malowane proszkowo, pola liniowe wyposażone w rozłączniki NAL z uziemnikami, pola transformatorowe wyposażone w rozłączniki NALF z podstawami bezpiecznikowymi, ustawienie rozłączników w wykonaniu „bocznym” – RSNb

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości

PN-EN 62271-1:2009, PN-EN 62271-1:2009+A1:2011, certyfikat Instytutu Energetyki w Warszawie nr DN/101/2015

PN-EN 62271-200:2007, atest nr 787 Instytutu Energetyki w Warszawie

PN-EN 62271-200:2012, PN-EN 62271-1:2009+A1:2011, certyfikat nr 074/2015 Instytutu Energetyki w Warszawie

–

Temperatura pracy (otoczenia), w [°C] Informacje dodatkowe

Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

JM-TRONIC Sp. z o.o. 04-691 Warszawa, ul. Wapienna 43/45 tel. 22 516 66 66, faks 22 516 66 02 marketing@jmtronik.pl, www.jmtronik.pl JM-TRONIC Sp. z o.o. MultiCell

MultiCell 2S

MultiCell-G

MultiCell 2S-G

powietrzna

7,2 – 36

7,2 – 24

6,3 – 30

6,3 – 20

6,3 – 10

do 10

20 – 70

23–50

28/32

75 – 170

60 – 125

75/85

pojedynczy

podwójny

pojedynczy

podwójny

630 – 5000

630 – 3150

630 – 1600

630–1600

630 – 5000

630 – 3150

630 – 1600

630–1600

16 – 50

25 – 31,5

31,5

40 – 125

63 – 80

16 – 50

25 – 31,5

31,5

wg wymagań klienta

IP4X, IP41, IP54

IP41

IP54

od 2200×400×1250 do 2450×1400×1500

od 2705×600×1796 do 3200×800×2400

od 2200×600×1250 do 2200×800×1250

od 2600×650×1725 do 2985×1100×1725

od 300 do 850

od 500 do 1000

od 300 do 650

od 500 do 1600

od –5 do 40

nowoczesna, jednosystemowa rozdzielnica średniego napięcia, przystosowana do pracy w energetyce zawodowej i przemysłowej

nowoczesna, dwusystemowa rozdzielnica średniego napięcia, przystosowana do pracy w energetyce zawodowej i przemysłowej

nowoczesna jednosystemowa rozdzielnica średniego napięcia, przystosowana do pracy w szczególnie trudnych warunkach środowiskowych, gdzie występuje silne zapylenie bądź znaczna wilgotność

nowoczesna dwusystemowa rozdzielnica średniego napięcia, przystosowana do pracy w szczególnie trudnych warunkach środowiskowych, gdzie występuje silne zapylenie bądź znaczna wilgotność

PN-EN 62271-1, PN-EN 62271-100, PN-EN 62271-200

PN-EN 62271-1, PN-EN 62271-100, PN-EN 62271-200, posiada dopuszczenie WUG

24 (do uzgodnienia)

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

Dystrybutor

Elektrometal Energetyka SA 02-830 Warszawa, ul. Mazura 18A tel. 22 350 75 50, faks 22 350 75 51 biuro@elektrometal-energetyka.pl www.elektrometal-energetyka.pl

HULANICKI BEDNAREK Sp. z o.o. 22-100 Chełm, ul. Wyszyńskiego 2B tel. 82 564 07 11 faks 82 545 24 83 haber@haberenergia.pl www.hulanicki-bednarek.com.pl

Producent

Elektrometal Energetyka SA

HULANICKI BEDNAREK Sp. z o.o.

Oznaczenie katalogowe

e²ALPHA

HAbeR sm6

HABeR-12 kV, HABeR-17,5 kV, HABeR-24 kV

powietrzna

powietrzna, łączniki w izolacji SF6

powietrzna

Parametry techniczne Rodzaj izolacji Napięcie znamionowe, w [kV]

12/17,5/24

do 36

12/17,5/24

6,3/10/15/20

12/17,5/24

Częstotliwość znamionowa, w [Hz]

50/60

Wytrzymałość izolacji dla napięcia probierczego 50 Hz/1 min, w [kV]

28/38/50

32/45/60

28/32 (3,6/7,2/12 kV), 36/45 (17,5 kV), 50/60 (24 kV)

Wytrzymałość izolacji dla napięcia udarowego o kształcie 1,2/50 µs, w [kV]

75/95/125

75/95/125 (do ziemi, między biegunami) 85/110/145 (przerwa izolacyjna)

75 (3,6/7,2/12 kV), 95 (17,5 kV), 125 (24 kV)

pojedynczy (trójkąt)

pojedynczy

do 2000

630/800

630–4000 (3,6/7,2/12 kV), 630–3150 (17,5 kV), 630–2500 (24 kV)

w zależności od zastosowanych aparatów

400/630/800

630–4000 (3,6/7,2/12 kV), 630–3150 (17,5 kV), 630–2500 (24 kV)

do 31,5 (3 s)

16–20

31,5/40/50/63 (3,6/7,2/12/17,5 kV), 25/31,5 (24 kV)

do 80

40–50

2,5×Ik (50 Hz), 2,6×Ik (60 Hz)

do 31,5 (1 s)

31,5/40/50 (3,6/7,2/12/17,5 kV), 25/31,5 (24 kV)

4 wygrodzone przedziały

tak/opcja

tak/tak

Ethernet, RS-485, Profibus, CANbus, Opto

RS-232, Modbus

RS-232, Modbus, inne

IP4X/IP54

IP3X

IP54/IP5X/IP4X/IP3X

od 2100×400×1250 do 2300×950×1440

od 1900×375×900 do 2900×750×1000

od 2065×650×1660 do 2220×1000×1885

Masa całkowita/pojedynczego pola rozdzielnicy, w [kg]

od 400 do 950

od 100 do 480

od 800 do 1200

Temperatura pracy (otoczenia), w [°C]

od –10 do 40

od –5 do 40

uchylne górne koryto na obwody okrężne, powiększony przedział nn, zintegrowany, modułowy system blokad, wysokie przyłącze kablowe SN, szeroki kanał na obwody okrężne, łatwa adaptacja do wymagań klienta

obudowa kompaktowa, odporna na działanie łuku elektrycznego, opcja – styki pomocnicze

montaż do 1000 m n.p.m., wysoka wytrzymałość sejsmiczna, wilgotność względna do 95%, ciśnienie pary wodnej średnio 2,2 kPa; klasa odporności na łuk wewnętrzny AFL lub AFLR, wysuwna obsługa wyposażenia, badania typu TTA w IEL (Warszawa)

PN-EN 62271-1:2009, PN-EN 62271-1:2009/A1:2011, PN-EN 62271-200:2012, certyfikat Instytutu Energetyki, WUG GE-16/15

ISO 9001 – ISO 14000, (IEC) CEI EN 62271-200, (IEC) CEI EN 62271-102, CEI EN 62271-103, CEI 0-16

IEC 62271-1:2007+A1:2011, IEC 62271-200:2012, IEC 62262:2002, IEC 60529:2001

24 (do uzgodnienia)

24 (opcja 60)

Napięcie robocze, w [kV]

Układ szyn zbiorczych Prąd znamionowy szyn zbiorczych, w [A] Prąd znamionowy pola transformatorowego, w [A] Dopuszczalny prąd zwarciowy w czasie 1 s, w [kA] Dopuszczalny prąd zwarciowy szczytowy, w [kA] Odporność na łuk elektryczny, w [kA/s] Wbudowane przegrody/osłony pól Wbudowane interfejsy komunikacyjne Stopień ochrony przez obudowę (kod IP) Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm]

Informacje dodatkowe

Uwagi techniczne

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry Schneider Electric Polska Sp. z o.o. 02-673 Warszawa, ul. Konstruktorska 12 tel. 801 171 500 lub 22 511 84 64 poland.helpdesk@schneider-electric.com www.schneider-electric.com/pl Schneider Electric RM6

FBX

Flusarc 36

SM6

SF6

powietrzna/aparaty SF6

do 24

do 36

do 24

6,3/10/15/20

3-36

6,3/10/15/20

50 – 60

do 70

125

do 170

125

pojedynczy

400/630

630/1250

630 – 1250

400/630/1250

200

630

200

12,5/16/20/25

16/20/25

12,5/16/20/25

62,5

62,5 (do 12 kV) 50 (do 24 kV)

16/20 AFL

12,5 A-FL,16/20 A-FLR

tak

IP67 (zbiornik SF6) IP3X (panel, przedziały nn)

IP67 (zbiornik SF6) IP2X/IP33 (panel, przedziały nn)

IP67 (obwody główne) IP2XC/IP3X (osłony zewnętrzne i przedziały)

IP3X (rozdzielnica), IP2X (między przedziałami)

1140×1186×710 (zestaw 3-polowy) 1140×1619×710 (zestaw 4-polowy)

