Urządzenia dla Energetyki 8/2014 by Urządzenia dla Energetyki

ISSN 1732-0216 INDEKS 220272

Nr 8/2014 (83)

w tym cena 16 zł ( 8% VAT )

| www.urzadzeniadlaenergetyki.pl | • Nowoczesna stacja transformatorowa – Elektrobud • Rozmowa z Dariuszem Stempiniem, założycielem i współwłaścicielem firmy Protektel • • Przeznaczenie, wymagania i sposób działania automatyki samoczynnego częstotliwościowego odciążania – JM-Tronik • • Elastyczność rozwiązań w rozdzielnicach niskiego napięcia z rozłącznikami SASILplus – Jean Mueller Polska • Pola elektromagnetyczne generowane przez farmy wiatrowe – Instytut Energetyki • Danfoss VLT® AutomationDrive – wolność wyboru technologii silnikowej •

Specjalistyczny magazyn branżowy

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014 (83)

Radosnych i spokojnych, pełnych ciepła i nadziei Świąt Bożego Narodzenia oraz wszelkiej pomyślności, osiągnięcia sukcesów, cierpliwości i wytrwałości w realizacji planów oraz dalszej, owocnej współpracy w nadchodzącym 2015 roku życzy firma

OD REDAKCJI

Spis treści n WYWIAD

Krótki termin realizacji i cena, to nasze przewagi konkurencyjne.....................................................................................................6 n TECHNOLOGIE, PRODUKTY, INFORMACJE FIRMOWE

APATOR - nowości 2014/2015................................................................. 12 Dzięki Danfoss VLT® AutomationDrive zyskujesz wolność wyboru technologii silnikowej.................... 14 Nowoczesna stacja transformatorowa.............................................. 18 Oszczędność w cenie................................................................................... 20 Elastyczność rozwiązań w rozdzielnicach niskiego napięcia z rozłącznikami SASILplus.......................................................................... 22 Przeznaczenie, wymagania i sposób działania automatyki samoczynnego częstotliwościowego odciążania...................... 24 Zarządzanie energią zgodnie z normą ISO 50001 – uzasadniona konieczność..................................................................... 30 Pola elektromagnetyczne generowane przez farmy wiatrowe ............................................................................................................. 34 Skupiamy się na pomiarach energii.................................................... 38 Energia pod kontrolą – MI 2892 Power Master............................ 40 Podłączenia kablowe do urządzeń rozdzielczych za pomocą głowic konektorowych NEXANS (div. EUROMOLD)............................................................................................ 42 Innowacyjna technologia połączeń śrubowych wykorzystywana w kablach na napięcie do 36kV w energetyce odnawialnej....................................................................... 46 Nowa Promocja „z OBO zawsze wygrywasz!”................................. 50 SPRECON®-E-P DSZW4 – Zabezpieczenie nadprądowe, zwłoczne, z podwójnym zasilaniem, autonomiczne................ 52 Konstrukcje modułowe kontenerowych stacji energetycznych w sieci średnich napięć......................................... 54 Praca przekładników prądowych i napięciowych w zakresie podwyższonych częstotliwości..................................... 62 Pomiary rezystancji izolacji miernikami wielofunkcyjnymi Sonel serii MPI......................................................... 64 n ENERGETYKA JĄDROWA Fuzja spod znaku magnetycznej pułapki......................................... 66 n EKSPLOATACJA I REMONTY Nowości w ofercie mierników Benninga......................................... 70 n TARGI 7. Targi Energetyczne ENERGETICS już za nami............................ 73 n KONFERENCJE I SEMINARIA Inteligentne sieci motywem przewodnim konferencji SIwE’14........................................................................................ 74

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

URZĄDZENIA ENERGETYKI DLA

Prezes Zarządu Andrzej Kołodziejczyk, tel. kom.: 502 548 476, e-mail: andrzej@lidaan.com Dyrektor ds. reklamy i marketingu Dariusz Rjatin, tel. kom.: 600 898 082, e-mail: darek@lidaan.com Zespół redakcyjny i współpracownicy Redaktor naczelny: mgr inż. Marek Bielski, tel. kom.: 500 258 433, e-mail: marek.w.bielski@gmail.com Dr inż. Andrzej Maciej Maciejewski, tel. kom.: 601 991 000, e-mail: andrzej.maciejewski3@neostrada.pl Sekretarz redakcji: mgr Marta Olszewska tel. kom.: 531 266 287, e-mail: marta.is.roxy@gmail.com Dr inż. Wojciech Żurowski, doc. dr Valentin Dimov (Bułgaria), Inż. Armand Kehiaian (Francja), prof. dr hab. inż. Andrzej Krawczyk, prof. dr hab. inż. Krzysztof Krawczyk, dr inż. Jerzy Mukosiej, prof. dr hab. inż. Andrew Nafalski (Australia), prof. dr hab. inż. Andrzej Rusek, prof. dr inż. Wiesław Seruga, prof. dr hab. Jacek Sosnowski, prof. dr hab. inż. Czesław Waszkiewicz, prof. dr hab. inż. Jerzy Ziółko, mgr Anna Bielska Redaktor Techniczny: Robert Lipski, info@studio2000.pl Fotoreporter: Zbigniew Biel Opracowanie graficzne: www.studio2000.pl Redakcja nie odpowiada za treść ogłoszeń. Redakcja zastrzega sobie prawo przeprowadzania zmian w tekstach, np. adiustowania lub skracania, a także nieodsyłania materiałów nie zakwalifikowanych do druku. Przedruk, a także publikacja w innej formie, np. elektronicznej w internecie, tylko za zgodą wydawcy i właściciela praw autorskich. Prenumerata realizowana przez RUCH S.A: Zamówienia na prenumeratę w wersji papierowej i na e-wydania można składać bezpośrednio na stronie www.prenumerata.ruch.com.pl Ewentualne pytania prosimy kierować na adres e-mail: prenumerata@ruch.com.pl lub kontaktując się z Telefonicznym Biurem Obsługi Klienta pod numerem: 801 800 803 lub 22 717 59 59 – czynne w godzinach 7.00 – 18.00. Koszt połączenia wg taryfy operatora.

Współpraca reklamowa: ELEKTROBUD....................................................................................I OKŁADKA PROTEKTEL........................................................................................II OKŁADKA MIKRONIKA..................................................................................... III OKŁADKA DANFOSS......................................................................................... IV OKŁADKA HOPPECKE.............................................................................................................. 3 ELEKTROBUDOWA.............................................................................................. 5 ENERGOELEKTRONIKA.PL................................................................................ 8 ETHOS ENERGY.................................................................................................... 9 TECHNOKABEL...................................................................................................10 APATOR..................................................................................................................13 BEZPOL..................................................................................................................16 ZPUE.......................................................................................................................17 ENERVISION.........................................................................................................21 JEAN MUELLER...................................................................................................23 JM-TRONIK...........................................................................................................29 ENERGOPOMIAR................................................................................................33 INSTYTUT ENERGETYKI INSTYTUT BADAWCZY....................................37 EUROPRO GROUP..............................................................................................39 HANNOVER MESSE...........................................................................................41 MERSERWIS..........................................................................................................41 NEXANS.................................................................................................................43 GPH.........................................................................................................................47 TEKNISKA POLSKA............................................................................................49 SPRECHER AUTOMATION...............................................................................51 ORMAZABAL.......................................................................................................61 SONEL....................................................................................................................65 HITACHI.................................................................................................................69 LANGE ŁUKASZUK.............................................................................................71

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

WYWIAD

Krótki termin realizacji i cena, to nasze przewagi konkurencyjne

Rozmowa z Dariuszem Stempiniem, założycielem i współwłaścicielem firmy Protektel Protektel jest cenionym producentem i dystrybutorem urządzeń dla branży elektroenergetycznej, specjalizującym się głównie w ogranicznikach przepięć oraz przekładnikach średniego i wysokiego napięcia. Proszę powiedzieć, jakie były początki firmy? Początki firmy sięgają 2002 ro.ku, kiedy zdecydowałem o zmianie profilu mojej wtedy jeszcze jednoosobowej firmy z konsultingowego na handlowo-produkcyjny. Tak naprawdę nie wycofałem się z konsultingu, a jedynie dodałem nowe obszary działalności firmy. Pamiętam, że zaczynałem od jednego małego pokoju, gdzie było jedno biurko i komputer. Praktycznie zaczynałem jak wielu polskich przedsiębiorców – od tzw. zera. 2002 rok był pierwszym, choć niepełnym, rokiem działalności na rynku dostawców urządzeń dla elektroenergetyki. Podpisałem umowę przedstawicielską z jedną z największych na świecie firm produkujących przekładniki, hiszpańskim Arteche. Następnie po raz pierwszy wystawiliśmy się już jako Protektel na targach w Bielsku-Białej. Uruchomiliśmy też produkcję naszego pierwszego wyrobu: licznika zadziałań do ograniczników przepięć. Rok później podpisaliśmy pierwszy i od razu duży kontrakt z włoską firmą Passoni & Villa (obecnie firma należy do koncernu Alstoma) na dostawy liczników. To był milowy krok w naszej historii. Oczywiście przy tak dynamicznym rozwoju mogłem zapomnieć, co to urlop. Czy jako przedstawiciel hiszpańskiej firmy Arteche macie wyłączność na krajową dystrybucję urządzeń tego

producenta? Jak doszło do nawiązania współpracy, czy sami o nią zabiegaliście i jak obecnie przebiega? Rzeczywiście jesteśmy jedynym i wyłącznym przedstawicielem firmy Arteche, która z firmy dużej w 2002 roku przeistoczyła się praktycznie w organizację korporacyjną posiadającą 13 fabryk na całym świecie i zatrudniającą ponad 2300 pracowników w 2014 roku. Jesteśmy przedstawicielem i dystrybutorem Arteche w Polsce. Tzn. realizujemy kontrakty re-dystrybuując urządzenia lub współpracując przy dużych projektach, gdzie rozwiązania są dostarczane bezpośrednio do klienta docelowego. Obie formy współpracy są dla nas równie ważne. Początek współpracy był ciekawy, ponieważ to Arteche znalazło nas, a nie my Arteche. Ich firma od jakiegoś czasu poszukiwała nowego partnera w Polsce, ponieważ dobiegł końca kontrakt z dotychczasowym przedstawicielem. Otóż w 2001 roku współpracowaliśmy z inną firmą hiszpańską – Inael. Ktoś stamtąd polecił nas jako rzetelnego i dynamicznego partnera. I tak dostaliśmy propozycję podpisania kontraktu agencyjnego. Współpraca rozwija się do dziś. Warto wspomnieć, że Protektel jest jednym z 85 przedstawicieli Arteche na świecie. Pod względem sprzedaży urządzeń średniego napięcia zajmujemy co roku jedno z trzech pierwszych miejsc i jesteśmy jednym z najważniejszych rynków. To powód do dumy i do dalszego wysiłku. Siedziba firmy mieści się w Przasnyszu, od lat słynącym z produkcji urządzeń elektrycznych. Czy taka lokalizacja – poza stolicą, uchodzą-

cą za centrum biznesu, oraz innymi wielkimi miastami Polski sprzyja rozwijaniu Waszej działalności? Jakie są jej zalety i co sprawiło, że właśnie to miejsce wybraliście? Miejsce siedziby naszej firmy jest bardzo dobre z wielu przyczyn. Jedną z nich już Pani wymieniła. Przasnysz kojarzy się z produkcją urządzeń elektrycznych z uwagi na historię firmy ZWAR, która obecnie jest w strukturach koncernu ABB. Kolejnym powodem jest dobry klimat dla przedsiębiorców w naszym mieście. Władze samorządowe wzorowo współpracują z potencjalnymi i dotychczasowymi inwestorami, czego dowodem jest powstanie Przasnyskiej Strefy Przemysłowej. Poza tym w mieście jest sporo dobrze wyedukowanej młodzieży i chętnych do pracy, chociaż coraz trudniej znaleźć profesjonalistów z profilem elektrotechnicznym. Przasnysz to też dobre miejsce do życia, bardzo dobre połączenie ze stolicą oraz pełna infrastruktura powodują, że coraz więcej firm z naszej branży pyta mnie o możliwości inwestycyjne tutaj. Ostatni powód jest dość prozaiczny, otóż wszyscy współwłaściciele pochodzą z Przasnysza lub z jego najbliższych okolic. W ubiegłym roku na targach Expopower zdobyliście złoty medal za ogranicznik przepięć wysokiego napięcia Proxar IIN. Co wyróżnia ten produkt? PROXAR IIN to nasz pierwszy produkt wysokiego napięcia. I bardzo ważny. Po pierwsze w trakcie procesu projektowa-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

WYWIAD nia staraliśmy uwzględnić wszystkie zebrane przez lata opinie na temat tego rodzaju produktu. Dzięki temu zastosowaliśmy unikalną konstrukcję wewnętrzną, odpowiedzialną za parametry mechaniczne. Uzyskaliśmy w próbach wytrzymałościowych na zginanie 1600Nm. Użyliśmy też jednych z najlepszych warystorów dostępnych na rynku, które zapewniają bardzo skuteczne i długotrwałe działanie ograniczników w eksploatacji. Zatem nasi klienci otrzymują rozwiązanie, którego są współ-konstruktorami. Zaowocowało to świetną charakterystyką ochronną, potężną wytrzymałością zwarciową 50kA, a z drugiej strony niewielką wagą i możliwością transportu i montażu w pionie i poziomie. Oczywiście wchodząc na rynek, gdzie królują produkty bardzo dużych firm, liderów w branży, nie mieliśmy innej drogi. Dodatkowym atutem jest cena i krótki termin realizacji. To nasze przewagi konkurencyjne. Na koniec warto wspomnieć, że po kilku latach „posuchy” w tym zakresie, w naszym kraju znów produkuje się ograniczniki WN. To ważne, że nasi klienci mogą brać pod uwagę rodzimy wyrób. Jedną z innowacji w sektorze przekładników, jaką szczyci się Protektel, jest wprowadzenie optycznych przekładników prądowych WN marki Arteche. Jakie cechy – poza możliwościami współpracy z urządzeniami pomiarowymi i zdalnej komunikacji – czynią z tych produktów groźną konkurencję dla tradycyjnych przekładników? Przede wszystkim dziękuję, że Pani dostrzegła ten produkt w naszej ofercie. Optyczny przekładnik prądowy jest świetną alternatywą do klasycznych rozwiązań, pod wieloma względami nawet je przewyższa. Po pierwsze przekładnik ten pracujący na zasadzie zjawiska Faraday’a proporcjonalnego odkształcenia fali elektromagnetycznej umieszczonej w polu elektrycznym, nie ma wady znanej z konwencjonalnych rozwiązań, a mianowicie nasycenia rdzenia magnetycznego. Oznacza to, że dokładność jest gwarantowana od najmniejszych wartości prądu do bardzo wysokich. Następną zaletą jest brak medium izolacyjnego, jak olej lub gaz SF6. Instalacja WN i silnoprądowa jest przyłączona tylko do czujnika umieszczonego wysoko na izolatorze wsporczym. Zaś sam izolator jest typu rurowego, przez który przeprowadza się już tylko obwody wtórne w postaci światłowodów. Dzięki temu waga jest niewielka, a transport oraz instalacja łatwe.