1381×1005×752 (zestaw 3-polowy) 1381×1325×752 (zestaw 4-polowy)

wersja modułowa 2000×(504 – 584)×1087 wersja kompaktowa od 1720×1200×710 (zestaw 3-polowy) od 1720×1550×710 (zestaw 4-polowy)

od 1600×350×940 do 2200×750×1250

ok. 250 (zestaw 3-polowy) ok. 340 (zestaw 4-polowy

ok. 330 (zestaw 3-polowy) ok. 450 (zestaw 4-polowy)

od 120 do 270

od 120 do 400 (pole)

od –25 do 40

od –5 do 40 (opcja od –25 do 40)

od –25 do 40

od –5 do 40

elektroniczne przekaźniki zabezpieczające typu VIP40, VIP45 oraz VIP400 z autonomicznym zasilaniem

rozdzielnica może być wyposażona w rozłączniki, rozłączniki z bezpiecznikami, wyłączniki próżniowe, przekaźniki zabezpieczeniowe typu DPX-1, SEG WIC-1 oraz MICOM (autonomiczne)

PN-EN 62271-200, certyfikat Instytutu Elektrotechniki, dopuszczenie WUG

PN-EN 62271-200, certyfikat Instytutu Elektrotechniki

PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-103, PN-EN 62271-100, PN-EN 62271-102, certyfikat Instytutu Elektrotechniki

PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-100, PN-EN 62271-103, certyfikat Instytutu Elektrotechniki

nr 7-8/2016

rozdzielnica może być wyposażona rozdzielnica o konstrukcji kompaktowej w rozłączniki, rozłączniki z bezpiecznikami, lub modułowej może być wyposażona wyłączniki w SF6, próżniowe, styczniki w SF6 wyłączniki próżniowe, rozłączniki, odłączniki, przekaźniki zabezpieczeniowe autonomiczne uziemniki, przekładniki prądowe i napięciowe, typu VIP lub klasyczne SEPAM zabezpieczenia VIP lub SEPAM 10, 20, 40, 80 lub MICOM

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

Schneider Electric Polska Sp. z o.o. 02-673 Warszawa ul. Konstruktorska 12 tel. 801 171 500 lub 22 511 84 64 poland.helpdesk@schneider-electric.com www.schneider-electric.com/pl

Dystrybutor

Producent

Schneider Electric

Oznaczenie katalogowe

PREMSET

GMA

GHA

Parametry techniczne Rodzaj izolacji

2SIS (ekranowana izolacja stała)

powietrzna/aparaty SF6

SF6

Napięcie znamionowe, w [kV]

do 17,5

12/17,5/24

do 40,5

Napięcie robocze, w [kV]

3–17,5

6,3/10/15/20

3–40,5

Częstotliwość znamionowa, w [Hz]

50–60

do 42

do 85

do 95

125

do 185

Układ szyn zbiorczych

pojedynczy

pojedynczy, podwójny

Prąd znamionowy szyn zbiorczych, w [A]

630 –1250

630 – 2500

1250 – 2500

100 – 630

800

630 – 2500

20/25

16/20/25/31,5

16/20/25/31,5/40 (do 36 kV)

80 (do 24 kV)

100 (do 36 kV)

21/25 A–FLR

31,5 A–FLR

40 A–FLR

tak (Modbus)

tak

IP67 (obwody główne), IP2X/IP3X (osłony zewnętrzne i przedziały)

IP65 (obwody główne), IP2X/IP3X/IP5X (osłony zewnętrzne i przedziały)

IP65 (obwody główne), IP2X/IP3X (osłony zewnętrzne i przedziały)

od 1350×375×910 do 1995×750×1135

od 2200×450×875 do 2200×1000×1300

od 2380×600×1330 do 2780×1000×1990

Masa całkowita/pojedynczego pola rozdzielnicy, w [kg]

od 175 do 620

od 180 do 500

od 400 do 1600

Temperatura pracy (otoczenia), w [°C]

od –25 do 40

od –5 do 40

rozdzielnica może być wyposażona w wyłączniki próżniowe, rozłączniki, przekładniki prądowe i napięciowe, zabezpieczenia VIP, SEPAM, MICOM

rozdzielnica może być wyposażona w wyłącznik próżniowy, odłącznik, rozłącznik, rozłącznik z bezpiecznikiem, uziemnik, przekładniki prądowe i napięciowe, zabezpieczenia MICOM, system GemControl

rozdzielnica może być wyposażona w wyłączniki próżniowe, odłączniki, uziemniki, przekładniki prądowe i napięciowe, zabezpieczenia MICOM

PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-103, PN-EN 62271-100, PN-EN 62271-102, certyfikat Instytutu Elektrotechniki

PN-EN 62271-200, PN-EN 60265-1, PN-EN 62271-100, PN-EN 62271-102, PN-EN 62271-105, certyfikat Instytutu Elektrotechniki

PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-103, PN-EN 62271-100, PN-EN 62271-102, certyfikat Instytutu Elektrotechniki

Wytrzymałość izolacji dla napięcia probierczego 50 Hz/1 min, w [kV] Wytrzymałość izolacji dla napięcia udarowego o kształcie 1,2/50 µs, w [kV]

Prąd znamionowy pola transformatorowego, w [A] Dopuszczalny prąd zwarciowy w czasie 1 s, w [kA] Dopuszczalny prąd zwarciowy szczytowy, w [kA] Odporność na łuk elektryczny, w [kA/s] Wbudowane przegrody/osłony pól Wbudowane interfejsy komunikacyjne Stopień ochrony przez obudowę (kod IP) Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm]

Informacje dodatkowe

Uwagi techniczne

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

Siemens Sp. z o.o. 03-821 Warszawa ul. Żupnicza 11 tel. 22 870 90 00 faks 22 870 90 09 siemens.pl@siemens.com, www.siemens.pl SIEMENS 8DJH

SIMOSEC World

NXPLUS C

8DA/B

SF6

powietrzna

SF6

do 24

do 40,5

3,3/6/10/15/20

3,3/6/10/15/20/30

50 – 60

16,7/50/60

28 – 85

125

75 – 185

pojedynczy

pojedynczy, podwójny

630

630/1250

2500

1250 – 5000

200 (pole z rozłącznikiem i bezpiecznikiem)

2500

31,5

IAC A FLR 40 (1 s)

w zależności od zastosowanego sterownika polowego (zabezpieczenia)

IP3X

IP3X/IP4X (przedz. nn i osłony zewn.) IP6X (tory główne)

IP3XD/IP65

od 1200×310×775 do 2600×840×890

od 1750×375×1230 do 2300×875×1230

od 2250×600×1225 do 2250×900×1225

od 2300×600×1625 do 2700×600×2665

od 120 do 470 (pole)

od 200 do 500 (pole)

od 800 do 1600 (pole)

od 500 do 1200 (pole)

od –40 do 70

od –5 do 55

rozdzielnica przedziałowa LSC2B/LSC2A, wyłączniki próżniowe 3AH typu 1 i 2, rozłączniko-uziemnik 3-pozycyjny

rozdzielnica przedziałowa, LSC2B/LSC2A, rozdzielnica przedziałowa LSC2B/LSC2A, wyłączniki próżniowe typu CB-f AR, CB-f NAR wyłącznik 3AH5, rozłączniko-uziemnik i 3AE, rozłączniko-uziemnik 3-pozycyjny 3-pozycyjny, odłączniko-uziemnik 3-pozycyjny

rozdzielnica przedziałowa, LSC2, PM, z próbami typu, wyłączniki próżniowe, zastosowanie w elektroenergetyce i systemach trakcyjnych

IEC 62271-200

IEC 62271-1, IEC 62271-200, IEC 62271-4, IEC 60071, IEC 60529, IEC 60298, IEC 60376, IEC 60480, ISO 9001, ISO 14001, BS OHSAS 18001

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

Dystrybutor

Siemens Sp. z o.o. 03-821 Warszawa, ul. Żupnicza 11 tel. 22 870 90 00, faks 22 870 90 09 siemens.pl@siemens.com www.siemens.pl

SAKS-POL Sp. Jawna 05-250 Słupno k. Radzymina, ul. Ceglana 11 tel. 22 799 35 48, faks 22 499 72 05 sakspol@sakspol.pl www.sakspol.pl

Producent

SIEMENS

SAKS-POL Spółka Jawna

NXAIR

RSP-24

powietrzna

do 24

6/10/15/20

6,3/10/15/20

50–60

125 – 130

125/145

Oznaczenie katalogowe

pojedynczy, podwójny

pojedynczy

1250–2500 (do 24 kV) lub 4000 (do 17,5 kV)

630

2500 (do 24 kV) lub 4000 (do 17,5 kV)

IAC A FLR 25 kA (1 s) do 24 kV lub 50 kA (1 s) do 17,5 kV

IAC AFLR 16 kA (1 s)

opcja/opcja

w zależności od zastosowanego sterownika polowego (zabezpieczenia)

nie

IP4X (opcja IP50/IP51)

IP4X

Wymiary zewnętrzne (wys.×szer.×gł.), w [mm]

od 2300×435×1350 do 2770×1000×1650

od 1950×750×900

Masa całkowita/pojedynczego pola rozdzielnicy, w [kg]

od 720 do 1370 (pole)

od 160 (pole)

od –25 do 55

od –5 do 40

rozdzielnica przedziałowa, LSC2B, PM, z próbami typu, wyłączniki próżniowe wysuwne typu 3AE (SION), styczniki wysuwne typu 3TL6, 3TL8 z bezpiecznikami HV HRC

nowoczesna rozdzielnica średniego napięcia przystosowana do pracy w energetyce zawodowej i przemyśle