Czy potrafi Pan wskazać, jakie tendencje, jeśli idzie o kierunki badań i rozwoju, dominują obecnie w branży instalacji odgromowych i przeciwprzepięciowych? Czy mamy tu do czynienia z wyraźnymi trendami, czy można mówić o kluczowych punktach, na jakich skupia się rozwój innowacji w tej dziedzinie? Moim zdaniem można wyodrębnić kilka charakterystycznych tendencji w zakresie instalacji ochrony przeciwprzepięciowej, a także samych produktów. Po okresie dynamicznych zmian w tej branży, polegających na wprowadzeniu technologii beziskiernikowej i izolacji z polimerów w latach 90. nastąpił znaczny postęp w instalacjach. Zdano sobie sprawę ze znaczenia ochrony przeciwprzepięciowej, z powodu użytkowania coraz bardziej czułych na przepięcia urządzeń. Obecnie widzimy wyraźne trendy u użytkowników stawiających na łatwość montażu, niezawodność urządzeń i skuteczność ochrony. Znacznie podniósł się poziom wiedzy u naszych klientów, co bardzo cieszy. Normalizacja w tym zakresie też nadąża za zmianami, spodziewamy się w krótkim czasie nowej normy przedmiotowej, która będzie szła w kierunku unifikacji standardów głownie europejskich i amerykańskich. Waszymi klientami są między innymi zakłady energetyczne, elektrownie i elektrociepłownie. Dostarczacie im nie tylko poszczególne produkty, ale też oferujecie doradztwo, konsultacje i obsługę urządzeń. Czy można powiedzieć, że taki kompleksowy profil działalności to dziś konieczność? Zgadza się. Nasza firma, jak zresztą wiele z naszej branży oferuje kompleksowe rozwiązanie w zakresie zabezpieczeń przeciwprzepięciowych. Oferujemy klientom dobór konkretnego modelu na podstawie analizy ich warunków sieciowych. Następnie po etapie ofertowania i uzgadniania warunków handlowych dostarczamy produkt, który przechodzi u nas kontrolę – badania wyrobu na każdym egzemplarzu. Po instalacji jesteśmy też gotowi sprawdzić poprawność instalacji i przeprowadzić pomiary. Udzielając gwarancji jesteśmy pewni swoich wyrobów. Przez cały czas trwania tego procesu, nasi klienci wiedzą, że jesteśmy przy nich i oferujemy nasze doświadczenie, wiedzę i gotowość do działania na każdym etapie współpracy. Takie podejście to konieczność w dzisiejszych czasach.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

Jak ocenia Pan rozwój sieci energetycznych w naszym kraju w kontekście wyzwań związanych z ochroną przeciwprzepięciową linii kablowych wysokiego napięcia? Obecnie w Polce z uwagi na rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną, rozwój infrastruktury oraz konieczność zapewnienia stabilnych dostaw energii, realizowane są nowe inwestycje i modernizacje istniejących składników systemu elektroenergetycznego. Powyższe działania stawiają najwyższe wymagania w zakresie projektowania i wykonawstwa, zastosowania wyposażenia i urządzeń w kontekście technicznym i ekonomicznym. Doskonałym przykładem w/w aktywności na rynku jest wyraźny wzrost zapotrzebowania na zastosowanie kabli najwyższych napięć. Dzisiaj systemy

kablowe wysokiego napięcia pozwalają na uniknięcie ingerencji w zastaną infrastrukturę i negatywnego wpływu na krajobraz i środowisko naturalne, zapewniają wysoki stopień bezpieczeństwa i niezawodności. Wzrost zapotrzebowania na tego typu systemy niesie za sobą konieczność zastosowania nowoczesnych metod zapobiegania uszkodzeniom i jest ważniejszy niż kiedykolwiek. W naszej ofercie znajdują się napowietrzne ograniczniki przepięć typu PORXAR-IIN, o parametrach gwarantujących skuteczny poziom ochrony kabli WN wraz z głowicami kablowymi od strony zasilania, oraz ograniczniki wnętrzowe typu PROXAR-IIW do ochrony żył powrotnych kabli WN stosowane w cross-bondingu. Dzięki zastosowaniu wspomnianych ograniczników możemy zapewnić wystarczające warunki ochrony przeciwprzepięciowej, podnosząc niezawodność pracy systemów i wydłużając ich żywotność eksploatacyj-

WYWIAD ną. Protektel zapewnia również wsparcie techniczne w doborze ochrony przeciwprzepięciowej kabli WN. Protektel działa prężnie także w sektorze Smart Grid. Jaka jest Wasza oferta dla tej branży? Nasza oferta w tym zakresie oparta jest głównie o produkty naszego partnera Arteche. Są to głównie sensory pomiarowe i urządzenia PLC w wykonaniu wnętrzowym. Sensory pomiarowe działają podobnie jak opisany wcześniej optyczny przekładnik prądowy. Są to urządzenia produkowane w taki sposób, że ich użytkowanie jest bardzo przyjazne klientom. Dzięki czemu, w każdym momencie sieć jest monitorowana z odpowiednią dokładnością. Informacje te są przekazywane przez sieć energetyczną pomiędzy stacjami dzięki urządzeniom PLC. Urządzenia te wykorzystują infrastrukturę kablową i przewodową do przesyłu pakietów informacji w dowolnym protokole i standardzie BPL, który zapewnia dużą przepustowość. Jesteśmy na etapie wdrażania tych rozwiązań z kilkoma dużymi firmami na naszym rynku. Czy planujecie wprowadzenie kolejnych produktów i rozwiązań w dziedzinie Smart Grid? Koncentrujemy się na implementacji opisanych wcześniej urządzeń. Chcemy rok 2015 dedykować upowszechnianiu wiedzy o naszych produktach w tym zakresie. Naszym zdaniem należy położyć nacisk na kilka kluczowych

zagadnień. Pierwsze z nich to uświadomienie, że Smart Grids nie dotyczy tylko sieci nn, smart metering’u i inteligentnych liczników energii elektrycznej. To także sieci SN i WN, które też stają się coraz bardziej „smart”. Drugą sprawą jest to, że standardy Smart Grids pozwalają na utrzymanie kontroli sieci w czasie rzeczywistym na podstawie otrzymywanych informacji. Ale samo generowanie i przesyłanie oraz odbieranie informacji to za mało. Należy skupić się na wykorzystaniu tych informacji i zaprzęgnięciu ich do czynności operacyjnych. Krótko mówiąc, informacja to jedno, a działanie na podstawie tej informacji to drugie i niezbędne ogniwo w poprawnej pracy Smart Grids. W kwietniu tego roku Protektel gościło na targach Hannover Messe 2014. Wystartowaliście w konkursie firm, które po raz pierwszy wystawiały się na tej imprezie i pokonaliście ponad 40 firm z różnych krajów, zdobywając w nagrodę darmowe stoisko na targach. Proszę powiedzieć, co zdecydowało o takim sukcesie? To ciekawa historia. Otóż otrzymaliśmy zaproszenie do udziału w konkursie poprzez newslettera targów Hanowerskich. Przygotowaliśmy krótką prezentację nt. naszej firmy i zgodnie z zasadami konkursowymi przesłaliśmy ją do organizatora. Po kilku dniach znaleźliśmy się w gronie 40 firm zakwalifikowanych do I etapu. Konkurs polegał na zebraniu największej ilości kliknięć. Po-

Regionalne Seminaria / Szkolenia dla Służb Utrzymania Ruchu www.seminarium.energoelektronika.pl 19.02.2015 - Radom 12.03.2015 - Tarnów 31.03.2015 - Wałbrzych EX 16.04.2015 - Białystok 14.05.2015 - Zielona Góra 18.06.2015 - Trójmiasto Robotyzacja i automatyzacja celem poprawy efektywności produkcji

24.09.2015 - Opole

Diagnostyka i monitoring maszyn w zakładach przemysłowych

22.10.2015 - Poznań EX 03.12.2015 - Toruń Ochrona przepięciowa i systemy gwarantowanego zasilania pomocne w utrzymaniu ciągłości produkcji

Jeżeli jesteś zainteresowany uczestnictwem w Seminarium, zaprezentowaniem produktu lub nowego rozwiązania napisz do nas: marketing@energoelektronika.pl

c js ie a m zon ść nic Ilo gra o

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

informowaliśmy wszystkich klientów, partnerów, przyjaciół i sympatyków naszej firmy. Niestety nie udało się zająć pierwszego miejsca. Byliśmy trzeci. Kiedy już pogodziliśmy się z porażką, okazało się, że jury konkursu kwalifikuje pięć najwyżej notowanych firm do II etapu. I tak znaleźliśmy się w ścisłej czołówce. II etap polegał na indywidualnej ocenie firm przez organizatorów. Decyzja zabrała jury trzy tygodnie. Jak grom z jasnego nieba przyszła informacja tuż przed wigilią 2013 r.: „Protektel został zwycięzcą konkursu. Zapraszamy do udziału”. Było nam bardzo miło, że zostaliśmy dostrzeżeni i wyróżnieni. Podziękowania należą się tym wszystkim, którzy głosowali na nas w pierwszym etapie. Targi były bardzo udane dla nas, zaowocowały kilkudziesięcioma nowymi kontaktami z klientami eksportowymi, z których wyłoniła się grupa kilku klientów, którzy już z nami współpracują. Jakie są plany rozwoju Protektel? Plany możemy podzielić na dwie kategorie. Pierwsza to plany krótkoterminowe na następny rok, maksimum dwa lata. Koncentrujemy się na rozwoju produktowym ze szczególnym uwzględnieniem własnych rozwiązań. Inwestujemy i będziemy inwestować w badania i rozwój, w szeroko zakrojone prace projektowe i współpracę z jednostkami badawczymi. Uzupełniamy nasz park maszynowy poprzez zakup kolejnych urządzeń do produkcji i pomiarów przy udziale funduszy europejskich. Plany długoterminowe zakładają budowę nowej siedziby firmy w Przasnyskiej Strefie Przemysłowej, gdzie mamy już swoją prawie hektarową działkę. W tym roku zakończyliśmy prace projektowe nowej siedziby, niedługo wystąpimy o pozwolenia na budowę. Celem naszej firmy jest rozwój i kreowanie zysku. Dzięki tym głównym zadaniom, które sobie stawiamy, doszliśmy już do tego etapu, że z mikrofirmy przekształcamy się w firmę dojrzałą i ważną na mapie producentów urządzeń dla energetyki. Korzystając z okazji przekazujemy Czytelnikom, Redakcji oraz Wszystkim Klientom i Partnerom naszej firmy najlepsze życzenia świąteczne i noworoczne. Serdecznie dziękuję za rozmowę i życzę pomyślnej realizacji planów oraz udanych świąt i wszystkiego najlepszego w nadchodzącym roku. Rozmawiała Marta Olszewska n

Partnerzy:

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

łączy i przewodzi

Wspaniałych świąt

Bożego Narodzenia spędzonych w ciepłej, rodzinnej atmosferze, samych szczęśliwych dni w nadchodzącym roku oraz szampańskiej zabawy sylwestrowej życzy TECHNOKABEL

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

APATOR - nowości 2014/2015 W ostatnich miesiącach Apator zaprezentował kilka nowych rozwiązań w zakresie aparatury łączeniowej. Cieszyły się one dużym zainteresowaniem zwiedzających podczas targów Energetab w Bielsku-Białej oraz Energetics w Lublinie. Rozłączniki izolacyjne bezpiecznikowe RBP 000 pro Rozłączniki RBP 000 pro zostały zaprojektowane w odpowiedzi na zapotrzebowanie rynku. Szczególnie są polecane w przypadku, gdy jest mało miejsca w rozdzielnicy, a dużo obwodów do ochrony. Szerokość RBP 000 pro jest równa połowie szerokości rozłącznika RBK 00 pro. Pozwala to zainstalować więcej rozłączników RBP 000 pro w rozdzielnicy o tej samej szerokości. Dostępne są następujące wykonania rozłączników RBP 000 pro: do montażu na płycie, na podwójnej szynie DIN oraz wersja do instalowania na system szyn zbiorczych 60 mm. Rozłączniki do montażu na most szynowy 60 mm mogą być wyposażone w osłony zapewniające ochronę przed dotykiem. Rozłączniki RBP 000 pro posiadają dwie głębokości zabudowy od szyn zbiorczych: 70 mm lub 32 mm oraz występują w dwóch odmianach, w zależności od podłączenia kabli odpływowych - z góry lub dołu. Wyrób produkowany jest zgodnie z Dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2011/65/UE dotyczącą ochrony środowiska. » Więcej informacji na www.apator.com

System szynowy 60 mm Oferowany przez Apator System 60 mm to system dystrybucji energii o konstrukcji modułowej dla prądów do 630 A. Zatrzaskowy montaż wszystkich komponentów zapewnia bardzo dużą elastyczność podczas instalacji i rozbudowy. Komponenty Systemu 60 mm stanowią rozłączniki izolacyjne bezpiecznikowe dla wkładek NH: RBP 000-pro-S, RBK 000 pro-S, RBK 00 pro-S, RBK 1 pro-S oraz RBK 2 pro-S; RBD0/60 rozłącznik z bezpiecznikami D02 do instalacji na moście szynowym, RBD0/60 - zabezpieczenie podstawowe z kontrolą stanu wkładek i temperatury. Elementem Systemu 60 mm jest też podstawa bezpiecznikowa E18 dla wkładek D0, adaptery zasilające, wsporniki szyn systemu, adapter do montażu komponentów na szynę TH, przegrody izolacyjne i osłony, a także wkładki bezpiecznikowe D0, których zatrzaskowy pojemnik na zapasowe elementy pozwala na natychmiastową wymianę wkładek i ponowne załączenie obwodu. »Więcej informacji na www.apator.com

Nadzór stacji. System monitorowania rozdzielnicy w SCADA System monitorowania przeznaczony jest do aplikacji, w których istotna jest kontrola stanu zainstalowanych zabezpieczeń. System współpracuje z rozłącznikami ARS pro. Moduły kontroli wkładek bezpiecznikowych kontrolują: stan pojedynczej wkładki, położenie rozłącznika oraz obecność napięć w poszczególnych fazach. Koncentrator Ex-BRG2_SMR poprzez wbudowany modem transmituje do systemu nadzoru informacje z każdego rozłącznika w złączu niskiego napięcia, za pośrednictwem łącza GSM, UMTS, CDMA, TETRA lub łącza stałego. W sieciach GSM/UTMS do wysyłania informacji o przepaleniu wkładki lub zaniku fazy wykorzystywany jest serwis SMS. Koncentrator Ex-BRG2 może retransmitować pomiary z licznika energii ESOX. »Więcej informacji na www.apator.com

Przekładniki prądowe niskiego napięcia typu APA-W i APA-Z Wśród nowych produktów znaleźć można także przekładniki prądowe niskiego napięcia typu APA. Są to przekładniki do montażu na kablu, szynie prądowej, przekładniki z uzwojeniem pierwotnym oraz przekładniki napowietrzne. Ich parametry odpowiadają standardom grup energetycznych oraz są zgodne z obowiązującymi normami PN-EN 61869-1, PN-EN 61869-2 i IEC 60044-1. Nowe produkty charakteryzują się

wymaganymi klasami dokładności, możliwość dodatkowo istnieje możliwość otrzymania świadectwa wzorcowania dla każdego z nich. Apator oprócz standardowych produktów jest w stanie także wykonać przekładniki prądowe niskiego napięcia na specjalne zamówienie, dzięki czemu cała oferta aparatury łączeniowej staje się niezwykle kompleksowa, sprawdzając się tym samym w układach o najwyższym stopniu różnorodności. »Więcej informacji na www.apator.com

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Dzięki Danfoss VLT® AutomationDrive zyskujesz wolność wyboru technologii silnikowej Nowe technologie silników elektrycznych to większa wydajność i energooszczędność w różnych zastosowaniach Dopasowane algorytmy sterowania silnikiem maksymalizują sprawność układu napędowego

Producenci stosują wiele koncepcji konstrukcji silników elektrycznych w celu uzyskania wysokiej sprawności układów napędowych w zastosowaniach przemysłowych, komunalnych i budynkowych. Choć większość technologii silnikowych zapewnia porównywalną sprawność w nominalnym punkcie pracy układu, różnią się pod wieloma względami w obszarze parametrów rozruchowych i charakterystyki pracy pod niepełnym obciążeniem. Dla użytkowników głównym skutkiem dużej różnorodności technologii silników jest potrzeba znalezienia technologii odpowiedniej do danego zastosowania tak, aby zmaksymalizować sprawność energetyczną i uzyskać związane z tym korzyści. W zasadzie prawie wszystkie silniki można eksploatować z regulowaną charakterystyką zasilania określając wymagane napięcie dla poszczególnych prędkości obrotowych lub częstotliwości wyjściowej (charakterystyka napięciowo-częstotliwościowa). Jednak teoretyczną sprawność wynikającą z poszczególnych technologii silnikowych można w praktyce uzyskać z użyciem algorytmów sterowania specjalnie przygotowanych dla danej technologii, w przeciwnym razie nie jest możliwa optymalizacja pracy silnika dla każdego punktu pracy przy zmiennym obciążeniu.

Synchroniczne silniki reluktancyjne

W synchronicznych silnikach reluktancyjnych wykorzystuje się technologię znaną od dawna. W przeszłości były one optymalizowane pod względem momentu obrotowego lub wielkości korpusu, jednak obecnie nacisk w projektowaniu kładzie się sprawność energetyczną. Silniki te wykorzystują siłę re-

luktancji, która wynika ze zmian oporu magnetycznego. Obecnie specjalnie zaprojektowane wycięcia w wirniku prowadzą linie pola magnetycznego wewnątrz wirnika w celu wytworzenia momentu reluktancyjnego z wysoką sprawnością. Synchroniczne silniki reluktancyjne wymagają do pracy przetwornicy częstotliwości.

Algorytm sterowania silnikami reluktancyjnymi już dostępny w standardowej przetwornicy Danfoss VLT®

Jako niezależny producent rozwiązań napędowych, Danfoss stawia na innowacyjny rozwój zapewniający obsługę wszystkich powszechnie stosowanych typów silników. Przetwornice częstotliwości Danfoss dotychczas oferowały algorytmy sterowania zapewniające wysoką sprawność standardowych silników indukcyjnych i silników z magnesami trwałymi (PM), a obecnie, począwszy od VLT® AutomationDrive FC 302, obsługują również synchroniczne silniki reluktancyjne. Ponadto przetwornica częstotliwości VLT® sprawia, że ustawienie programu, dopasowanie algorytmu pracy i uruchomienie takiego silnika przy wdrożeniu do eksploatacji jest równie łatwe, jak w przypadku standardowych silników indukcyjnych. Dzięki połączeniu łatwości użytkowania z dodatkowymi użytecznymi funkcjami, takimi jak automatyczna adaptacja silnika, która mierzy charakterystykę silnika i odpowiednio optymalizuje jego parametry, silnik zawsze pracuje z najwyższą możliwą sprawnością, umożliwiając użytkownikom zmniejszenie zużycia energii i kosztów eksploatacji.

Małe zróżnicowanie układów napędowych w instalacjach

Niemal wszystkie powszechnie stosowane technologie silnikowe bądź niezbędnie wymagają sterownika elektronicznego lub mogą być sterowane

elektronicznie. Rodzi się jednak wtedy pytanie: czy wszystkie silniki można obsługiwać z użyciem zaledwie jednego typu sterownika? Jeżeli nie, użytkownicy i operatorzy ryzykują konieczność stosowania bardzo zróżnicowanych układów. W praktyce oznacza to wyższe koszty szkolenia projektantów i operatorów układów, jak również szerszej bazy serwisowej. Konieczność magazynowania części zamiennych do różnego rodzaju urządzeń to także większe koszty eksploatacji. Możliwość obsługiwania wszystkich typów silników przetwornicą częstotliwości tylko jednego typu jest korzystna dla użytkowników, ponieważ znacznie redukuje wyżej opisane dodatkowe nakłady pracy i środki finansowych przeznaczane na utrzymanie ruchu. Jako niezależny producent przetwornic częstotliwości, Danfoss oferuje rozwiązanie, dzięki któremu możliwe jest sterowanie jednym urządzeniem wszystkich

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Optymalizacja

Silnik indukcyjny klatkowy

Silnik PM z magnesami trwałymi

standardowych silników powszechnie stosowanych w automatyce przemysłowej, komunalnej i budynkowej. Daje to operatorom instalacji możliwość stosowania tego samego interfejsu operatora, tych samych interfejsów układów, tych samych rozszerzeń oraz sprawdzonej, niezawodnej technologii w całym zakresie mocy. Zarządzanie częściami zamiennymi i ich obsługa ulegają uproszczeniu, a koszty szkoleń spadają.

Technologie silnikowe służące spełnieniu wymagań nowych klas sprawności

Maszyny napędzane silnikami elektrycznymi odpowiadają za dwie trzecie zużycia energii w przemyśle. Dzięki zastąpieniu dotychczasowych, mających dziesiątki lat napędów nowoczesnymi technologiami napędowymi, w samych tylko Niemczech w przemyśle i handlu można uzyskać oszczędności rzędu 38 miliardów kilowatogodzin rocznie. W skali europejskiej dałoby to redukcję zużycia o aż 135 miliardów kilowatogodzin, co odpowiada zmniejszeniu emisji CO2 o 69 milionów ton (źródło wszystkich danych: ZVEI, „Motors and controlled drives”). Minimalne poziomy sprawności silników elektrycznych określone są w UE rozporządzeniem (WE) nr 640/2009. Rozporządzenie (UE) nr 4/2014 rozszerza zakres silników elektrycznych objętych tymi regulacjami. Wyżej wspomniane rozporządzenia ustanawiają nowe klasy sprawności, których obecne limity dla IE1 (najniższa klasa) do IE3 zaczerpnięto z normy EN 60034-30. Norma EN 60034-30-1 określa limity dla klasy IE4, które nie zostały ujęte w aktach prawnych. Aby osiągnąć minimalną sprawność przewidzianą dla wielu z tych klas konieczne są zmiany stosowanych technologii silnikowych, jak również wprowadzenie nowych lub usprawnionych technologii silnikowych. W rezultacie użytkownicy mają obecnie do czynienia z różnorodnymi tendencjami na rynku. Muszą również wiedzieć, co oznaczają poszczególne określenia i co poszczególne technologie mają do zaoferowania. Czy każdy silnik jest równie dobry do każdego zastosowania?

Silnik synchroniczny reluktancyjny

W dużym skrócie Obecnie dostępne technologie silnikowe to: yy Standardowy silnik indukcyjny yy Silnik z wirnikiem miedzianym yy Silnik z magnesami trwałymi yy Silnik EC (przypadek szczególny) yy Silnik z magnesami trwałymi o rozruchu bezpośrednim yy Synchroniczny silnik reluktancyjny Wiele silników i napędów elektrycznych marnuje energię z powodu pracy w nieoptymalnym zakresie. W związku z tym konstruktorzy silników elektrycznych przywiązują coraz większą wagę do optymalizacji skutków środowiskowych pracy niedociążonych regulowanych układów, a w szczególności ich sprawności energetycznej. Obecnie wiele silników jest przewymiarowanych w wyniku stosowania „marginesu ostrożności” w projektowaniu i planowaniu, a zatem w większości przypadków pracuje pod obciążeniem niższym niż znamionowe. Silniki takie pracują ze zmniejszoną prędkością obrotową i zmniejszonym momentem obrotowym. Kolejnym aspektem zgodności środowiskowej silników elektrycznych jest ich wielkość mechaniczna. Zmniejszenie wymiarów silników zmniejsza ilość materiałów zużywanych podczas produkcji oraz koszty utylizacji. Stosowanie silników o większej sprawności wprowadza nowy aspekt do rozważań na temat stosowania przetwornic częstotliwości. Po pierwsze, sterowanie prędkością możliwe dzięki przetwornicy częstotliwości daje ogromne możliwości zmniejszenia zużycia energii i kosztów. Po drugie, niektóre technologie silnikowe mogą być stosowane tylko wraz z tą techniką. Podczas łączenia przetwornicy częstotliwości z silnikiem wstępną orientację zapewniają dane o mocy w kW. Do pełnego dostrojenia trzeba jednak jeszcze dopasować niezbędne prądy lub moce pozorne (dotyczy to w szczególności synchronicznych silników reluktancyjnych!). Ważne jest, by przetwornica częstotliwości była w stanie obsługiwać przeciążenia niezbędne w danym zastosowaniu. Wynoszą one zwykle 110% w przypadku wentylatorów i pomp oraz 160% w przypadku przenośników taśmowych lub podnośników.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

Jeżeli stosowana jest przetwornica częstotliwości o jeden rozmiar większa niż potrzebna do danego zastosowania, na przykład w celu obsługi większego przeciążenia, nie ma to negatywnego wpływu na zużycie energii, ze względu na wyższą sprawność większej przetwornicy. Inaczej jest w przypadku silnika, ponieważ przewymiarowanie ma znacznie poważniejsze skutki. W zależności od konstrukcji silnika, sprawność w punkcie pracy danego zastosowania może być nawet większa niż przy obciążeniu pełnym w przypadku wyboru większego silnika.

Przetwornice częstotliwości, w których wykorzystuje się metody sterowania dostosowane do technologii silnikowej zapewniają idealne namagnesowanie podczas pracy, między innymi pod obciążeniem niepełnym. Dotyczy to również (mocno) zmiennych obciążeń. Na przykład w przetwornicach częstotliwości firmy Danfoss do silników PM stosuje się koncepcję MTPA (maksymalnego ilorazu momentu elektromagnetycznego i prądu stojana), która zapewnia największą z możliwych sprawność silnika każdej konstrukcji.

Więcej informacji

Większość standardowych silników trójfazowych na rynku pracuje bez żadnych problemów z nowoczesnymi przetwornicami częstotliwości. W procesie wyboru i instalacji użytkownicy powinni uwzględniać charakterystykę poszczególnych technologii. Więcej informacji o projektowaniu bezpiecznych i sprawnych rozwiązań napędowych można uzyskać w praktycznych instrukcjach planowania firmy Danfoss. Przetwornice częstotliwości VLT® stosowane są w różnorodnych zastosowaniach na całym świecie. Specjaliści Danfoss VLT Drives służą klientom obszerną wiedzą specjalistyczną związaną z określonymi zastosowaniami. Kompleksowe doradztwo i szybka obsługa zapewniają optymalne rozwiązanie oferujące wysoką niezawodność i dostępność. n www.danfoss.pl/napedy

Zapraszamy do zapoznania się z naszym nowym produktem nagrodzonym na Targach EXPOPOWER 2014

Zintegrowany zespół do kompensacji prądów ziemnozwarciowych BS KKZ

Wesoych Świąt Bożego Narodzenia i szczęśliwego Nowego Roku

2015

Bezpol Sp. z o.o. ul. Partyzantów 21 42-300 Myszków

www.bezpol.pl bezpol@bezpol.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Nowoczesna stacja transformatorowa W dobie ciągłego rozwoju gospodarczego priorytetem jest niezawodność oraz parametry dostarczanej energii elektrycznej. Zakłady produkcyjne, budynki użyteczności publicznej, czy też hipermarkety szukają innowacyjnych rozwiązań, które pozwoliłyby im zwiększyć swoje oszczędności w czasach, kiedy energia elektryczna stale drożeje. Zwracają się dlatego też coraz częściej w stronę źródeł energii odnawialnej, odwracając się od dotychczas stosowanych stacji transformatorowych. Dlaczego tak się dzieje?

ozwiązania w temacie stacji transformatorowych są raczej tradycyjne. Projektowanie zasilania elektroenergetycznego dla indywidualnych odbiorców oparte jest tylko i wyłącznie o katalogi i wyroby wyprodukowane na potrzeby zakładów energetycznych. Instalacja stacji transformatorowej polega na umiejscowieniu jej w granicy działki i podłączeniu kablami średniego

napięcia do sieci energetycznej, skąd następnie kablami niskiego napięcia prąd dostarczany jest do końcowego odbiorcy. Wymusza to w pewien sposób stosowanie drogich kabli nn, na których powstają duże straty energii elektrycznej, a co za tym idzie – zwiększenie kosztów stałych przedsiębiorstwa. Bardziej opłacalnym rozwiązaniem zarówno dla Inwestora jak i Wykonawcy

jest umieszczenie stacji transformatorowej wewnątrz budynku. Energia elektryczna doprowadzana jest wówczas bezpośrednio do odbiorcy kablami SN, które są tańsze od kabli nn. Dodatkowo na kablach średniego napięcia powstają mniejsze straty energii elektrycznej. Mało kto dotychczas zastanawiał się nad opłacalnością takiego rozwiązania, więc poddajmy je wnikliwej analizie.