IEC 62271-1, IEC 62271-200, IEC 60529, IEC 60071, IEC 61936-1, ISO 9001, ISO 14001, BS OHSAS 18001

PN-EN 62271, certyfikat Instytutu Energetyki nr 068/2015, ISO

Prąd znamionowy szyn zbiorczych, w [A] Prąd znamionowy pola transformatorowego, w [A] Dopuszczalny prąd zwarciowy w czasie 1 s, w [kA] Dopuszczalny prąd zwarciowy szczytowy, w [kA] Odporność na łuk elektryczny, w [kA/s] Wbudowane przegrody/osłony pól Wbudowane interfejsy komunikacyjne Stopień ochrony przez obudowę (kod IP)

Temperatura pracy (otoczenia), w [°C] Informacje dodatkowe

Uwagi techniczne

Normy, certyfikaty, standardy, znaki jakości Gwarancja, w [miesiącach]

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametrys

ZPUE SA 29-100 Włoszczowa, ul. Jędrzejowska 79c tel. 41 388 10 00 faks 41 388 10 01 office@zpue.pl, www.zpue.pl ZPUE SA Rotoblok 24

Rotoblok SF

Rotoblok VCB

TPM (RMU)

powietrzna

powietrzna/SF6

powietrzna/próżnia

SF6 /próżnia

50/60

125/145

pojedynczy/poziomy

pojedynczy

630/1250

400/630

630/1250

630

125

630/1250

125

16/20

25 (3 s)

40/50

16 (1 s)

22 (1 s)

w części przyłączeniowej

opcja

brak

IP4X

IP4X (przedział napędów i przyłącza) IP67 (przedział aparatów)

IP4X

IP4X(IP54) (przedział napędów i przyłącza) IP67 (przedział aparatów)

1950×700×1150

od 1950×375×950 do 1950×500×950

1950×500×950

1275×1060×740 (TPM-W ukł. TLL), 1275×1235×740 (TPM-W ukł. WLL), 1400×620×740 (TPM-C ukł. LTL)

206 (RL1), 215 (RT1)

175 (SL1), 190 (SL2), 210 (ST2)

215

390 (TPM–W ukł. TLL) 400 (TPM–W ukł. WLL), 360 (TPM–C ukł. LTL)

od –15 do 40

od –15 do 40 (opcja od –25 do 40)

własnej produkcji rozłączniki i odłączniki typu GTR w izolacji powietrznej, budowa modułowa, łatwa rozbudowa, konfiguracja zestawów zgodnie z wymaganiami klienta

własnej produkcji rozłączniki i odłączniki typu GTR SF w izolacji gazu SF6, budowa modułowa, łatwa rozbudowa, konfiguracja zestawów zgodnie z wymaganiami klienta

łącznik typu TGI realizujący funkcję wyłącznika, odłącznika oraz uziemnika w jednym aparacie, budowa modułowa, łatwa rozbudowa, konfiguracja zestawów zgodnie z wymaganiami klienta

aparaty łączeniowe zamknięte w szczelnym zbiorniku wypełnionym gazem SF6, pola wyłącznikowe wyposażone w zabezpieczenia autonomiczne, możliwość rozbudowy oraz konfiguracji zestawów zgodnie z wymaganiami klienta

certyfikat IEL, PN-EN 62271-1, PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-105

certyfikat IEL, PN-EN 62271-1, PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-100

certyfikat IEL, WUG, PN-EN 62271-1, PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-105, PN-EN 62271-100

12/18

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

zestawienie zestawienie rozdzielnic SN – podstawowe parametry

ZPUE SA 29-100 Włoszczowa, ul. Jędrzejowska 79c tel. 41 388 10 00 faks 41 388 10 01 office@zpue.pl, www.zpue.pl

Dystrybutor

Producent Oznaczenie katalogowe

ZPUE SA

RELF-12/17,5/24

RELF ex-12/17,5

RELF 36

powietrzna

Parametry techniczne Rodzaj izolacji Napięcie znamionowe, w [kV]

12/17,5/24

12/17,5

do 36

Napięcie robocze, w [kV]

do 10/15/20

do 10/15

do 35

28/38/50

28/38

75/95/125

75/95

190

pojedynczy/poziomy (trójkąt)

pojedynczy

do 4000/2500/2500

do 2500/2500

do 1600

do 4000/2500/2500

630–1600

do 1600

40 (3 s)/31,5 (3 s)/25 (3 s)

31,5 (3 s)

25 (3 s)/31,5 (1 s)

100/80/80

63/80

40/31,5/31,5 (1 s)

31,5 (1 s)

25 (1 s)

w pełni przedziałowa

według wymagań klienta

IP4X/IP3X

IP4X

od 2150×650×1575 do 2250×1000×1725

od 2250×650×1376 do 2250×1000×1338

2550×1300×2035

od 670 do 1500

od 660 do 1200

od 1300 do 1750

od –5 do 40

wyposażenie zgodnie z wymaganiami klienta, wykonanie przyścienne lub wolno stojące

wyposażenie zgodnie z wymaganiami klienta, wersja dwuczłonowa, wykonanie z dostępem od przodu szafy

atesty i certyfikaty Instytutu Elektrotechniki, PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-1

certyfikat Instytutu Elektrotechniki, PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-1

certyfikaty Instytutu Elektrotechniki PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-1

do 36

Dane zamieszczone w zestawieniu zostały nadesłane i zautoryzowane przez firmy

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

reklama

ZPUE SA 29-100 Włoszczowa, ul. Jędrzejowska 79c tel. 41 388 10 00 faks 41 388 10 01 office@zpue.pl, www.zpue.pl ZPUE SA

ZPUE SA

RXD-12/17,5/24

RXD 36

powietrzna

12/17,5/24

6/10/15/20

do 35*

28/38/50

75/95/125

190

pojedynczy

1600/1250/1250

do 1250

630 – 1250

630

25/25 (3 s)/20

63/63/50

25/25/20 (1 s)

20 (1 s)

bezprzedziałowa lub z wydzielonym przedziałem szyn zbiorczych, wsuwana płyta izolacyjna

bezprzedziałowa

według wymagań klienta

IP4X

od 2250×600×1188 do 2250×1100×1338

2600×1600×1888

od 340 do 890

od 900 do 2070

od –5 do 40

wyposażenie zgodnie z wymaganiami klienta, wersja jedno- lub dwuczłonowa, wykonanie z dostępem od przodu szafy

wyposażenie zgodnie z wymaganiami klienta, wersja dwuczłonowa, wykonanie z dostępem od przodu szafy

certyfikaty Instytutu Elektrotechniki, PN-EN 62271-200, PN-EN 62271-1

do 36

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

pj ar ko oj eś k ć te n e r g i i e l e k t r y c z n e j

uproszczony projekt zasilania i sterowania nagrzewnicą kanałową mgr inż. Julian Wiatr

praktyce projektowej niejednokrotnie zachodzi potrzeba opracowania automatyki układów grzewczo-wentylacyjnych, które stanowią element systemu wentylacji będącej przedmiotem opracowania branży sanitarnej. W takim przypadku projektant elektryk jest obowiązany do zapoznania się z projektem sanitarnym i uzyskania informacji w zakresie konfiguracji projektowanych elementów nagrzewnicy i wentylatorów wchodzących w skład nagrzewnicy. Nie zawsze jest to kompletna centrala nawiewno-wywiewna, przy której problem zasilania jest stosunkowo prosty. W tym numerze prezentujemy projekt automatyki i zasilania nagrzewnicy stanowiącej element systemu wentylacji hali produkcyjnej.

podstawa opracowania 1. Zlecenie inwestora. 2. Projekt instalacji sanitarnych projektowanej hali produkcyjnej. 3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity DzU z 2015 r., poz. 1422). 4. Wieloarkuszowa norma PN-IEC 60364 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. 5. Norma PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Instalacje dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym. 6. Wizja lokalna w obiekcie i uzgodnienia z użytkownikiem oraz uzgodnienia międzybranżowe. 7. Uzgodnienia z rzeczoznawcą ds. bhp oraz rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń ppoż.

opis techniczny i obliczenia Rozdzielnicę nagrzewnicy (RN) wraz z regulatorem obrotów oraz termostatem należy zainstalować na ścianie hali, na wysokości 1,2 m nad posadzką. Z RN należy wyprowadzić zasilanie wentylatora kanałowego instalowanego wspólnie z nagrzewnicą oraz wentylatora nawiewnego. Schemat ideowy RN przedstawia rysunek 1. Natomiast rysunek 2. przedstawia schemat montażowy rozdzielnicy RN. Zasilanie rozdzielnicy nagrzewnicy (RN) należy wyprowadzić z rozdzielnicy głównej hali (RGH) przewodem YDYżo 5×10. Zabezpieczenie przewodu zainstalowane w RGH: DO2gG50. Parametry obwodu zwarciowego, odczytane z projektu instalacji elektrycznych hali w miejscu przyłączenia przewodu zasilanego RN, wynoszą: R = 0,15 Ω; X = 0,1 Ω.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Moce silników i nagrzewnicy oraz pozostałe parametry tych elementów występujące w obliczeniach przyjęto z DTR producenta.