Wymierna korzyść finansowa polegająca na wyeliminowaniu drogich kabli nn 0,4 kV Założenia Tradycyjna stacja transformatorowa Odległość od budynku Cena 1 mb kabla YKXS 4x185 Koszt zakupu (2 x 190 m x 446,32 zł) Koszt ułożenia kabla ŁĄCZNY KOSZT BUDOWY

190 m 446,32 zł 169 601,60 zł 15 200,00 zł 184 801,60 zł

Wnętrzowa stacja transformatorowa Odległość od przyłącza energ. Cena 1 mb kabla YHAKXS 70 Koszt zakupu (3 x 190 m x 39,43 zł) Koszt ułożenia kabla ŁĄCZNY KOSZT BUDOWY

190 m 93,43 zł 22 475,10 zł 19 200,00 zł 41 675,10 zł

Uzyskana, wymierna korzyść finansowa przy budowaniu zakładowej sieci energetycznej z wykorzystaniem wnętrzowej stacji transformatorowej wynosi 143 126,50 zł Jest to kwota, o którą wykonawca może pomniejszyć wycenę budowy, przez co jego oferta stanie się bardziej atrakcyjna dla Inwestora.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Wymierna korzyść finansowa polegająca na obniżeniu kosztów stałych przedsiębiorstwa poprzez zmniejszenie strat w przesyle energii elektrycznej. Założenia Tradycyjna stacja transformatorowa Układ Pracy TN-C Zapotrzebowana moc P= 550 kW cos φ= 0,93 In= 854,62 A Kabel 2 x YKXS4 x 185 Obciążalność kabla Idd= 910 A

Wnętrzowa stacja transformatorowa Transformator 630 kVA Zapotrzebowana moc P= 550 kW cos φ= 0,93 Un= 15 kV Prąd - obciążenia Id= S/√3 Un cos φ Id= 22,78 A Kabel 3 x YHAKXS1 x 70 Obciążalność kabla Idd= 275 A

Spadek napięcia i straty w przesyle są wyliczone wg wzorów:

gdzie: l – jednokrotna długość przewodu [m] – 80 m A – przekrój pojedynczego przewodnika [mm2] – 150 mm2 χ – przewodność właściwa , miedź χ = 57 [m/Ωmm2]

Założenia c.d. Tradycyjna stacja transformatorowa Długość linii kablowej 190 m Obliczony spadek napięcia 13,32 V Straty dla przesyłu mocy 19,69 kW Średnia cena 1 kWh 0,51 zł netto 24 h na dobę Czas pracy zakładu 31 dni w miesiącu Strata w przesyle mocy 14 649,36 kWh Wartość strat w ciągu jednego mie7 471,17 zł netto siąca Wartość strat w ciągu jednego roku 89 654,04 zł netto Wartość strat w ciągu 10 lat 896 540,40 zł netto

Wnętrzowa stacja transformatorowa Długość linii kablowej 190 m Obliczony spadek napięcia Straty dla przesyłu mocy 0,127 kW Średnia cena 1 kWh 0,51 zł netto 24 h na dobę Czas pracy zakładu 31 dni w miesiącu Strata w przesyle mocy 94,488 kWh Wartość strat w ciągu jednego mie48,19 zł netto siąca Wartość strat w ciągu jednego roku 578,28 zł netto Wartość strat w ciągu 10 lat 5782,80 zł netto

Uzyskana, wymierna korzyść finansowa wynosi 890 757,60 zł w ciągu 10 lat. Jak więc widzimy, zabudowanie wnętrzowej stacji transformatorowej w budynku jest rozwiązaniem nieporównywalnie bardziej opłacalnym dla Wykonawcy – zmniejsza koszty budowy, oraz daje wymierną korzyść dla Inwestora - zmniejsza koszty eksploatacji obiektu. Wśród dostępnych na rynku stacji transformatorowych jedynie opatentowana, przemysłowa stacja transformatorowa spełnia wymagania przemysłu w obniżaniu kosztów. Przemysłowe stacje transformatorowe ICZ-

-E (Inteligentne Centrum Zarządzania Energię) są produkowane przez polską firmę Elektrobud SA. Zabudowa stacji transformatorowej na hali produkcyjnej zwiększa możliwości zagospodarowania terenu oraz wpływa na estetykę i bezpieczeństwo. Cena przemysłowych stacji transformatorowych ICZ-E jest porównywalna z cenami tradycyjnych stacji transformatorowych. Jakość stacji potwierdzona jest Certyfikatem Instytutu Elektrotechniki w Warszawie nr 10/28/NBR/2011. Przemysłowa stacja transformatorowa została opatentowana pod numerem 14690 w Unii

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

Europejskiej. ICZ-E realizuje strategię Europa 2020 – gospodarka niskoemisyjna poprzez zmniejszenie zużycia energii elektrycznej. Została również wyróżniona godłem „Eko-Inspiracja 2013” w kategorii produkt. Dodatkowym czynnikiem przemawiającym na korzyść stacji transformatorowych ICZ-E jest to, że oferująca je firma Elektrobud SA jest w stanie wyliczyć wymierną wyliczalną korzyść finansową, którą uzyska klient, wybierając jej innowacyjne rozwiązanie. www.elektrobud.pl n

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Oszczędność w cenie Jednym stacje transformatorowe kojarzą się z betonowymi „klockami”, innym ze słupami usytuowanymi przy ulicach. Swoimi kształtami – przeważnie archaicznymi – dość specyficznie wpisują się w otoczenie. Wiadomo, że chcemy mieć prąd, ale czy na pewno musi to tak wyglądać?

nstalacja stacji transformatorowej polega na umiejscowieniu jej w granicy działki i podłączeniu kablami średniego napięcia do sieci energetycznej, skąd następnie kablami niskiego napięcia prąd dostarczany jest do końcowego odbiorcy. Jest to standardowe rozwiązanie w przypadku firm energetycznych dostarczających prąd. Mało kto jednak zastanawia się nad opłacalnością tego typu przyłącza, dlatego spróbujemy to przeanalizować. Załóżmy, iż stacja transformatorowa znajduje się w odległości 190 m od budynku, do którego mamy doprowadzić energię elektryczną. Koszt podłączenia kabli niskiego napięcia (obejmujący cenę zakupu kabli oraz ich ułożenia) wyniesie według cennika 184 480,60 zł. Gdy zakład pracuje 24 godziny na dobę przez siedem dni w tygodniu, to na takim odcinku generujemy straty w zużyciu energii elektrycznej w wysokości 7 471,17 zł miesięcznie a 89 654,08 zł rocznie, co daje aż 896 540,83 zł strat w okresie 10 lat! W dobie żarówek energooszczędnych, domów pasywnych wykorzystujących odnawialne źródła energii i zyskującej z każdym rokiem na popularności modzie na ekologię, nasuwa się pytanie, w jaki sposób można by było zredukować te straty?

Skutecznym rozwiązaniem jest przeniesienie stacji transformatorowej do siedziby zakładu czy też firmy, możliwie jak najbliżej maszyn i urządzeń. Funkcję taką spełniają przemysłowe stacje transformatorowe ICZ-E. Dzięki ich zastosowaniu eliminujemy konieczność zakupu drogich kabli niskiego napięcia, które zastępujemy tanimi kablami średniego napięcia. Przy założeniu, iż przemysłowa stacja transformatorowa ICZ-E oddalona jest od sieci energetycznej o 190 m, wspomniany wyżej koszt podłączenia kabli średniego napięcia (zakup i koszt ułożenia) zmniejsza się do 41 675,10 zł. Redukcji ulegają także straty w przesyle energii elektrycznej. Zakład pracujący 24 godziny na dobę przez siedem dni w tygodniu zmniejsza straty do kwoty 48,19 zł miesięcznie, co daje roczną kwotę strat w wysokości 578,27 zł oraz kwotę 5782,70 zł za okres 10 lat. Różnica w zmniejszeniu strat w przesyle energii elektrycznej, jaką uzyskuje się przy wykorzystaniu przemysłowej stacji transformatorowej ICZ-E w porównaniu do standardowej stacji transformatorowej, jest diametralna. Wśród dostępnych na rynku stacji transformatorowych jedynie opatentowana przemysłowa stacja transformatorowa spełnia wymagania przemysłu

w obniżaniu kosztów stałych. Przemysłowe stacje transformatorowe ICZ-E (Inteligentne Centrum Zarządzania Energię) są produkowane przez polską firmę Elektrobud SA. Zabudowa stacji transformatorowej na hali produkcyjnej zwiększa możliwości zagospodarowania terenu oraz wpływa na estetykę i bezpieczeństwo. Cena przemysłowych stacji transformatorowych ICZ-E jest porównywalna z cenami tradycyjnych stacji transformatorowych. Jakość stacji potwierdzona jest Certyfikatem Instytutu Elektrotechniki w Warszawie nr 10/28/NBR/2011. Przemysłowa stacja transformatorowa została opatentowana pod numerem 14690 w Unii Europejskiej. ICZ-E realizuje strategię Europa 2020 – gospodarka niskoemisyjna poprzez zmniejszenie zużycia energii elektrycznej. Została również wyróżniona godłem „Eko-Inspiracja 2013” w kategorii produkt. Dodatkowym czynnikiem przemawiającym na korzyść stacji transformatorowych ICZ-E jest to, że oferująca je firma Elektrobud SA jest w stanie wyliczyć wymierną wyliczalną korzyść finansową, którą uzyska klient, wybierając jej innowacyjne rozwiązanie. www.elektrobud.pl n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Elastyczność rozwiązań w rozdzielnicach niskiego napięcia z rozłącznikami SASILplus Firma JEAN MÜLLER jest od ponad 20 lat producentem rozłączników z bezpiecznikami typu SASIL, a od 3 lat oferuje coraz szerszy program aparatów nowej generacji SASILplus. Rozłączniki SASIL znalazły zastosowanie w tysiącach rozdzielnic na całym świecie, głównie w takich obiektach jak biurowce, centra handlowe, szpitale, hotele, elektrownie tradycyjne i jądrowe, lotniska, jak też w najróżniejszych gałęziach przemysłu – szczególnie w branży chemicznej, motoryzacyjnej i maszynowej. Również w Polsce przez ostanie kilkanaście lat zainstalowano rozłączniki SASIL w ponad 200 obiektach i zakładach. Rozdzielnice z rozłącznikami SASILplus oferują wiele zalet trudnych do osiągnięcia przy zastosowaniu innych aparatów.

a rynku dostępne są dziesiątki typów standardowych rozdzielnic dostosowanych specjalnie do montażu rozłączników SASIL oferowanych przez kilkudziesięciu producentów. Mogą to być przykładowo rozdzielnice budowane na licencji jak MODAN (EATON), OKKEN (Schneider Electric), SEN (General Electric), SIVACON (Siemens), jak też rozdzielnice z przeprowadzonymi przez producentów badaniami typu z rozłącznikami SASIL dostępne dla każdego np. Prisma Plus (Schneider Electric), X-Energy (EATON) czy też rozdzielnice takich firm jak SCHRACK czy RITTAL. Zaletą rozłączników SASILplus jest bardzo łatwy i szybki montaż, standaryzacja części, bezpieczeństwo obsługi dzięki mechanizmowi migowemu, łatwość dowolnej rekonfiguracji i rozbudowy oraz wytrzymałość na wysokie prądy zwarciowe. Rozłączniki SASILplus są wytwarzane dla wkładek topikowych typu NH o wielkości 000/00, 1, 2 i 3 (do 630A) dla prądu przemiennego o napięciu 400V, 500V i 690V (wykonanie specjalne do 1000V) oraz prądu stałego o napięciu 220V i 440V. Stosuje się je w rozdzielnicach głównych i pomocniczych do ochrony przewodów i kabli oraz zabezpieczania pojedynczych silników elektrycznych. Przy znamionowym napięciu roboczym 400 i 500V AC aparaty SASILplus w wy-

konaniu H należą do kategorii użytkowej AC-23 i przy odpowiedniej konstrukcji rozdzielnicy mają zdolność załączania na warunkowy znamionowy prąd zwarciowy do 120 kA (jest to dużo więcej niż wytrzymałość zwarciowa popularnych wyłączników kompaktowych), natomiast w wykonaniu N należą do kategorii AC-22 i wytrzymują prąd zwarciowy do 55 kA. Ponieważ są to aparaty z wkładkami topikowymi, to w przypadku zwarcia wymienia się tylko bezpieczniki i aparat jest jak nowy – w przypadku wyłączników kompaktowych każde duże zwarcie uszkadza częściowo aparaty w skutek działania sił elektrodynamicznych i często po 2-3 zwarciach należałoby wymienić taki wyłącznik na nowy. Najpopularniejsze wykonania SASILplus są dostosowane do bezpośredniego połączenia z 3 szynami o grubości 10 mm (szerokość szyn od 40 do 100 mm) i rozstawie 185 mm, aczkolwiek dostępne są też wykonania specjalne jak np. na szyny o rozstawie 60 mm, aparaty sprzęgłowe do łączenia 2 systemów szyn zbiorczych, podwójne rozłączniki do 1000A, wykonania 4 biegunowe i 2 biegunowe na prąd stały. Rozdzielnice z tymi aparatami zapewniają oszczędność miejsca i kosztów - przy montażu poziomym istnieje możliwość zainstalowania jako zabezpieczenia odpływów nawet ponad 20 rozłączników

SASILplus w jednym polu o sumie prądów do 1600-2300A (decydują o tym wyniki badania typu rozdzielnicy).

Rekonfiguracja rozdzielnicy Projektując rozdzielnicę często trudno przewidzieć, jakie nowe maszyny i urządzenia zostaną podłączone w przyszłości. Wielką zaletą rozdzielnic z aparatami SASILplus jest olbrzymia elastyczność rozwiązań zarówno na poziomie projektowania, montażu, jak i późniejszych zmian w konfiguracji. Wszystkie rozłączniki SASILplus mają taką samą szerokość i głębokość, w zależności od wielkości różnią się jedynie wysokością: wielkość 00 (do 160A) ma 50 mm, rozmiar 1 (do 250A) ma 75 mm a wielkość 2 (400A) i 3 (630A) po 150 mm. Aparaty wsuwa się jak szuflady w tzw. prowadnice, które przykręcane są do profili montażowych o rastrze 25 mm. Elastyczność zmian można przedstawić na przykładzie rozdzielnic, które zainstalowane są w halach targów międzynarodowych w Hannowerze: w jednym tygodniu odbywa się wystawa ciężkich maszyn i w rozdzielnicy instaluje się kilka rozłączników o wielkości 2 (400A) lub 3 (630A), a w następnym tygodniu będzie wiele małych stoisk i potrzeba będzie dużo rozłączników SASILplus o wielkości 00 (160A). Wprawny elek-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY tryk w ciągu ok. 1-2 godzin wymontuje duże rozłączniki wraz z prowadnicami (odkręca od frontu po 2 śrubki na każdy aparat) i w to samo miejsce zamontuje rozłączniki o wielkości 00. W nowych rozłącznikach SASILplus można też samemu w prosty sposób wymieniać jedne przekładniki na inne (rozłączniki SASILplus mogą być wyposażone w 1, 3 lub 4 przekładniki o prądzie wtórnym 1A lub 5A, klasy 1, 0,5, 0,5s i specjalne 0,2 - w zakresie 50-600A) czy amperomierze 48x48 mm (elektromagnetyczne lub bimetalowe), dodać elektroniczną kontrolę stanu bezpieczników czy też wskaźnik stanu załączenia i wtyczkę wyprowadzającą dane pomiarowe na zewnątrz. Jedną z podstawowych zalet rozłączników SASILplus jest to, że przy odpowiedniej budowie rozdzielnicy (przy zastosowaniu osłon szyn zbiorczych i przyłączy) można dokonywać montażu, napraw i zmian w konfiguracji bez potrzeby odłączania rozdzielnicy od sieci elektrycznej.

Bezpieczeństwo obsługi Rozłączniki SASILplus dzięki wkładkom topikowym i mechanizmowi migowemu są bezpieczne dla obsługujących je osób i mogą być załączane i rozłączane pod napięciem przez osoby nieprzeszkolone w zakresie obsługi urządzeń

elektrycznych. Jest to bardzo istotne przy eksploatacji urządzeń, gdyż zwykle tylko wykwalifikowani elektrycy mogą dokonywać operacji przy rozdzielnicach pod napięciem, a czasami zachodzi potrzeba pilnego wyłączenia zasilania. Aparat można otworzyć wyłącznie w stanie rozłączonym, co dzięki zastosowaniu podwójnego rozłączania (przed i za bezpiecznikiem) zapewnia pełne bezpieczeństwo obsługi .W stanie zabudowanym jest zapewniony stopień ochrony IP 40 od frontu, natomiast przy otwartej klapie rozłącznika oraz po wyjęciu aparatów pomiędzy obszarem zabudowy a szynami i obszarem przyłączy kabli IP20, jeżeli przy konstruowaniu rozdzielnicy zastosowano system osłon przyłączy kabli i szyn pola. Specjalna blokada z boku uniemożliwia wsunięcie lub wysunięcie rozłącznika w stanie załączonym.

Pomiary prądu i ich wizualizacja Kolejnym ważnym elementem w rozłącznikach SASILplus jest możliwość zbierania danych elektrycznych i ich wyprowadzenie na zewnątrz. Najprostszym sposobem jest wyprowadzenie przez wtyczkę toru sygnalizacyjnego danych o prądzie zmiennym z 1 lub 3 przekładników o klasie dokładności 1, 0,5 lub 0,2 i prądzie wtórnym 5A lub 1A, ze styków pomocniczych informacji o stanie załączenia oraz z modułu kontroli stanu bezpieczników sygnału o ewentualnym przepaleniu się wkładki. W rozłącznikach na prąd stały instaluje się do pomiarów boczniki zamiast przekładników. Dane o prądzie można wyprowadzać bezpośrednio na mierniki lub analizatory sieci instalowane w rozdzielnicy, czy też tworzyć bardziej skomplikowane systemy. Przykładowo JEAN MUELLER POLSKA oferuje m.in. odpowiednie produkty firmy LUMEL z Zielonej Góry, takie jak przetworniki z wyjściem RS-485 MODBUS, analizatory parametrów sieci, wyświetlacze jako panele operatorskie oraz oprogramowanie w języku polskim do wizualizacji i analizy danych ze wszystkich odpływów na komputerze. Podsumowując można stwierdzić, że rozłączniki z bezpiecznikami SASILplus są najnowocześniejszymi aparatami tego typu na rynku i spełniają wysokie wymagania stawiane nowoczesnym rozdzielnicom niskiego napięcia, zarówno w zakresie bezpieczeństwa, wygody obsługi, elastyczności rozwiązań jak i zbierania danych pomiarowych. Autor: Zbigniew Błażejewski n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

• • • • • • • • • • • • • •

rozłączniki bezpiecznikowe skrzynkowe typu LTL wielkość 000-4a (do 1600A) rozłączniki bezpiecznikowe listwowe typu SL wielkość 00-3 (do 2000A) listwy bezpiecznikowe typu L wielkość 00-3 (do 1000A) system komponentów C I O I S I M I O® do 630A, na szyny zbiorcze o rozstawie 60 mm zaciski szeregowe, kablowe i transformatorowe z osłonami rozłączniki z bezpiecznikami typu SASILplus wielkość 00-3 (do 1000A) rozłączniki i odłączniki do 160kA firmy MERSEN przekładniki prądowe niskiego napięcia, amperomierze analogowe i analizatory sieci podstawy bezpiecznikowe natablicowe i na szyny wkładki topikowe niskiego napięcia (NH, D, D0, cylindryczne, przykręcane) - zwłoczne i szybkie do ochrony półprzewodników wkładki topikowe, podstawy i rozłączniki SN obudowy poliestrowe KVS i NKVS ograniczniki przepięć firmy CITEL iskierniki gazowe firmy CITEL

JEAN MUELLER POLSKA Sp. z o.o. ul. Krótka 4 • 02-293 Warszawa tel. 22 751 79 01 • faks 22 751 79 03 www.jeanmueller.pl www.bezpieczniki.com www.przekladnik.pl 23 info@jeanmueller.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Przeznaczenie, wymagania i sposób działania automatyki samoczynnego częstotliwościowego odciążania W artykule przedstawiony jest negatywny wpływ i metody przeciwdziałania spadkowi częstotliwości w systemie elektroenergetycznym, zwłaszcza automatyka samoczynnego częstotliwościowego odciążania. Zamieszczone są wymagania dotyczące automatyki SCO, zawarte w wytycznych ENSTO-E oraz operatorów systemu przesyłowego i dystrybucyjnego. Opisane jest zachowanie się układów SCO o konwencjonalnych oraz rozwojowych wielkościach kryterialnych w stanach dużego deficytu mocy. Przedstawiona została przykładowa realizacja automatyki SCO na mikroprocesorowych sterownikach polowych produkcji JM-Tronik. Obniżenie częstotliwości napięcia w systemie elektroenergetycznym i środki przeciwdziałające Głównym celem funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (SEE) jest zapewnienie odbiorcom bezprzerwowej dostawy energii elektrycznej przy zachowaniu jej parametrów jakościowych i niezawodności dostawy na odpowiednim poziomie [1]. Ciągła realizacja zadań przez SEE wymaga zachowania stabilności, przy czym ze względu na rodzaje zjawisk i wielkości opisujących SEE można wyróżnić stabilność: yy kątową (zachowanie synchronizmu generatorów synchronicznych), yy napięciową (utrzymanie wartości napięć w węzłach SEE na odpowiednim poziomie), yy częstotliwościową (utrzymanie częstotliwości napięcia w SEE w dopuszczalnym zakresie). Utrzymanie częstotliwości w SEE na stałym poziomie jest możliwe tylko przy zbilansowaniu mocy czynnej, wytwarzanej przez jednostki wytwórcze z sumą mocy pobieranej przez odbiory energii i mocy strat związanych z pracą systemu. Spadek częstotliwości napięcia jest przejawem zbyt małej wartości wytwarzanej mocy czynnej. Przy wystąpieniu względnie małego deficytu mocy czynnej w SEE nastąpi płynne zmniejszenie się częstotliwości do wartości ustalonej (płynność zmian związana jest z oddawaniem energii przy spowalnianiu mas wirujących turbozespołów). Praca systemu przy częstotliwości mniejszej od znamionowej

nie jest dopuszczalna długotrwale, gdyż jest szkodliwa dla łopatek turbozespołów, zmniejsza się moment napędowy silników asynchronicznych i wzrasta natężenie pola magnetycznego w maszynach elektrycznych. Spadek częstotliwości przy względnie małym deficycie mocy czynnej może być kompensowany przez [2]: yy reakcję regulatorów pierwotnych i wtórnych turbin, yy przejście generatorów szczytowo-pompowych do pracy generatorowej, yy uruchomienie turbin gazowych, yy załączenie turbozespołów oczekujących w rezerwie wirującej, yy automatyczne zwiększenie importu energii z współdziałających systemów elektroenergetycznych. Wymienione sposoby kompensacji spadku częstotliwości w SEE mogą dawać niewystarczające efekty i mieć zbyt długi czas reakcji podczas wystąpienia dużego deficytu mocy czynnej. W taki przypadku konieczna jest reakcja automatyki samoczynnego częstotliwościowego odciążania (SCO), której działanie polega na zmniejszeniu pobieranej mocy w SEE poprzez odłączenie części odbiorców. Zadziałanie każdego ze stopni automatyki powoduje stopniowe zmniejszenie tempa spadania częstotliwości lub nawet jej wzrost. W praktyce, do poprawnego działania automatyki SCO, wymagane jest ustalenie liczby stopni automatyki i ich nastaw, przyporządkowania odbiorów do konkretnych stopni SCO z uwzględnieniem mocy szczytowej i konsekwencji zaniku zasilania tych odbiorów [2]. Przy

działaniu automatyki SCO muszą być zachowane wymagania: yy częstotliwość nie może obniżyć się poniżej granicy bezpieczeństwa turbin parowych i silników potrzeb własnych, yy wahania mocy czynnej po wyłączeniu od układów SCO muszą być zawarte w granicach zakresu regulatorów pierwotnych turbozespołów, yy odłączenie odbiorów nie może powodować nadmiernego wzrostu napięcia w węzłach sieci, yy krótkotrwałe zmniejszenie się częstotliwości np. podczas zwarć nie powinno powodować zadziałania SCO. W przypadku nagłego wystąpienia dużego deficytu mocy czynnej w SEE, kluczowe jest prawidłowe zadziałanie automatyki SCO, gdyż może nastąpić lawinowe załamanie się częstotliwości. Spadek częstotliwości powoduje zmniejszenie się momentu napędowego silników potrzeb własnych bloków energetycznych a w konsekwencji zmniejszenie mocy dyspozycyjnej bloków wytwórczych. Dodatkowo, przy spadku częstotliwości do wartości około 47,5 Hz pobudzają się zabezpieczenia turbozespołów, których zadziałanie powoduje przejście bloków na zasilanie jedynie potrzeb własnych, pogłębiając deficyt mocy czynnej w SEE. Turbiny gazowe i elektrownie wiatrowe mogą mieć jeszcze wyższy próg częstotliwości pracy wynoszący nawet 49 Hz [3]. W sytuacji zagrożenia utraty stabilności SEE mogą zadziałać zabezpieczenia rozcinające system elektroenergetyczny na kilka podsystemów. Powstałe po rozcięciu wyspy przeważnie cechują się

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE niezbilansowaniem mocy czynnej, co wiąże się z koniecznością zastosowania środków zmniejszających lub zwiększających częstotliwość. W takim przypadku automatyka SCO działa niezależnie dla wszystkich podsystemów, które są z powrotem sprzęgane po usunięciu zaburzeń i powrotnym zsynchronizowaniu napięć. Zakłady przemysłowe posiadające możliwość generacji energii elektrycznej mogą odłączyć się od systemu elektroenergetycznego podczas spadku częstotliwości i przejść na pracę wyspową, podczas której bilansują moc czynną we własnym zakresie.