obliczenia Dobór zabezpieczeń nagrzewnicy oraz wentylatorów: Png

18000 ≈ 27, 38 A 3 ⋅ Un ⋅ cos ϕ z 3 ⋅ 400 ⋅ 0, 95 I n = 32 A PS 540 ≈ 1, 22 A; I n = 2 A = = 3 ⋅ Un ⋅ cos ϕ ⋅ η 3 ⋅ 400 ⋅ 0, 8 ⋅ 0, 8 k r ⋅ I Bswn = 4 ⋅ 1, 22 = 4, 88 A < I n ⋅ k 4 = 2 ⋅ 5 = 10 I Bng =

I Bswn

I Bswk =

PS = 3 ⋅ Un ⋅ cos ϕ ⋅ η

250 ≈ 0, 57 A 3 ⋅ 400 ⋅ 0, 8 ⋅ 0, 8

In = 2A k r ⋅ I Bswk = 4 ⋅ 0, 57 = 2, 28 A < I n ⋅ k 4 = 2 ⋅ 5 = 10

W układzie sterowania występują styczniki, których prądy znamionowe zostały określone na rysunku 1. dla kategorii użytkowania: nagrzewnica AC1, silniki wentylatorów AC3. Dobór przewodów zasilających na długotrwałą obciążalność prądową i przeciążalność: przewód zasilający RN: I n = 50 A ≤ I Z k ⋅I 1, 6 ⋅ 50 IZ ≥ 2 n = ≈ 55,17 A 1, 45 1, 45

Na podstawie normy PN-IEC 60364-5-523:2001, przy sposobie ułożenia „C”, po uwzględnieniu wymagań normy IEC 60287-3-1/A1:1999 Electric cables. Calculation of the current rating. Part 3-1: Section on operating conditions. Reference operating condition and selection of cable type, przy pominięciu obciążenia czwartej żyły, warunki spełnia przewód YDY 5×10, którego długotrwała obciążalność prądowa wynosi: I Z = 1, 06 ⋅ 57 = 60, 42 A > 55,17 A

Pozostałe przewody zostały określone na rysunku 1. Sprawdzenie dobranych przewodów z warunku spadku napięcia (∆U ≤ 3%, zgodnie z N SEP-E 002, natomiast dopuszczalny spadek napięcia liczony od złącza do odbiornika nie może przekraczać 4%): ∆U =

P ⋅ l ⋅ 100 18790 ⋅ 30 ⋅100 = = 0, 64 % γ ⋅ S ⋅ U2n 55 ⋅ 10 ⋅ 400 2

nr 7-8/2016

Rys. J. Wiatr YDYżo 5x10

z RGH

R N/W-II kl. ochronności

FR103-100 3x230/400 V

3x230/400 V

1 – nagrzewnica 18 kW 2 – wentylator kanałowy 250 W 3 – wentylator nawiewny 540 W F1 – S303C32 F2 – S301C2 F3 – S301C2 F4 – 3301C2 k1 – 3NO 230 V/20 A k2 – 3NO 230 V/63 A k3; k4 – 2NO 230 V/20 A k5 – 1NO 3NO 230 V/10 A KS – kaseta sterowania T – termostat R – regulator obrotów wentylatora kanałowgo ϑ – czujnik temperatury

Rys. 1. Schemat ideowy układu zasilania i sterowania nagrzewnicy 18 kW

nr 7-8/2016

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

∆U =

P ⋅ l ⋅ 100 18000 ⋅ 30 ⋅100 = 0, 64 + = 1, 66 % < 3 % γ ⋅ S ⋅ U2n 55 ⋅ 6 ⋅ 400 2

∆U =

P ⋅ l ⋅100 540 ⋅ 30 ⋅100 = 0, 64 + = 0, 76 % < 3 % γ ⋅ S ⋅ U2n 55 ⋅ 1, 5 ⋅ 400 2

F3 F4

Sprawdzenie dobranych przewodów z warunku samoczynnego wyłączenia: rozdzielnica RN:

2⋅ l 2 ⋅ 30 R= = 0,15 + ≈ 0, 26 Ω γ ⋅S 55 ⋅ 10 0, 8 ⋅ Uo 0, 8 ⋅ 230 ≈ 660, 52 A > I a / Tk 0,4 s = 505 A I k1 = = 2 2 R +X 0, 262 + 0,12 X

nagrzewnica: 2⋅ l 2 ⋅ 30 = 0, 26 + ≈ 0, 45 Ω γ ⋅S 55 ⋅ 6 0, 8 ⋅ Uo 0, 8 ⋅ 230 ≈ 399,15 A > I a = 320 A I k1 = = R2 + X2 0, 452 + 0,12

wentylatory: 2⋅ l 2 ⋅ 30 = 0, 26 + ≈ 0, 99 Ω γ ⋅S 55 ⋅ 1, 5 0, 8 ⋅ Uo 0, 8 ⋅ 230 ≈ 182, 59 A > I a = 20 A I k1 = = R2 + X2 0, 992 + 0,12 R=

gdzie: IZ – dopuszczalne długotrwałe obciążenie prądowe, w [A], In – prąd znamionowy zabezpieczenia, w [A], reklama

Rys. 2. Schemat montażowy rozdzielnicy zasilania i sterowania nagrzewnicy kanałowej o mocy 18 kW

cos j – współczynnik mocy, w [-], k2 – współczynnik uwzględniający niedopasowanie charakterystyki czasowo-prądowej przewodu i zabezpieczenia, w [-], S – przekrój przewodu, w [mm2], γ – konduktywność przewodu, w [m/(W·mm2)], IBswn – spodziewany prąd obciążenia silnika wentylatora nawiewnego, w [A], IBswk– spodziewany prąd obciążenia silnika wentylatora kanałowego, w [A], IBng – spodziewany prąd obciążenia nagrzewnicy, w [A], kr – współczynnik rozruchu silnika, w [-], k4 – współczynnik zabezpieczenia nadprądowego, przy którym nie nastąpi zadziałanie w czasie krótszym od 1 godziny, w [-], U0 – napięcie pomiędzy przewodem fazowym a przewodem ochronnym, w [V], Ps – moc czynna silnika, w [W], Png – moc nagrzewnicy, w [W].

uwagi końcowe 1. Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu przez samoczynne wyłączenie. 2. Po wykonaniu prac instalacyjnych należy przeprowadzić badania odbiorcze zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-6. 3. Układ zasilania i sterowania został opracowany zgodnie z wymaganiami producenta. 4. Czujkę termostatu należy zainstalować w kanale przy nagrzewnicy, zgodnie z wymaganiami DTR producenta.

zestawienie podstawowych materiałów Przewód YDYżo 5×10 – 30 m, przewód YDYż0 4×6 – 30 m, przewód YDYżo 4×1,5 – 30 m, przewód YDYżo 3×1,5 – 60 m, stycznik 3NO 230 V/63 A – 1 szt., stycznik 2NO 230 V/20 A – 4 szt., przekaźnik z opóźnionym odpadaniem 1NO 230 V/10 A – 1 szt., nagrzewnica kanałowa 18 kW – 1 szt., wentylator kanałowy 250 W – 1 szt., wentylator nawiewny 540 W – 1 szt., wyłącznik instalacyjny nadprądowy S303C32 – 1 szt., wyłącznik instalacyjny nadprądowy S303C2 – 3 szt., lampka kontrolna zielona – 1 szt., rozłącznik izolacyjny FR103/100 A – 1 szt., rozdzielnica nieprzewodząca o pojemności 24 modułów – 1 szt., instalacyjna listwa zaciskowa o przekroju do 4 mm2 – 1 szt., termostat – 1 szt., czujnik temperatury, regulator obrotów wentylatora kanałowego – 1 szt., kaseta sterująca – 1 szt.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

nr 7-8/2016

Rys. J. Wiatr

projekt

VI KONFERENCJA SZKOLENIOWA

OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA W OBIEKTACH BUDOWLANYCH

INSTALACJE ELEKTRYCZNE, WENTYLACYJNE I GAŚNICZE – PROJEKTOWANIE, MONTAŻ I EKSPLOATACJA 29 WRZEŚNIA 2016, KATOWICE

SALA A (ELEKTROTECHNICZNA) - Źródła zasilania oraz ochrona przeciwporażeniowa w instalacjach przeciwpożarowych - Wpływ jakości energii na zagrożenie pożarowe oraz pracę urządzeń ppoż. - Zasilacze prądu przemiennego i stałego w instalacjach bezpieczeństwa ochrony przeciwpożarowej - Certyfikacja i dopuszczanie do eksploatacji urządzeń ppoż. - Wpływ DSO oraz SSP na warunki ewakuacji - Zasady stosowania stacjonarnych systemów detekcji - Wymagania stawiane oświetleniu awaryjnemu i ewakuacyjnemu - Gaszenie urządzeń elektrycznych pod napięciem - Wpływ łuku elektrycznego na zagrożenie pożarowe oraz ludzi - Ochrona przed działaniem łuku elektrycznego - Ochrona ppoż. systemów PV oraz neutralizacja zagrożeń pożarowych stwarzanych przez generatory PV podczas pożaru