Wytyczne dotyczące automatyki SCO Europejska Sieć Operatorów Elektroenergetycznych Systemów Przesyłowych (ENSTO-E), do której należy PSE S.A., określa wytyczne dotyczące automatyki SCO stosowanej w powiązanych SEE [4, 5]. Pobudzenie pierwszego stopnia SCO jest dopuszczalne dla częstotliwości w zakresie od 49,2 Hz do 49 Hz, przy czym dla 49 Hz powinno nastąpić odłączenie odbiorów o wartości przynajmniej 5% mocy szczytowej. Wymagane jest takie rozłożenie stopni automatyki aby zadziałanie stopni SCO zawartych w zakresie od 49 Hz do 48 Hz powodowało odłączenie odbiorów o łącznej wartości 50% mocy szczytowej, ale nie zaleca się odłączenia w jednym stopniu więcej niż 10% mocy. Dokładne rozłożenie stopni SCO pozostawione jest w kwestii operatora systemu przesyłowego (OSP), ale zalecane jest rozmieszczenie stopni przy zachowaniu różnic częstotliwości zadziałania nie większych niż 200 mHz. Wymagany czas własny zadziałania SCO, łącznie z otwarciem wyłączników, powinien być nie większy niż 350 ms, a błąd pomiaru częstotliwości nie większy niż 100 mHz. Zabronione jest odłączanie bloków wytwórczych od SEE w celu ich ochrony przy częstotliwościach większych niż 47,5 Hz. Rys. 1 przedstawia wymagania ENSTO-E do mocy odciążania w funkcji częstotliwości odłączanych przez automatykę SCO. Linia pomiędzy obszarami 1 i 2 określa minimalną dopuszczalną charakterystykę SCO. Charakterystyka działania SCO najlepiej powinna zawierać się w obszarze 2. Może ona przecinać obszar 3 ale jest to niezalecane z powodu potencjalnie szkodliwego wpływu na współpracujące systemy elektroenergetyczne. W obszarze 4 powinny zostać wykorzystane inne środki zaradcze przeciw zmniejszaniu się częstotliwości. Wymagania zostały sformułowane przy

∆Ps Ps 50% 40%

30% 20%

10% 0%

47,4 47,6 47,8

48,2 48,4 48,6 48,8

49,2 49,4 49,6 49,8

f, Hz

Rys. 1. Przedstawienie graficzne wytycznych ENSTO-E do charakterystyk mocy odciążania w funkcji częstotliwości przy zadziałaniu SCO: 1 – obszar zabroniony, 2 – obszar rekomendowany, 3 – obszar niezalecany, 4 – obszar zbędny. Opracowano na podstawie [5].

założeniu, że pobudzenie zabezpieczeń podczęstotliwościowych bloków następuje przy częstotliwości 47,5 Hz. Wymóg stosowania urządzeń EAZ realizujących automatykę SCO w sieciach o napięciu znamionowym 6 kV i wyższym, zawarty jest w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego [6]. Plan wyłączeń odbiorów od automatyki SCO opracowywany jest przez OSP i OSD w stosunku do odbiorców przyłączonych do operatora danego systemu przesyłowego i dystrybucyjnego. Przyłączeni odbiorcy powinni przekazać operatorowi informacje o parametrach zainstalowanej automatyki SCO i mogą być skontrolowani pod kątem realizacji wymagań do SCO. Wymienione rozporządzenie określa, że urządzenia realizujące automatykę SCO powinny działaś według standardów zdefiniowanych przez OSP. Wymagania zawarte w IRiESP [7] dotyczące urządzeń EAZ realizujących automatykę SCO są następujące (punkt 2.2.3.7.36): yy możliwość nastawienia wartości częstotliwości zadziałania z zakresu od 47 Hz do 50 Hz ze zmianą skokową co 0,05 Hz; yy możliwość nastawienia zwłoki czasowej w zakresie od 0,05 s do 1 s ze zmianą skokową co 0,05 s; yy czas własny przekaźników nie może być większy niż 100 ms; yy poprawna praca w zakresie napięć od 0,5Un do 1,1Un; yy dokładność pomiaru częstotliwości nie mniejsza niż 10 mHz; yy możliwość zastosowania blokady napięciowej w uzgodnionych z OSP przypadkach. Wymagania dotyczące nastawienia automatyki SCO zawarte w IRiESP [7] i IRiESD (instrukcja ruchu i eksploata-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

cji sieci przesyłowej/dystrybucyjnej) w podrozdziale Wprowadzanie przerw i ograniczeń w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej - Tryb automatyczny (4.3.10.5) są bardzo zbliżone i zgodne z rozporządzeniem Ministra Gospodarki [6]. Poszczególne stopnie automatyki SCO powinny być ustalane dla zakresu od 49 Hz do 47,5 Hz i pozwalać na odłączenie odbiorów o łącznej wartości 50% zapotrzebowania szczytowego. Przywrócenie zasilania odbiorów wyłączonym przez automatykę SCO dopuszczalne jest jedynie za zgodą OSP. W aktualnych wymaganiach jedyną określoną wielkością kryterialną zadziałania automatyki SCO jest częstotliwość z opcjonalną blokadą napięciową. W tab. 1 zawarte są aktualne nastawy SCO używane przez PSE S.A. Zastosowanych jest 5 stopni automatyki SCO o częstotliwościach zadziałania zawartymi w przedziale 48,1 Hz – 49 Hz i mocach odciążania zgodnie z wymaganiami ENSTO-E [5]. Wymienione wymagania różnią się od poprzednich użyciem o 1 stopnia SCO mniej, skoncentrowaniem mocy odciążania przy pierwszych stopniach oraz zmniejszeniem czasu zwłoki zadziałania dwóch pierwszych stopni z 500 ms do 200 ms. Wymagania dotyczące urządzeń EAZ realizujących automatykę SCO nie są surowe w porównaniu z parametrami obecnie produkowanych urządzeń w technologii mikroprocesorowej. Stosowanie takich wymagań związane jest z znaczną ilością przekaźników o słabszych parametrach od nowoczesnych rozwiązań, które pozostają nadal w eksploatacji. Zauważalne jest stopniowe obostrzanie wymagań, przykładowo w IRiESP z roku 2006 dopuszczalny czas własny układów SCO wynosił nie więcej niż 200 ms a obecnie wynosi nie więcej niż 100 ms. Do każdego ze stopni zadziałania SCO przyporządkowani są odbiorcy, których

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Tab. 1. Zestawienie nastaw stopni automatyki SCO używanych przez PSE S.A. Częstotliwość pobudzenia [Hz]

Moc odciążania, [%]

Zwłoka zadziałania [ms]

200

48,7

200

Stopień SCO

III

48,5

500

48,3

500

48,1

500

łączne odłączenie powinno spowodować zmniejszenie zapotrzebowania na moc czynną o ustalone wartości mocy odciążania. Na poziomie średniego napięcia na poszczególnych stacjach elektroenergetycznych używane są najczęściej 2 lub 3 stopnie automatyki SCO z pośród 5 zdefiniowanych. Pomiar wielkości kryterialnych realizowany jest w polach pomiarowych rozdzielni SN i po zadziałaniu układów SCO wysyłany jest sygnał na obwód okrężny poszczególnych stopni SCO. Przyporządkowanie pól odpływowych kolejnym stopniom automatyki samoczynnego częstotliwościowego odciążania realizuje się poprzez połączenie z obwodem okrężnym odpowiedniego stopnia SCO.

Obecnie stosowane i rozwojowe algorytmy działania automatyki SCO Układy realizujące automatykę SCO są instalowane w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE) już od lat siedemdziesiątych, jednak ich pierwotnym przeznaczeniem było głównie zapobieganie przed długotrwałą pracą SEE z obniżoną częstotliwością [8]. Przy stosowaniu układów SCO na pracę w warunkach statycznych długie czasy własne stosowanych urządzeń nie były problemem, a nawet zmniejszona była ilość błędnych zadziałań w stanach przejściowych. Obecnie, coraz większą uwagę zwraca się na możliwości przerwania lawinowego załamania się częstotliwości przez automatykę SCO [8]. Selektywne i szybkie zadziałanie SCO może ograniczyć rozległość i skutki awarii systemowych. W celu polepszenia działania podczas awarii systemowych w nowoczesnych systemach automatyki SCO stosowane są układy o krótszych czasach własnych, dodatkowych wielkościach kryterialnych a nawet bardziej złożonych algorytmach decyzyjnych. Podstawową wielkością kryterialną używaną przez układy automatyki SCO jest częstotliwość napięcia f. Przy wystąpieniu deficytu mocy czynnej przebieg częstotliwości w czasie można

wyrazić przybliżoną zależnością [9]: (1) gdzie: fn – częstotliwość znamionowa, ΔPS – wartość deficytu mocy czynnej, PS – sumaryczna moc czynna odbiorów przed wystąpieniem deficytu, kS – współczynnik zależny od charakteru odbiorców, TC – częstotliwościowa stała czasowa układu elektroenergetycznego. Podczas wystąpienia deficytu mocy czynnej w SEE szybkość zmniejszania się częstotliwości zależna jest od wartości deficytu mocy. Przy wystąpieniu dużych deficytów spowodowanych przykładowo odłączeniem bloków wytwórczych dużych mocy lub linii przesyłowych najwyższych napięć, wartość czasu zwłoki i czasu własnego układów SCO zaczyna mieć duże znaczenie. Im dłuższy jest czas do zadziałania SCO, tym przy mniejszej wartości częstotliwości następuje zadziałanie. W skrajnych przypadkach czas do zadziałania może być zbyt długi aby powstrzymać

lawinowe załamanie się częstotliwości. Rys. 2 przedstawia dwie teoretyczne czasowe charakterystyki częstotliwości przy wystąpieniu deficytów mocy na poziomie 20% i 40%. Charakterystyki otrzymane są z zależności (1) przy kS = 2 i TC = 8. Zaznaczone są chwilę pobudzenia i pierwszego stopnia automatyki SCO przy częstotliwości 49 Hz (odpowiednio dla deficytów mocy 20% i 40%). Linią przerywaną zaznaczone są chwile i wartości zadziałania dwóch układów o czasie zadziałania 100 ms i 1 000 ms – reprezentujące czasy zadziałania przekaźników mikroprocesorowych i elektromechanicznych. Przy mniejszym z rozważanych deficytów mocy układ SCO o czasie zadziałania 100 ms zadziała przy częstotliwości 48,95 Hz, a układ o czasie 1 000 ms przy częstotliwości około 48,5 Hz. Podczas wystąpienia większego z rozważanych deficytów mocy szybszy układ SCO zadziała przy wartości 48,87 Hz a wolniejszy przy około 47,9 Hz. Wartości zadziałania układu o zwłoce 100 ms (przekaźnik mikroprocesorowy) są zbliżone do wartości pobudzenia. Wartości zadziałania układu o zwłoce 1 000 ms (przekaźnik elektromechaniczny) znacząco odbiegają od wartości pobudzenia układów SCO. Podczas wystąpienia znacznych deficytów mocy wartości zadziałania przekaźników elektromechanicznych mogą wypadać poniżej wartości pobudzeń kolejnych stopni automatyki SCO i być niewystarczające do zatrzymania lawinowego załamania się częstotliwości. Wystąpienie deficytu mocy czynnej może być szybko wykryte przy uży-

100 ms 1000 ms 100 ms 1000 ms

t’p

Rys. 2. Teoretyczny przebieg częstotliwości przy wystąpieniu deficytu mocy czynnej o wartości 20% (czerwona krzywa) i 40% (czarna krzywa) oraz braku reakcji automatyki SCO. Zaznaczone są chwile pobudzenia układu SCO przy 49 Hz i wartości zadziałania po dwóch wartościach czasu zadziałania.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE ciu innej wielkości kryterialnej niż częstotliwość – pochodnej częstotliwości po czasie. W początkowych chwilach wystąpienia deficytu mocy, gdy częstotliwość nie spadła poniżej progu pobudzenia konwencjonalnej automatyki SCO, pochodna częstotliwości przyjmuje już wartość mówiącą o wystąpieniu deficytu. Wartość pochodnej częstotliwości może być obliczona z uproszczonego wzoru [9] wyznaczonego z zależności (1): (2) Wartość bezwzględna pochodnej częstotliwości po czasie podczas deficytu mocy jest tym większa im większą skalę ma ten deficyt. Pochodna częstotliwości jest wielkością kryterialną coraz częściej wykorzystywaną w układach SCO. Niektórzy operatorzy systemów przesyłowych zrzeszeni w ENSTO-E, wymagają stosowania pochodnej częstotliwości jako wielkości kryterialnej wybranych stopni SCO (oddzielnie lub w połączeniu z częstotliwością). Podczas wystąpienia deficytu mocy w rzeczywistych układach, przebieg częstotliwości nie jest czysto aperiodyczny ale zawiera również inne składowe przejściowe spowodowane m. in. kołysaniami mocy. Zależnie od przebiegu innych składowych przejściowych, zmieniają one wartość częstotliwości i jej pochodnej po czasie. Może to spowodować późniejsze zadziałanie układów SCO, o wymienionych wielkościach kryterialnych, przez odbieganie wartości chwilowej od wartości głównej składowej aperiodycznej [3]. Dodatkowo, w różnych węzłach systemu, przebiegi chwilowe częstotliwości i jej pochodnej mogą się różnić między sobą poza chwilą początkową. Błędne pobudzanie członu df/dt automatyki SCO podczas deficytów mocy o złożonych przebiegach częstotliwości można skompensować zwiększając czas uśredniania, w którym liczona jest pochodna częstotliwości. Przy zwiększonym czasie uśredniania, używana wielkość kryterialna właściwie nie jest już pochodną częstotliwości a ilorazem różnicowym częstotliwości przez czas ∆f/∆t. Użycie w automatyce SCO członu ∆f/∆t z odpowiednio dobranym czasem uśredniania, może pozwolić na odstrojenie się od chwilowych wahań częstotliwości i jej pochodnej podczas deficytu mocy. Jednocześnie można zachować polepszone właściwości wykrywania dużego deficytu jak dla członu df/dt.

Efektywność działania układów SCO jest związana nie tylko z selektywnym i szybkim wyeliminowaniem zakłócenia ale też z restytucja w stanie pozakłóceniowym wyłączonej części SEE. Przy zadziałaniu automatyki SCO następuje odłączanie grup odbiorców, co powoduje u nich straty materialne. Straty te są niewspółmierne ze stratami powstałymi podczas potencjalnego rozwinięcia awarii w systemie elektroenergetycznym, ale po zatrzymaniu zaburzenia i odbudowaniu się częstotliwości, dalsze odłączenie odbiorców energii elektrycznej jest nieuzasadnione. W celu bezobsługowego załączenia odbiorców stosowany jest człon samoczynnego ponownego załączenia (SPZ) po SCO. Jego działanie polega na załączeniu odbiorców wyłączonych przez automatykę SCO po odbudowaniu się częstotliwości od nastawionej wartości. Przeważnie na stacjach SN używany jest jeden stopień SPZ po SCO. Wartość zadziałania lub czas zwłoki SPZ po SCO powinny być jednak zróżnicowane dla różnych stacji, co pozwala na uniknięcie nadmiernych udarów prądowych i spadków napięć przy załączaniu. Stosowanie członu SPZ po SCO w automatyce samoczynnego częstotliwościowego odciążania pozwala na zmniejszenie czasu przerw w dostawie energii elektrycznej i w konsekwencji poprawienie wskaźników niezawodności zasilania takich jak SAIDI, CAIDI i ASUI. Obecnie człon SPZ po SCO stosowany jest w większości nowych układów automatyki SCO.