SALA B (SANITARNOINSTALACYJNA) - Wentylacja pożarowa - systemy wentylacji pożarowej, zapobieganie zadymieniu, standardy projektowania i przykłady realizacji - Przykłady oceny poprawności wykonania i działania systemów wentylacji pożarowej - Wentylacja pożarowa garaży - projektowanie, ocena i odbiór - wytyczne ITB 493/2015 - Instalacje hydrantowe - stan prawny, projektowanie, wykonanie i odbiór - Stałe Urządzenia Gaśnicze - gazowe, zasady doboru gazu gaśniczego - Scenariusze pożarowe - podstawy prawne i zasady tworzenia - Systemy wentylacji strumieniowej - realizacja oddymiania i funkcji bytowych - Detekcja gazów wybuchowych i toksycznych

- Wpływ braku lub błędnie wykonanej instalacji odgromowej na zagrożenie pożarowe budynków - Instalacje elektryczne w strefach zagrożonych wybuchem - Zagrożenia stwarzane przez palące się przewody i kable

Cena udziału prenumeratorów w konferencji po wykorzystaniu bezpłatnych wejściówek: 250 zł brutto Cena regularna bez zniżek: 320 zł brutto

CENA OBEJMUJE: • 12 godzin wykładów (2 równoległe sesje, możliwość dowolnego wyboru tematów) • materiały konferencyjne • lunch, kawę, herbatę • kupony rabatowe na książki w ksiegarniatechniczna.com.pl

Zgłoszenia: tel. 22 512 60 83, e-mail: kzareba@medium.media.pl WIĘCEJ INFORMACJI NA KONFERENCJA.ELEKTRO.INFO.PL Sponsor główny:

Sponsorzy:

normy

napędy i sterowanie, elektronika przemysłowa Polskie Normy w branży elektrycznej

estawienie norm zawiera wybrane Polskie Normy dotyczące napę‑ dów i sterowania oraz elektroniki przemysłowej, które zostały ogło‑ szone przez Polski Komitet Normalizacyjny oraz na podstawie informa‑ cji normalizacyjnych zamieszczonych w wersji elektronicznej miesięcz‑ nika „Wiadomości PKN – Normalizacja”. Zakres Polskich Norm dotyczących napędów i sterowania oraz elektro‑ niki przemysłowej ujęty jest kompleksowo w następujących grupach i podgrupach klasyfikacji ICS:

napędy i sterowania hydrauliczne i pneumatyczne – grupa: 23.100, pomiary i kontrola w procesie produkcyjnym – podgrupa: 25.040.40, aparatura łączeniowa i sterownicza – grupa i podgrupy: 29.130, 29.130.20, 47.020.60, maszyny wirujące i turbiny wiatrowe – grupy 27.180, 29.160, optoelektronika i urządzenia laserowe – grupa 31.260, lampy elektronowe – grupa 31.100, kondensatory – grupa 31.060, przyrządy półprzewodnikowe – grupa 31.080, rezystory – grupa 31.040.

Z uwagi na ciągłą nowelizację i aktualizację Polskich Norm zaleca‑ my zbadanie możliwości zastosowania najnowszego wydania tych norm oraz aktualnych projektów Polskich Norm zamieszczonych w zestawieniu. Zachęcamy też do odwiedzenia strony internetowej Polskiego Komitetu Normalizacyjnego www.pkn.pl.

Polskie Normy dotyczące napędów i sterowania PN-EN 50342-1:2016-01 E Akumulatory ołowiowe rozruchowe. Część 1: Wymagania ogólne i metody badań. Zastępuje PN-EN 50342-1:2007 P. PN-EN 50342-6:2016-01 E Akumulatory ołowiowe rozruchowe. Część 6: Akumulatory do układów Start-Stop. PN-EN 50598-1:2015-09 E Projektowanie ekologiczne dla układów na‑ pędowych, rozruszników silnikowych, energoelektroniki i ich napędza‑ nych aplikacji. Część 1: Ogólne wymagania dla ustalania kryteriów sprawności energetycznej dla napędzanego wyposażenia, używające rozszerzone podejście do wyrobu (EPA) i półanalityczny model (SAM). PN-EN 50598-2:2015-09 E Projektowanie ekologiczne dla układów na‑ pędowych, rozruszników silnikowych, energoelektroniki i ich napędza‑ nych aplikacji. Część 2: Wskaźniki sprawności energetycznej dla ukła‑ dów napędowych i rozruszników silnikowych. PN-EN 61400-25-2:2016-01 E Turbozespoły wiatrowe. Część 25-2: Komunikacja układów monitorowania i sterowania elektrowni wiatro‑ wych. Modele informacyjne. Zastępuje PN-EN 61400-25-2:2007 E.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

PN-EN 61400-27-1:2015-12 E Turbozespoły wiatrowe. Część 27-1: Modele symulacji elektrycznych. Turbozespoły wiatrowe. PN-EN 61800-2:2016-01 E Elektryczne układy napędowe mocy o re‑ gulowanej prędkości. Część 2: Wymagania ogólne. Dane znamionowe niskonapięciowych układów napędowych mocy prądu przemiennego o regulowanej prędkości. Zastępuje PN-EN 61800-2:2000 P. PN-EN 61800-7-1:2016-05 E Elektryczne układy napędowe mocy o re‑ gulowanej prędkości. Część 7-1: Interfejs rodzajowy i zastosowanie profili w układach napędowych mocy. Definicja interfejsu. Zastępuje PN-EN 61800-7-1:2008 E. PN-EN 62026-3:2015-07 E Aparatura rozdzielcza i sterownicza nisko‑ napięciowa. Interfejsy sterowników (CDI). Część 3: Sieć urządzeń. Za‑ stępuje PN-EN 62026-3:2009 E. PN-EN 62683:2016-01 E Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskona‑ pięciowa. Dane dotyczące wyrobu i właściwości w zakresie wymiany informacji. Zastępuje PN-EN 62683:2013-07 E. PN-HD 60364-5-53:2016-02 E Instalacje elektryczne niskiego napię‑ cia. Część 5-53: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Aparatu‑ ra rozdzielcza i sterownicza. Zastępuje PN-HD 50573-5-57:2014-08 E, PN-HD 60364-5-53:2015-08 E. Projekt PN-prEN 60034-1 E Maszyny elektryczne wirujące. Część 1: Dane znamionowe i parametry. Zastąpi PN-EN 60034-1:2011E. Projekt PN-prEN 60034-18-42 E Maszyny elektryczne wirujące. Część 18-42: Odporne na wyładowania niezupełne elektryczne układy izola‑ cyjne (Typ II) stosowane w maszynach elektrycznych wirujących zasi‑ lanych z przekształtników napięciowych. Badania kwalifikacyjne. Projekt PN-prEN 61010-2-201 E Wymagania bezpieczeństwa dotyczą‑ ce elektrycznych przyrządów pomiarowych, automatyki i urządzeń la‑ boratoryjnych. Część 2-201: Wymagania szczegółowe dotyczące urzą‑ dzeń sterowania. Projekt PN-prEN 61131-2 E Sterowniki programowalne. Część 2: Wy‑ magania i badania dotyczące sprzętu.

Polskie Normy dotyczące elektroniki przemysłowej PN-EN 50090-4-3:2015-08 E Domowe i budynkowe systemy elek‑ troniczne (HBES). Część 4-3: Warstwy niezależne od nośnika. Komunikacja za pośrednictwem internetu (EN 13321-2). Zastępuje PN-EN 50090-4-3:2009 P. PN-EN 50090-5-3:2016-02 E Domowe i budynkowe systemy elektro‑ niczne (HBES). Część 5-3: Nośniki i warstwy zależne od nośnika. Czę‑ stotliwość radiowa dla klasy 1 HBES. Zastępuje PN-EN 50090-5-3:2007 P. Jerzy Nowotczyński, Krystyna Nowotczyńska

nr 7-8/2016

z kart historii SEP Oddział Gdańsk

Roman Trechciński (1882–1944)

rodził się 3 VII 1882 r. w Warszawie. Po uzyskaniu matury w Pińsku, w 1900 r. rozpoczął studia w Instytucie Elektrotechnicznym w Petersburgu. Z powodu łączenia nauki z pracą zawodową dyplom inżyniera elektryka otrzymał dopiero w 1912 r., kończąc studia ze złotym medalem. W latach 1905–1907 był asystentem w Katedrze Chemii Instytutu Elektrotechnicznego w Petersburgu. Następnie (1908–1912) pracował w Towarzystwie Elektrotechnicznym M.M. Podobiedow jako kierownik biura technicznego i zarządzający elektrownią. Po ukończeniu studiów pracował przez pięć lat w Rosyjskim Towarzystwie L.M. Ericsson w Petersburgu, między innymi jako główny inżynier produkcji. W 1916 r. został dyrektorem fabryki telefonów w Moskwie. W tym okresie opracował liczne projekty central telefonicznych i elektrycznych linii dalekosiężnych oraz szereg technologii produkcji. Po odzyskaniu przez Polskę niepodległości w 1918 r. powrócił do Warszawy, gdzie w następnym roku objął posadę dyrektora fabryki elektrotechnicznej SA Stanrej. W 1926 r. szwedzka firma L.M. Ericsson zaprosiła go do współpracy w charakterze konsultanta i do 1931 r. wiele czasu spędzał w biurze rozwojowym tej firmy w Sztokholmie. Od 1931 r. był konsultantem Państwowych Zakładów Tele- i Radiotechnicznych w Warszawie, gdzie wniósł istotny wkład do automatyzacji polskich sieci telefonicznych.