Aplikacja automatyki SCO na przykładzie sterowników polowych JM-Tronik Przykładowymi urządzeniami pozwalającymi na realizację automatyki SCO w sieciach średniego napięcia są sterowniki polowe produkcji JM-Tronik – multiMUZ-3, megaMUZ-2 i megaMUZ-smart [10]. Umożliwiają one zbudowanie automatyki SCO w zależności od konfiguracji rozdzielnicy i wymaganych modułów SCO. Sterowniki polowe JM-Tronik spełniają wymagania zawarte w IRiESP i IRiESD oraz pracują niezawodnie na wielu stacjach 110 kV/SN i SN. Automatyka SCO w zależności od układu pracy rozdzielni SN może być zrealizowana na 3 sposoby: yy układ decyzyjny, wysyłający do innych pól sygnały o zadziałaniu poszczególnych stopni automatyki (pole pomiaru napięcia);

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

yy układ wykonawczy, realizujący wyłączenie od SCO i załączenie od SPZ po SCO (pole odpływowe bez pomiaru napięć); yy układ wykonujący wyłączenie i załączenie na podstawie zmierzonych częstotliwości napięć (pole odpływowe z pomiarem napięć). W konfiguracji sterowników polowych JM-Tronik, w zależności od układu pola, należy aktywować odpowiednie moduły automatyki SCO: yy Zabezpieczenie pod- i nadczęstotliwościowe – moduł podejmujący decyzje o zadziałaniu stopni automatyki na podstawie zmierzonej częstotliwości napięć, yy Automatyka SCO – moduł generujący na wybrane wyjścia sygnały o zadziałaniu poszczególnych stopni SCO i SPZ po SCO, yy Układ wykonawczy automatyki SCO – moduł wykonujący zamykanie i otwieranie wyłącznika własnego pola w zależności od sygnałów na wejściach lub od modułu mierzącego częstotliwość. Układy automatyki SCO i członu wykonawczego SCO mogą być niezależnie blokowane. Obydwa układy mogą być nastawione/odstawione jak i zablokowane/odblokowane. Wszystkie reakcje automatyki SCO zapisywane są w rejestratorze zdarzeń z dodatkowymi informacjami jak data, godzina i wartość zadziałania. Możliwe jest również wyzwolenie rejestratora zakłóceń lub kryterialnego od zadziałania wybranych stopni SCO w celu ułatwienia późniejszej analizy zakłócenia (zapis w formacie COMTRADE). Automatyka SCO zrealizowana na sterownikach polowych multiMUZ-3, megaMUZ-2 i megaMUZ-smart może realizować do 3 stopni plus 1 dodatkowy stopnień SPZ po SCO. Do automatyki, jako wielkość kryterialna, wykorzystywana jest średnia wartość częstotliwości obliczona z napięć międzyfazowych. Zadziałanie następuje jedynie po przekroczeniu ustawionej minimalnej wartości napięć międzyfazowych. Stopnie automatyki SCO mogą mieć aktywny człon częstotliwości i zmian częstotliwości w czasie. Każdy z trzech stopni automatyki SCO w sterownikach polowych multiMUZ-3, megaMUZ-2 i megaMUZ-smart może działać jednocześnie na podstawie kryterium częstotliwości i zmian częstotliwości w czasie. Schemat blokowy pojedynczego stopnia SCO przedstawiony jest na rys. 3. Podstawowy człon SCO reaguje na spadek wartości częstotliwości poniżej wartości progowej przez zdefiniowany czas zwłoki. Dodatkowy

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE człon SCO reaguje, w zależności od wyboru użytkownika, na wartość pochodnej lub ilorazu różnicowego częstotliwości w czasie. Zadziałanie automatyki SCO jest możliwe jedynie przy przekroczeniu nastawionej wartości progowej przez napięcia międzyfazowe z powodu odstrojenia się od zbędnego zadziałania przy zakłóceniach ze znacznym przysiadem napięcia. Przy wyborze działania dodatkowego członu SCO od pochodnej, progiem zadziałania jest wartość df/dt, a przy działaniu od ilorazu różnicowego wartość zmiany częstotliwości ∆f w czasie uśredniania ∆t. Wartości te na schemacie blokowym (rys. 3) zostały potraktowane jako ujemne, gdyż podczas zadziałania SCO częstotliwość spada. Możliwe jest również zbudowanie w logice użytkownika dodatkowych powiązań logicznych, pomiędzy poszczególnymi stopniami automatyki SCO lub pomiędzy automatyką a innymi funkcjami. Informacje o zadziałaniu automatyki SCO są przesyłane do systemu nadrzędnego oraz możliwe jest zdalne zablokowanie/odblokowanie automatyki po protokole MODBUS, PPM2, IEC 60870-5-103 i DNP3.0.

Podsumowanie Automatyka SCO jest jedną z metod utrzymania bilansu mocy wytwarzanej i pobieranej w systemie elektroenergetycznym. Zbyt mała wartość mocy wytwarzanej powoduje zmniejszenie się częstotliwości napięcia, a praca systemu w takim stanie jest niedopuszczalna z powodu negatywnego wpływu na elementy systemu. Z uwagi na szybki czas reakcji w stosunku do inUmf

nych środków zaradczych, automatyka SCO pełni również rolę powstrzymującą przed rozwinięciem się lawinowego załamania się częstotliwości podczas znacznego deficytu mocy czynnej. Stosowanie automatyki SCO jest wymagane przez prawo, wytyczne ENSTO-E oraz operatorów systemu przesyłowego i dystrybucyjnego. W wymaganiach zawarty jest zakres stosowania i minimalne parametry jakościowe urządzeń automatyki SCO. Zdefiniowane są również wytyczne doboru nastaw konwencjonalnych układów SCO (o częstotliwości jako wielkości kryterialnej) w celu zapewnienia szybkości, skuteczności i selektywności działania. Obowiązkowe jest stosowanie układów obsługujących samoczynne ponowne załączenie odbiorcy wyłączonego przez SCO po ustąpieniu zaburzenia. Obecnie, przykłada się coraz większą uwagę poprawie skuteczności układów SCO w stanach dynamicznych, w tym używanie urządzeń o lepszych parametrach i użycie innych wielkości kryterialnych. Będące w eksploatacji elektromechaniczne przekaźniki SCO zastępowane są szybszymi i dokładniejszymi przekaźnikami mikroprocesorowymi. Skuteczniejsze działania w przypadku wystąpienia dużych deficytów mocy uzyskuje się poprzez zastosowanie jako wielkości kryterialnej pochodnej częstotliwości po czasie df/dt i ilorazu różnicowego częstotliwości przez czas ∆f/∆t. Brak jest jednoznacznych wytycznych stosowania na terenie KSE i doboru nastaw układów SCO, mierzących zmianę częstotliwości w czasie. Przykładem urządzeń automatyki zabezpieczeniowej pozwalających na realizację automatyki SCO są sterowniki

>Umin <f

tf1

<f 1 <df/dt

<f d1

tfd1

Z_SCO_I

<df/dt1

d/dt

<∆f/∆t <f d1 tf∆1

imp.

<∆f 1

DZ = dt/dt

Rys. 3. Schemat blokowy jednego stopnia automatyki SCO sterowników polowych JM-Tronik, na wejściach wartość napięć międzyfazowych (Umf), częstotliwość (f) i praca członu przyrostowego jako df/dt (DZ=0), na wyjściu zadziałanie (Z_SCO_I).

polowe multiMUZ-3, megaMUZ-2 i megaMUZ-smart produkcji JM-Tronik. Umożliwiają one realizację automatyki SCO w stacjach o różnych układach i pracują z powodzeniem na wielu stacjach 110 kV/SN i SN. Sterowniki polowe JM-Tronik spełniają wymagania operatorów systemu dystrybucyjnego i przesyłowego. Dodatkowo obsługują kryterium pochodnej i ilorazu różnicowego, co pozwala na realizację zaawansowanej automatyki samoczynnego częstotliwościowego odciążania.

Literatura 1. Machowski J. Regulacja i stabilność systemu elektroenergetycznego, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007 2. Winkler W., Wiszniewski A. Automatyka zabezpieczeniowa w systemach elektroenergetycznych, WNT, Warszawa 2013 3. Klimpel A. Odciążanie jako ostateczny środek obrony KSE, Elektroenergetyka: współczesność i rozwój, nr 3-4, 2012 4. Operation Handbook. Policy 5: Emergency Operations, ENSTO-E 2014, dostępne w internecie: https://www.entsoe.eu/publications/system-operations-reports/ operation-handbook/Pages/default.aspx 5. APPENDIX – Policy 5: Emergency Operations, ENSTO-E 2014, dostępne w internecie: https://www.entsoe.eu/publications/system-operations-reports/operation-handbook/Pages/default.aspx 6. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz. U. nr 93 poz. 623 z dnia 29 maja 2007) 7. Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej, PSE S.A., obowiązująca od dnia 01.02.2013 8. Kacejko P., Adamek S. Automatyka SCO w systemie elektroenergetycznym – dylematy metrologiczne, Wiadomości elektrotechniczne, nr 1, 2010 9. Korniluk K., Woliński K. W. Elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, Białystok 2012 10. Strona internetowa JM-Tronik, sekcja z dokumentacją sterowników polowych, dostępna w internecie: http://www.jmtronik.pl/sterowniki-pola-sn-typu mgr inż. Paweł Tymosiak n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Zarządzanie energią zgodnie z normą ISO 50001 – uzasadniona konieczność Norma PN-EN ISO 50001:2012 zastępuje normę EN 16001:2009 i dotyczy systemu zarządzania energią. Jej celem jest pomoc przedsiębiorstwu w utworzeniu procesu wspierającego optymalizację zużycia energii oraz poprawiającego efektywność energetyczną. Norma ta ma charakter ogólny i jest zaprojektowana w sposób pozwalający na skierowanie jej do wszystkich organizacji niezależnie od wielkości, formy prowadzonej działalności czy rodzaju wykorzystywanej energii. Istotna rola w skutecznym wdrożeniu nowego systemu została przypisana do najwyższego kierownictwa, którego widoczne zaangażowanie w proces powinno być dla wszystkich osób z organizacji wyraźnym sygnałem do zwiększenia zaangażowania w celu osiągnięcia wyższej skuteczności wdrożenia zaleceń płynących z normy. System zarządzania energią System zarządzania energią (SZE) wg normy PN-EN ISO 50001 to „zbiór wzajemnie powiązanych lub współpracujących elementów wykorzystywanych do określenia polityki energetycznej i celów energetycznych oraz procesy i procedury do osiągania tych celów” [1]. SZE jest odpowiednim narzędziem wspomagającym przedsiębiorstwo w zarządzaniu energią/mediami w ramach swojej działalności. Dlatego też przedsiębiorstwo chcące wdrożyć u siebie SZE, jak również uzyskać certyfikat SZE, powinno dostosować się do wymagań normy ISO 50001. Działania w ramach SZE mają charakter ciągły i oparte są o cykl Deminga (cykl PDCA), który można opisać w następujący sposób:

yy Plan (Planuj) – opracowanie polityki energetycznej, przeprowadzenie przeglądu energetycznego, określenie wskaźników wyniku energetycznego, celów, zadań i planów działań koniecznych do poprawy wyniku energetycznego zgodnego z polityką energetyczną; yy Do (Wykonaj) – wprowadzenie planów działań w zakresie zarządzania energią; yy Check (Sprawdź) – monitorowanie oraz mierzenie procesów i charakterystyk działań, które określają wynik energetyczny zgodny z polityką energetyczną, opracowanie sprawozdań z uzyskanych wyników; yy Act (Działaj) – podejmowanie działań pozwalających na ciągłą poprawę wyniku energetycznego i SZE.

Cykl PDCA, tak jak sam SZE, opiera się na zasadzie ciągłego ulepszania i doskonalenia, czyli bazuje na powtarzającym się procesie, „którego efektem jest poprawa wyniku energetycznego oraz systemu zarządzania energią” [1]. Tylko takie podejście może skutkować skutecznym wdrożeniem zaleceń wynikających z działań przeprowadzanych w ramach procesu. Dlatego tak ważne jest przede wszystkim zbudowanie świadomości i znajomości systemu wśród całego personelu organizacji. Na rysunku 1 przedstawiono opisany cykl Deminga, który odnosi się do konkretnych punktów normy 50001 przytoczonych w nawiasach:

yy Planuj – Polityka energetyczna (4.3), Planowanie energetyczne (4.4); yy Wykonaj – Wdrażanie i funkcjonowanie (4.5); yy Sprawdź – Sprawdzanie (4.6), Monitorowanie, Mierzenie i analiza (4.6.1), Niezgodności, korekta, działania korygujące i zapobiegawcze (4.6.4), Audit energetyczny SZE (4.6.3); yy Działaj – Przegląd zarządzania (4.7).

SZE ma na celu umożliwienie przedsiębiorstwu dążenie i uzyskanie ciągłego doskonalenia wyników energetycznych, poprawę efektywności energetycznej oraz wykorzystania i zużycia energii. Jak wspomniano wcześniej, wdrażając SZE przedsiębiorstwo może uzyskać certyfikat systemowy. Jednak założeniem normy jest nie sama certyfikacja, lecz przygotowanie, a przede wszystkim wprowadzenie, skutecznego systemu zarządzania energią w przedsiębiorstwie.