działalność naukowa i dydaktyczna Począwszy od września 1920 r. związany był na stałe z Politechniką Warszawską. Prowadził wykłady zlecone z zakresu techniki prądów słabych na Wydziale Budowy Maszyn i Elektrotechniki. Po uzyskaniu w 1924 r. nominacji na profesora nadzwyczajnego objął kierownictwo nowo utworzonej Katedry Prądów Słabych na Wydziale Elektrycznym. Wykładał podstawy teletechniki, telefonię, telegrafię i sygnalizację na swoim wydziale oraz na Wydziale Inżynierii Lądowej. Swą wielką wiedzę przekazywał studentom, stosując własne, bardzo skuteczne metody dydaktyczne i zmuszając ich do

nr 7-8/2016

aktywnego i twórczego uczenia się – między innymi do samodzielnego odczytywania złożonych schematów. Pierwszego września 1929 r. został mianowany profesorem zwyczajnym. W latach akademickich 1925/1926 i 1927/1928 piastował godność dziekana Wydziału Elektrycznego. Profesor Roman Trechciński należał do wielu organizacji naukowych i technicznych, m.in. był członkiem: Stowarzyszenia Teletechników Polskich, Akademii Nauk Technicznych i Towarzystwa Naukowego Warszawskiego. Od 1928 r. wchodził w skład Rady Teletechnicznej przy ministrze poczt i telegrafów. Wielokrotnie był powoływany jako ekspert z dziedziny teletechniki. Obdarzony niezwykłym umysłem wynalazczym, zorganizował i postawił na wysokim poziomie laboratorium teletechniczne na wydziale elektrycznym, w którym przeprowadzał szereg doświadczeń będących podstawą wielu jego wynalazków i udoskonaleń w dziedzinie telefonii. Dorobek naukowy profesora Trechcińskiego obejmuje 7 podręczników, 34 przyczynki i 25 patentów zakupionych przez różne kraje Europy i Ameryki. Jednym z wynalazków profesora był system samoczynnej blokady kolejowej, wypróbowanej na Warszawskiej Elektrycznej Kolei Dojazdowej, która po upaństwowieniu w 1951 r. przekształciła się w Warszawską Kolej Dojazdową. Wśród wydanych książek na specjalną uwagę zasługuje dwuczęściowa praca „Translacje telefoniczne” (1931–1932), poświęcona zagadnieniom współpracy central. W 1938 r. został odznaczony Krzyżem Komandorskim orderu Polonia Restituta.

okres wojny i okupacji Podczas oblężenia Warszawy we wrześniu 1939 r. zmontował wraz z inż. Stanisławem Ryżko rezerwową radiostację nadawczą Polskiego Radia na terenie PW, czynną niemal do momentu kapitulacji stolicy. W początkowym okresie okupacji hitlerowskiej administrował Pawilonem Elektrotechnicznym na uczelni, starając się uchronić wyposażenie laboratorium teletechnicznego przed grabieżą niemiecką. Od maja

Członkowie Komisji powołanej przez MPiT do odbioru stacji radiotelegraficznej w Boernerowie. Od lewej: inż. Splawa Neyman, prof. Roman Trechciński, prof. Leon Staniewicz, kpt inż. Janusz Groszkowski – październik, 1923 r.

1940 r. do kwietnia 1942 r. kierował Zakładem Badawczym Prądów Słabych, jednym z 10 zakładów badawczych uruchomionych na terenie PW. Jednocześnie od września 1940 r. był dyrektorem Państwowej Szkoły Elektrycznej w Warszawie (dwuletniej szkoły zawodowej II stopnia). Od kwietnia 1942 r. był wykładowcą i kierownikiem Zakładu Teletechniki w Państwowej Wyższej Szkole Technicznej (PWST), uruchomionej w gmachach politechnicznych. Obok legalnej pracy badawczej i dydaktycznej w okresie okupacji prof. Trechciński prowadził działalność konspiracyjną. Jako członek działającej przy Dowództwie Wojsk Łączności AK komisji naukowo-technicznej opracował wytyczne dla konstruktorów i producentów sprzętu radiotechnicznego dla potrzeb konspiracji. Służył radą i pomocą ośrodkowi produkcyjnemu uruchomionemu w Zakładzie Fizyki PWST, a kierowanemu przez jego młodszego syna Romana, w którym nielegalnie montowano i strojono odbiorniki typu OBA. Podczas powstania warszawskiego zmontował na terenie PW radiostację nadawczą, która umożliwiała łączność z powstańcami w innych rejonach miasta. W dniu 19 VIII 1944 r., podczas zajmowania przez Niemców terenu politechniki, został rozstrzelany przed swoim domem przy ul. Koszykowej 75. Po ekshumacji przeprowadzonej w 1950 r. profesor Trechciński został pochowany w grobie rodzinnym na Cmentarzu Powązkowskim w Warszawie.

literatura 1. Sylwetki profesorów Politechniki Warszawskiej. 2. Materiały historyczne SEP Oddział Gdańsk. Oprac. Karol Kuczyński

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

dystr ybucja ACEL Gdańsk, ul. Twarda 6c, tel. 58/340-14-45 www.acel.com.pl AMPER B SP. Z O.O. SP. K. Bolesławiec, ul. Wróblewskiego 7e, tel. 75/732-61-54

ASTE Sp. z o.o. Gdańsk, Kowale, ul. Magnacka 25, tel. 58 340 69 00 www.aste.pl BARGO Sp. z o.o., Dziekanów Polski, ul. Kolejowa 223, tel. 22/751-29-29 www.bargo.pl COSIW-SEP Warszawa, ul. Świętokrzyska 14, tel. 22/336-14-19, 336-14-20, 336-14-21 www.cosiw.sep.com.pl ELECTRIC Gdańsk, ul. Grunwaldzka 481, tel. 58/344-73-54 ELEKTRO-PARTNER- HURTOWNIE ELEKTRYCZNE Ząbkowice Śl., ul. Niepodległości 24, tel. 74/815-40-00 ELGED – HURTOWNIA ARTYKUŁÓW ELEKTRYCZNYCH Inowrocław, ul. Metalowców 7, tel. 52/356-55-40 FH EL-INSTAL Bartoszyce, ul. Szewców 7 HURTOWNIA ELEKTROTECHNICZNA ELMAT Żary, ul. Hutnicza 1 Sieć hurtowni Elektrotechnika „MORS” Sp. z o.o. Gdynia, ul. Hutnicza 35, tel.58/785-99-99 ELMI www.elmi.net.pl Giżycko, ul. Smętka 6A, tel. 87/428-47-88 Rynkowa 6, 11-400 Kętrzyn, tel. 89/752-20-68 PPH ELNOWA Bydgoszcz, ul. Szubińska 17, tel. 52/375-45-71

ELPIE Sp. z o.o. www.elpie.com.pl Lublin, ul. Inżynierska 3, tel. 81/744-26-51 Chełm, ul. Mickiewicza 7A, tel./faks 82/564-86-91 Zamość, ul. Hrubieszowska 63, tel./faks 84/639-84-95 Puławy, ul. Włostowicka 3, tel./faks 81/886-41-50 Biała Podlaska, ul. Handlowa 1, tel./faks. 83/342-07-61 Hrubieszów, ul. Polna 1, tel./faks 84/697-23-56 euroKABEL-prorem Sp. z o.o. Starachowice, ul. Kościelna 98A

ZAKŁAD ENERGETYCZNY TORUŃ ENERGOHANDEL Sp. z o.o. www.energohandel.com.pl Toruń, ul. Wschodnia 36b, tel. 56/659-57-75 Włocławek, ul. Duninowska 8, tel. 54/233-29-25 Brodnica, ul. 18 Stycznia 40, tel. 56/697-53-67 Grudziądz, ul. M. Curie-Skłodowskiej 6/7, tel. 56/642-18-80 Rypin, ul. Pisaki 31, tel. 54/423-13-90 Radziejów Kujawski,ul. Brzeska 19, tel. 54/285-34-48 Toruń, ul. P.Fr.Skarbka 7/9, tel. 56/659-56-35

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

FERT KSIĘGARNIA BUDOWLANA Kraków, ul. Kazimierza Wielkiego 54A, tel. 12/294-73-99

inmedio IN MEDIO SALONY SPRZEDAŻY PRASY IN MEDIO

FHU MAKRO Bochnia, ul. Proszkowa 40A, tel. 14/611-15-75 Kraków, ul. Królewska 2, tel. 12/292-80-51 Wieliczka, ul. Narutowicza 24, tel. 12/278-59-74

NOWA FRANCE Sp. z o.o. Poznań, ul. Złotowska 30, tel. 61/864-57-01

Polska Grupa Elektryczna FORUM-RONDO Sp. z o.o. Morszków, 08-304 Jabłonna Lacka APARATEX, ul. Prądzyńskiego 1, 63-400 Ostrów Wielkopolski AREL, ul. Lubelska 29c, 10-406 Olsztyn BANASIAK, Boleszczyn 77, 62-731 Przykona BIELMAT, ul. Warszawska 56, 43-300 Bielsko-Biała BTS 2, ul. Poznańka 43, 18-402 Łomża CANDELA, ul. Dworcowa 8, 48-250 Głogówek CONECT, Aleja Legionów 47, 08-400 Garwolin DELTA, ul. Zemborzycka 112 B , 20-445 Lublin DOKO, ul. Lidzbarska 2, 87-300 Brodnica ELAN, ul. Marynarki Polskiej 71, 80-557 Gdańsk ELBRON, ul. Juliusza Słowackiego 34c, 43-300 Bielsko-Biała ELBUD Sp. z o.o., ul. Armi W.P. 173, 07-202 Wyszków EL-DAR, ul. Przytycka 25a, 26-600 Radom ELECTRO-UNIT, ul. Ewarysta Estkowskiego 1, 63-400 Ostrów Wielkopolski ELEKTRA Stargard, ul. Sadowa 6, 73-110 Stargard Szczeciński ELEKTRA, ul. Powstańców Wielkopolskich 14; 06-500 Mława ELEKTROHURT, ul. Wrzesińska 20, 61-021 Poznań ELEKTROMAX, ul. Warszawska 27a, 62-300 Września ELEKTROMONT, ul. Grunwaldzka 111-115; 85-401 Bydgoszcz ELEKTRO-HAL, ul. Droga Owidzka 1, 83-200 Starogard Gdański ELEKTRO-PARTNER, ul.Wrocławska 42, 57-200 Ząbkowice Śląskie ELEKTROS, ul. 10-go Marca 6, 59-700 Bolesławiec ELEKTROTECH, ul. Wrocławska 53-59, 62-800 Kalisz ELEKTRYK, ul. Zaszkolna 26, 17-300 Siemiatycze ELEKTRYK HURT, ul. Jastrzębska 78, 44-300 Wodzisław Śląski ELGOR, ul. Sikorskiego 41, 77-100 Bytów ELHURT, ul. Strumykowa 2, 58-200 Dzierżoniów ELKABEL, ul. Zemborzycka 112, 20-445 Lublin ELMAX HURT, ul. Elizy Orzeszkowej 15 B, 43-100 Tychy ELMAT, ul. Kwiatkowskiego 2, 37-450 Stalowa Wola ELMEHURT, ul. Okrężna 2b, 87-800 Włocławek ELMEX, ul. Żelazna 7a, 10-420 Olsztyn ELMET, ul. Prof. Ludwika Chmaja 4, 35-021 Rzeszów ELMONTER, ul. Kosowska 5, 08-300 Sokołów Podlaski EL-SAM, ul. Lokalna 5, 07-410 Ostrołęka ELTOM, ul. Dworcowa 20a, 89-600 Chojnice ELTRON, ul. Główna 24, 18-100 Łapy ELUS, ul. Kościerska 1a, 83-300 Kartuzy HURT DETAL SZULC, ul. Sejneńska 57, 16-400 Suwałki IMPULS, ul. Gen. Bema 19, 68-100 Żagań INSTALATOR, ul. Krakowska 147A, 38-400 Krosno JALEX, ul. Świderska 22, 05-400 Otwock JANTESSA, ul. Warszawska 51, 05-092 Łomianki JUPRO-TAIM, ul. Wodna 19, 62-500 Konin KRAK-OLD, ul. Wysłouchów 17/15, 30-611 Kraków KWANT, ul. Graniczna 6a, 33-200 Dąbrowa Tarnowska LUMIER, ul. Traktorowa 109, 91-203 Łódź ŁĄCZNIK, ul. Tadeusza Rugego 9, 60-688 Poznań; adres do korespondencji to ŁĄCZNIK Oborniki 64-600 ul.Staszica 1d MAPEX, ul.Św. Jana 48; 95-200 Pabianice MARCUS, ul. Zofii Nałkowskiej 5, 58-200 Dzierżoniów MERKURION, ul. Królewska 14, 05-827 Grodzisk Mazowiecki PEX-POOL, ul. Fredry 3, 39-200 Dębica POLMARK, 33-150 Wola Rzędzińska 589c SEPIX, ul. Ogrodowa 23, 76-200 Słupsk

KSIĘGARNIA TECHNICZNA DOMU WYDAWNICZEGO MEDIUM Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. 22/810-21-24 KSIĘGARNIA „QUO VADIS” Elbląg, ul. 1 Maja 35, tel. 55/232-57-91 Platforma Handlowa ELENET e-hurtownia ELENET, www.elektrotechnika.net.pl POLAMP Sp. z o.o. www.polamp.com Giżycko, ul. Przemysłowa 1, tel. 87/429-89-00 Giżycko, ul. Armii Krajowej 7, tel. 87/428-32-68 Ełk, ul. Suwalska 82B, tel. 87/621-62-18 SKLEP INTERNETOWY: www.POLAMPY.pl ROMI SP. Z O.O. www.romisj.pl 02-234 Warszawa, ul. Działkowa 37 tel/faks +48 22 846 22 62, tel/faks +48 22 857 31 83 tel/faks +48 22 847 01 77 RUCH SA SIEĆ SPRZEDAŻY RUCH W CAŁYM KRAJU

SEP www.sep.org.pl STOWARZYSZENIE ELEKTRYKÓW POLSKICH Oddziały SEP w calym kraju SOLAR Polska Sp. z o.o. www.solar.pl Łódź, ul. Rokicińska 162, tel. 42/677 58 00 (centrala), 42/677 58 32 (sklep) Gliwice, ul. Ligocka 15, tel. 32/270 60 10, 14 Jastrzębie-Zdrój, ul. Podhalańska 31, tel. 32/471 31 21 Katowice, ul. Pułaskiego 20, tel. 32/346 16 45, 46 Kępno, ul. Poznańska 4, tel. 62/782 14 18, 19 Konin, ul. Poznańska 47, tel. 63/249 11 70 Kraków, ul. Radzikowskiego 35, tel. 12/638 91 00 Lublin, ul. Witosa 3, tel. 81/745 59 00 Poznań, ul. Czechosłowacka 108, tel. 61/832 62 58 Radlin, ul. Rybnicka 125, tel. 32/456 02 87, 32/456 03 10 Rybnik, ul. Podmiejska 81, tel. 32/739 17 07 Szczecin, ul. Heyki 3, tel. 91/485 44 00 Tarnów, ul. Przemysłowa 4F, tel. 14/629 80 20 Wałbrzych, ul. Armii Krajowej 1, tel. 74/880 01 14, 17 Wrocław, ul. Krakowska 141-155, tel. 71/377 19 00

SPE www.spe.org.pl STOWARZYSZENIE POLSKICH ENERGETYKÓW Oddziały SPE w całym kraju. Punkty sieci empik w całej Polsce.

elektro.info można kupić w całej Polsce

KONTAKT W SPRAWIE DYSTRYBUCJI KATARZYNA ZARĘBA TEL. 22 512 60 83 E-MAIL: KZAREBA@MEDIUM.MEDIA.PL

nr 7-8/2016

recenzja

fotowoltaika w teorii i praktyce prof. dr hab. Ewa Klugmann-Radziemska

a rynku księgarskim od 2010 roku dostępna jest książka pt. „Fotowoltaika w teorii i praktyce” autorstwa prof. dr hab. Ewy Klugmann-Radziemskiej, pracownika naukowego Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Prezentowana książka została wydana nakładem Wydawnictwa BTC z siedzibą w Legionowie. Omówiono w niej praktyczne zagadnienia związane z wykorzystaniem ogniw i modułów fotowoltaicznych jako proekologicznego źródła energii odnawialnej. Został w niej przedstawiony zarys technologii wytwarzania ogniw fotowoltaicznych, ich parametry eksploatacyjne, sprawność konwersji i koszt uzyskania jednostki energii w systemie fotowoltaicznym. Przedstawione zostały również podstawowe wytyczne do projektowania instalacji fotowoltaicznych. Książka została podzielona na dziesięć rozdziałów, w których autorka omawia poszczególne zagadnienia z zakresu fotowoltaiki. W pierwszym rozdziale zamieszczono definicje podstawowych pojęć stosowanych w fotowoltaice oraz diagram funkcjonalny systemu fotowoltaicznego w celu zorientowania czytelnika z zakresem materiału omówionego w treści publikacji. W drugim rozdziale opisano podstawowe zjawiska związane z promieniowaniem słonecznym. Znajdzie tam czytelnik opis warunków nasłonecznienia w Polsce oraz uzasadnienie trudności związanych z wykorzystaniem energii Słońca. Kolejny, trzeci rozdział to wyczerpujący opis ogniw fotowoltaicznych. Zostały opisane typy półprzewodników stosowanych do budowy paneli fotowoltaicznych, generacja fotoprądu po-

lizacji w fotowoltaice – na to pytanie odpowiedź została zawarta w rozdziale ósmym. Natomiast rozdział dziewiąty został w całości poświęcony zasadom doboru elementów instalacji fotowoltaicznej. Zostały opisane instalacje samodzielne, określane jako off-grid, oraz instalacje przyłączane do sieci elektroenergetycznej, określane mianem on-grid. W rozdziale tym znajdzie czytelnik odpowiedź na następujące pytania: „jakie moduły fotowoltaiczne należy wybrać?”, „jak określić liczbę potrzebnych modułów?”, „w jaki sposób skonfigurować przydomową elektrownię fotowoltaiczną?”. Nie zabrakło opisu zasad doboru przewodów i ich zabezpieczeń oraz zasad doboru falownika, baterii akumulatorów do magazynowania nadmiaru energii oraz zasad pomiaru energii elektrycznej. W ostatnim, dziesiątym, rozdziale zostały opisane podstawowe regulacje prawne dotyczące fotowoltaiki. Książka jest bogato ilustrowana rysunkami oraz przykładami rachunkowymi ułatwiającymi zrozumienie zawartych w niej treści. Na końcu został zamieszczony bogaty wykaz literatury, który pozwoli dociekliwym czytelnikom na rozszerzenie wiedzy zawartej w prezentowanej publikacji. Książka jest w głównej mierze kierowana jako pomoc dla studentów uczelni technicznych i uniwersytetów. Może być również przydatna pracownikom technicznym oraz inwestorom zainteresowanym problematyką fotowoltaiki.  Tekst mgr inż. Julian Wiatr

86,10

wstającego wskutek promieniowania słonecznego oraz budowa spotykanych w praktyce ogniw fotowoltaicznych. Kolejne dwa rozdziały zostały poświęcone modułom fotowoltaicznym oraz systemom fotowoltaicznym. W rozdziale szóstym, autorka przedstawiła w bardzo przystępny sposób koncentratory promieniowania, które znajdują zastosowanie w niektórych profesjonalnych rozwiązaniach systemów fotowoltaicznych. W rozdziale siódmym natomiast zostały opisane zasady magazynowania energii. Znajdzie tam czytelnik opis akumulatorów ołowiowych, akumulatorów alkalicznych, proszkowych oraz innych znajdujących zastosowanie w systemach fotowoltaicznych. Jaki jest cel i potrzeba testowania i norma-

www.ksiegarniatechniczna.com.pl Księgarnia Techniczna

tak, zamawiam książkę .............................................................................................................. imię

nazwisko

firma

zawód wykonywany kod

NIP miejscowość

ulica

ul. Karczewska 18 04-112 Warszawa tel.: 22 512 60 60 faks: 22 810 27 42 e-mail: eib@ksiegarniatechniczna.com.pl

www.ksiegarniatechniczna.com.pl

w liczbie ........... egz.,

w cenie ................. + koszty przesyłki 13 zł, płatności dokonam przy odbiorze.

tel./faks

lok.

e-mail

Informujemy, że składając zamówienie, wyrażacie Państwo zgodę na przetwarzanie wyżej wpisanych danych osobowych w systemie zamówień Grupy MEDIUM w zakresie niezbędnym do realizacji powyższego zamówienia. Zgodnie z Ustawą o ochronie danych osobowych z dnia 29 sierpnia 1997 r. (DzU nr 101/2002, poz. 926 z późniejszymi zmianami) przysługuje Państwu prawo wglądu do swoich danych, aktualizowania ich i poprawiania. Upoważniam Grupę MEDIUM do wystawienia faktury VAT bez podpisu odbiorcy.

data

Podpis

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych w celach marketingowych przez Grupę MEDIUM oraz inne podmioty współpracujące z Wydawnictwem z siedzibą w Warszawie przy ul. Karczewskiej 18. Informujemy, że zgodnie z ustawą z dnia 29 sierpnia 1997 r. (DzU nr 101/2002, poz. 926 z późniejszymi zmianami) przysługuje Pani/Panu prawo wglądu do swoich danych, aktualizowania i poprawiania ich, a także wniesienia umotywowanego sprzeciwu wobec ich przetwarzania. Podanie danych ma charakter dobrowolny.

Kupon należy nakleić na kartę pocztową i przesłać na adres: Grupa Medium, ul. Karczewska 18, 04-112 Warszawa, lub przesłać faksem: 22 810 27 42

czytelny podpis

krzyżówka nagrodę nagrody ufundował ufundowała e-sklep firma 1

8 7 5

Do wygrania

19 1

nożyczki uniwersalne „hobby” podgięte Kretzer ECO

24 8

25 26

3 9

28 4

imię: ................................................... nazwisko: .................,............................................... zawód wykonywany .......................................................................................... ulica: ...................................................................................... nr ............... lok. ................... telefon...................................................... e-mail ............................................................. kod .. .. – .. .. .. miejscowość .................................................................................................. hasło krzyżówki: ..................................................................................................................

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych w celach marketingowych przez Grupę MEDIUM oraz inne podmioty współpracujące z Wydawnictwem z siedzibą w Warszawie przy ul. Karczewskiej 18. Informujemy, że zgodnie z ustawą z dnia 29 sierpnia 1997 r. (DzU Nr 101/2002, poz. 926 z późniejszymi zmianami) przysługuje Pani/Panu prawo wglądu do swoich danych, aktualizowania i poprawiania ich, a także wniesienia umotywowanego sprzeciwu wobec ich przetwarzania. Podanie danych ma charakter dobrowolny.

Data: ................................ Podpis: ....................................................

Kupon należy nakleić na kartę pocztową i przesłać na adres: 04‑112 Warszawa, ul. Karczewska 18 lub przesłać faksem na numer: 22 810‑27‑42

Wyrażam zgodę na zapisanie mnie do newslettera.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

Poziomo: 1 może określać właściwości fali elektromagnetycznej; 7 dwuosobowy zespół zawodników; 8 odgłos; 9 epicentrum; 10 rasa psa; 14 do szycia; 16 odpowiadają za poprawną pracę oprogramowania z resztą systemu komputerowego; 18 skryptowy język programowania stron www; 19 miał kompleksy; 21 prezentacja osoby w rzeczywistości wirtualnej; 24 na północ od Anglii; 26 doprowadza i przetwarza prąd elektryczny z sieci do urządzenia odbiorczego; 27 dawne monety srebrne; 28 elektronika w wymiarze mikrocząsteczek. Pionowo: 1 marka samochodu; 2 proces rozpadu cząsteczek pod wpływem promieniowania jonizującego; 3 konieczna dla mocy biernej; 4 miasto powiatowe w woj. mazowieckim, do niedawna było stolicą woje wództwa; 5 smar do łożysk tocznych; 6 łódź Noego; 11 w urządzeniu do łagodzenia wstrząsów i uderzeń; 12 prawdziwe informacje; 13 wynik nierozstrzygnięty; 15 miasto nad Jeziorakiem; 17 miasto w województwie opolskim; 20 metal szlachetny; 22 zawiadomienie o nadejściu przesyłki pocztowej; 23 argumenty; 25 tlen trójatomowy. (jasa)

Litery z pól ponumerowanych od 1 do 10 utworzą hasło. Rozwiązanie (hasło) prosimy nadsyłać do dnia 20 września br. na adres redakcji (kupon zamieszczamy obok). Do wygrania nożyczki uniwersalne „hobby” podgięte Kretzer ECO ufundowane przez sklep internetowy ProfiTechnik. Laureatem nagrody w krzyżówce z numeru 5/2016, wierteł do muru 4.0–10.0 MM 5-CZ PROFI MULTICUT ALPEN, został Pan Tomasz Uciński. Gratulujemy!

nr 7-8/2016

Zobacz najlepsze rozwiązania na żywo 13-15 września Targi Energetab 2016, Bielsko-Biała Delta Energy Systems (Poland) Sp. z o.o. Stoisko 44, Hala A Pawilon Szwajcarski

The power behind competitiveness Jestem dyrektorem działu informatyki dużego szpitala. Największym zmartwieniem i wyzwaniem w mojej pracy jest zapewnienie sprawnego funkcjonowania centrum danych. Wystarczy jedna awaria w zasilaniu urządzeń, by zagrozić zdrowiu wielu osób. Aby chronić pacjentów, przez lata opuściłem wiele ważnych chwil w życiu mojej dorastającej córki. Wszystko zmieniło się, gdy zasugerowałem zakup rozwiązania infrastrukturalnego opartego na urządzeniach Delta MCIS. Moje obawy zostały rozwiane. Systemy zasilania UPS oraz infrastruktura IT firmy Delta są niezawodne i wydajne – teraz utrzymanie pracy naszych serwerów nie wymaga poświęceń. Dzięki rozwiązaniom firmy Delta nie opuszczę już żadnego ważnego wydarzenia w życiu mojej córki.

Rozwiązania infrastrukturalne IT

Systemy zasilania UPS

Delta MCIS (Mission Critical Infrastructure Solution) – Twój zaufany partner. www.deltapowersolutions.com

Nowoczesne rozwiązania dla instalatora • Taśmy elektrotechniczne Scotch® i Temflex™ • Żywice elektroizolacyjne • Materiały zimno i termokurczliwe niskiego napięcia • Aerozole techniczne Scotch® • Złączki instalacyjne Scotchlok™ • Osprzęt kablowy średniego napięcia