Wymagania systemu zarządzania energią Przedsiębiorstwo, które chce wdrożyć u siebie SZE, powinno podjąć taką decyzję w sposób świadomy. Aby skutecznie zarządzać energią, nie wystarczy tylko przygotować się do wdrożenia zapisów normy, ale należy cały czas aktywnie uczestniczyć w każdym etapie funkcjonowania systemu. Należy zatem określić zakres i granice SZE. Aby je dokładnie zdefiniować, należy wziąć pod uwagę procesy, lokalizacje, działania czy urządzenia wykorzystywane w przedsiębiorstwie. Takie postępowanie powinno odbywać się w sposób rzetelny, aby na późniejszym etapie funkcjonowania systemu nie budziło żadnych wątpliwości. Podjęcie decyzji o wdrożeniu systemu w firmie spoczywa na najwyższym kierownictwie. Przede wszystkim od niego zależy, czy SZE będzie dobrze funkcjonował i czy wymagania normy będą realizowane prawidłowo. To kadra zarządzająca wyraża chęć poprawy efektywności energetycznej w swojej firmie oraz wolę czerpania korzyści z funkcjonowania systemu. Najwyższe kierownictwo powinno dawać przykład swoim pracownikom co do zainteresowania, a przede wszystkim udziału w systemie. Kto jak nie ono powinno solidnie przykładać się do obniżenia kosztów (w tym kosztów energii) w swojej organizacji? Najwyższe kierownictwo powinno również wytypować swojego przedstawiciela ds. SZE – osobę kompetentną oraz z odpowiednimi umiejętnościami. Do jej zadań będzie należeć sprawdzanie, czy system prowadzony jest w odpowiedni sposób,

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE współpraca z kierownictwem i personelem, raportowanie najwyższemu kierownictwu o skuteczności systemu, określanie zasad, kryteriów i metod skutecznego prowadzenia gospodarki energetycznej. Przedsiębiorstwo wdrażające u siebie SZE ma za zadanie sporządzić politykę energetyczną, w której powinno określić swoje zobowiązania do ciągłego doskonalenia. Należy dobrze zastanowić się nad obszarami, w których energia jest wykorzystywana (w szczególności w nadmiernych ilościach), jakie zobowiązania powinniśmy przyjąć i w jaki sposób będziemy dążyć do polepszenia wyników energetycznych. Polityka energetyczna jest oświadczeniem przedsiębiorstwa dostosowanym do jego charakteru oraz skali wykorzystania i zużycia przez niego energii. Stanowi formę zwięzłego dokumentu, który powinien być odpowiednio rozpowszechniony oraz poddawany regularnym przeglądom. Powinny

nia międzynarodowe, krajowe, regionalne czy lokalne, które na potrzeby poprawnego funkcjonowania systemu powinny być regularnie poddawane przeglądowi oraz aktualizowane. Kolejnym etapem wdrażania jest przeprowadzenie przeglądu energetycznego, który jest jednym z najważniejszych punktów SZE. Przegląd energetyczny powinien opierać się na takich elementach jak analiza i identyfikacja obszarów wraz z określeniem możliwości wprowadzenia udoskonaleń. Na tym etapie konieczna jest ocena historycznego i obecnego wykorzystania energii czy wielkości produkcji przedsiębiorstwa. Kolejną kwestią jest zidentyfikowanie obszarów znaczącego wykorzystania energii. Należy zadać sobie pytania: do czego jest ona wykorzystywana, dlaczego jest znacząca, jakie są jej nośniki. Odpowiedzi na te pytania można szukać w mapach procesów, badaniach czy listach urządzeń.

Rys.1. Model systemu zarządzania energią w niej znaleźć się deklaracje potwierdzające wolę organizacji do prowadzenia działalności w sposób odpowiedzialny i zrównoważony w zakresie gospodarowania energią. Polityka energetyczna spełnia bardzo istotną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu systemu zarządzania energią i co należy ponownie podkreślić – ważną kwestię stanowi tutaj zrozumienie i akceptacja polityki energetycznej przez wszystkich pracowników przedsiębiorstwa. Mając sformułowaną politykę energetyczną, przedsiębiorstwo na podstawie jej zamierzeń i wytyczonych kierunków powinno prowadzić proces planowania energetycznego. Przedsiębiorstwo ma za zadanie określić wymagania związane ze zużyciem i wykorzystaniem energii oraz z efektywnością energetyczną. Mogą to być wymaga-

(źródło: Norma PN-EN ISO 50001:2012) Ostatnim etapem jest zidentyfikowanie możliwej poprawy poprzez określenie obszarów oszczędności czy obszarów priorytetowych. Przegląd energetyczny należy regularnie poddawać aktualizacji i powinien być on prowadzony oddzielnie dla każdej lokalizacji czy grupy instalacji, a jego wynik sporządzony w formie raportu zawierającego m.in. identyfikację obszarów znaczącego wykorzystania energii czy możliwości poprawy efektywności. Na tym etapie zostają wyznaczone: energia bazowa – jako poziom odniesienia dla zużycia energii, wskaźniki wyniku energetycznego (WWE) – jako mierniki w poszczególnych procesach, a także cele, zadania energetyczne i plany działań wynikające z przeprowadzonej analizy. Energia bazowa odzwierciedla określony przedział czasu

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

oraz może być stosowana do obliczenia oszczędności energetycznych jako odniesienie przed wdrożeniem i po wdrożeniu działań doskonalących wynik energetyczny. WWE natomiast zostają określone dla obszarów znaczącego wykorzystania energii i mogą stanowić prosty parametr lub złożony model. Należy je regularnie poddawać przeglądom pod kątem zgodności i kompletności z mierzonym przez nie procesem oraz porównywać z wartościami opisanymi przez energię bazową właściwą dla danego procesu. Ostatnim elementem planowania energetycznego jest wyznaczenie celów, zadań energetycznych i planów działań. Przedsiębiorstwo powinno określić cele i zadania energetyczne dla odpowiedniej funkcji, szczebla, procesu czy obiektu. Wymaganiem jest zapewnienie ich spójności z polityką energetyczną oraz ustanowienie przynajmniej w odniesieniu do obszarów znaczącego wykorzystania energii ustalonych podczas przeglądu energetycznego. Mogą się one odnosić do sprzętu, lokalizacji (np. konkretne linie produkcyjne), zużycia energii przez poszczególne wydziały (np. wydział transportu i logistyki), jak również do szkoleń czy świadomości energetycznej, dodatkowych pomiarów czy monitoringu. Kolejnym etapem SZE jest proces wdrażania i funkcjonowania, który zawiera takie elementy jak: kompetencje i szkolenia, komunikacja, dokumentacja, sterowanie operacyjne, projektowanie oraz zakupy. Skuteczne wdrożenie SZE wymaga zaangażowania wszystkich osób pracujących dla lub na rzecz przedsiębiorstwa. Zaangażowanie to powinno wychodzić od najwyższych szczebli przedsiębiorstwa. Firma powinna określić zakres świadomości, wiedzy, zrozumienia i umiejętności każdej osoby odpowiedzialnej i uprawnionej do wykonywania zadań na jej rzecz, w szczególności w obszarach znaczącego wykorzystania energii. Ponadto należy ustanowić programy szkoleniowe oraz dokonywać okresowo ich przeglądu. Skuteczna komunikacja w przedsiębiorstwie ma duże znaczenie w zapewnieniu powodzenia wdrożenia i utrzymania SZE. Odpowiednia i regularna informacja na temat systemu może działać motywująco na pracowników i ich uczestnictwo oraz zaangażowanie w osiąganie celów energetycznych firmy. Główne elementy SZE powinny być udokumentowane w formie papierowej lub elektronicznej. Dokumentacja ta powinna dostarczać wskazówek, gdzie można uzyskać bardziej szczegółowe informacje na temat działania elementów SZE. Może ona być zintegrowana z dokumentacją innych systemów zarządzania wdrożonych w przedsiębiorstwie (np. sformułowane polityki, cele, zadania, informacje o obsza-

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE rach znaczącego wykorzystania energii, instrukcje robocze, schematy, dokumentacja techniczna, rysunki instalacyjne i schematy urządzeń, normy i standardy). Przedsiębiorstwo powinno ocenić działania związane ze zidentyfikowaniem znaczącego wykorzystania energii oraz zapewnić, że te działania prowadzone są w sposób zapewniający nadzór i ograniczenie ich negatywnych wpływów. Ponadto świadome energetyczne projektowanie zapewnia rozważanie energooszczędnych rozwiązań przy projektowaniu nowych lub zmodyfikowanych urządzeń, pomieszczeń czy budynków. Wymagania dotyczące zakupów określają obowiązek informowania dostawców o ocenie zakupu na podstawie wyniku energetycznego. Takie postępowanie stanowi możliwość poprawy wyniku energetycznego poprzez wykorzystanie bardziej efektywnych energetycznie produktów i usług. Przedostatnim elementem SZE jest proces sprawdzania obejmujący monitorowanie, ocenę zgodności, audit wewnętrzny, niezgodności czy nadzór nad zapisami. Monitorowanie i pomiary to zarządzanie zużyciem energii przy pomocy regularnych porównań bieżącego i oczekiwanego zużycia. Powinno to odpowiadać potrzebom przedsiębiorstwa i ułatwić analizę zużycia energii. Efekty mierzenia i monitorowania kluczowych charakterystyk należy zapisywać. Przedsiębiorstwo powinno dokonywać oceny zgodności z wymaganiami prawnymi oraz innymi w zaplanowanych odstępach czasu, w związku z wykorzystaniem i zużyciem energii. Ponadto przedsiębiorstwo powinno prowadzić okresowo wewnętrzne audity, których celem jest przeprowadzenie systematycznego przeglądu energetycznego i dokonywanie oceny, czy SZE funkcjonuje zgodnie z wymaganiami normy. Audity wewnętrzne powinny być przeprowadzane w zaplanowanych odstępach czasu przez personel przedsiębiorstwa lub osoby z zewnętrz. Osoby takie powinny być kompetentne, bezstronne i obiektywne, a raporty z przeprowadzonych auditów należy utrzymywać i przedstawiać najwyższemu kierownictwu. Kolejnym elementem procesu sprawdzania jest określanie niezgodności. Przedsiębiorstwo powinno śledzić niezgodności i odpowiednio na nie reagować, jak również ujawnić ich przyczynę oraz podejmować działania mające na celu skorygowanie niezgodności i zapobieganie ich ponownemu pojawieniu. Natomiast nadzór nad zapisami ma na celu zapewnienie dostarczenia niezbędnej dokumentacji potwierdzającej osiąganie celów, planów działań i innych wymagań. Wszystkie przechowywane zapisy powinny być czytelne, oznaczone, identyfikowalne i łatwe do odnalezienia.

Ostatnim etapem SZE jest przegląd zarządzania, który dokonywany jest przez najwyższe kierownictwo w ustalonych odstępach czasu. Celem przeglądu jest zapewnienie, że SZE jest prowadzony w odpowiedni sposób, a przede wszystkim skutecznie wpływa na organizację w obszarach, dla których został powołany.

Dlaczego SZE?

Ceny energii elektrycznej, ciepła, paliw czy innych mediów rosną, co powoduje wzrost kosztów produkcji, a co za tym idzie – wzrost kosztów prowadzenia działalności. Taka sytuacja ma największy wpływ na duże przedsiębiorstwa, gdzie nawet mały wzrost zużycia energii czy jej ceny wiąże się z dużymi kosztami. Dlatego należy dążyć do racjonalnego zużywania energii, do którego odpowiednim narzędziem jest właśnie system zarządzania energią. Mogłoby się wydawać, że SZE dotyczy tylko i wyłącznie zarządzania energią elektryczną, jednak tak nie jest. Norma ISO 50001 określa pojęcie energii jako „elektryczność, paliwa, para, ciepło, sprężone powietrze i inne podobne media”[1]. Z tego względu przedsiębiorstwo chcące wdrożyć u siebie SZE powinno wziąć pod uwagę znaczące zużycie jednego bądź wielu mediów i dla takiego obszaru czy granicy określić SZE. Każde przedsiębiorstwo powinno indywidualnie podejść do zapisów normy i określić dla swoich potrzeb obszar znaczącego wykorzystania energii/mediów. Prawidłowo wdrożony SZE prowadzi do ciągłego doskonalenia i wprowadzenia procesów powodujących zwiększenie efektywności energetycznej. Przedsiębiorstwo takie w większym stopniu dąży do innowacji, polepsza swoje wyniki biznesowe, zwiększa produktywność i przede wszystkim konkurencyjność. Dzięki wdrożeniu skutecznego i funkcjonującego SZE, a następnie jego certyfikacji, organizacja będzie mogła poszczycić się elementem wyróżniającym ją na rynku i wystawiającym świadectwo prowadzenia świadomej polityki energetycznej w zakresie wykorzystania energii. System zarządzania energią mocno powiązany jest z innymi systemami zarządzania, takimi jak: ISO 9001:2008, ISO 14001:2004 czy ISO 22000:2005. Przedsiębiorstwo mające już wdrożony jeden lub kilka ze wspomnianych systemów może połączyć postanowienia tych norm lub zastosować oddzielny SZE. Z punktu widzenia nowo wdrożonego systemu zarządzania energią wydaje się, że w początkowej fazie jego funkcjonowania korzystnym jest jego wyodrębnienie poza struktury innych systemów, co uwypukli zarówno pozytywne efekty, jak również ewentualne obszary wymagające dalszego doskonalenia. Dopiero wówczas, gdy

SZE przejdzie „choroby wieku dziecięcego”, proponuje się jego ewentualną integrację z innymi systemami. Istotnym aspektem wdrożenia SZE jest powiązanie z Dyrektywą 2012/27/WE z dnia 25.10.2012 r. dotyczącą efektywności energetycznej [2]. Zgodnie z jej zapisami duże przedsiębiorstwa będą miały obowiązek przeprowadzać audyty energetyczne co najmniej raz na cztery lata. Jednak z tego obowiązku dane przedsiębiorstwo może zostać zwolnione m.in. pod warunkiem wdrożenia i utrzymywania systemu zarządzania energią. Tak więc skuteczne wdrożenie SZE oprócz korzyści płynących z samego funkcjonowania systemu może obniżyć koszty związane z nowymi obowiązkami wynikającymi z innych przepisów będących efektem kierunku przyjętego przez UE w zakresie efektywnego gospodarowania energią.

Podsumowanie Podsumowując powyższe należy wskazać na szereg korzyści płynących z wdrożenia i utrzymania systemu zarządzania energią. Oprócz podstawowego efektu w postaci zmniejszenia kosztów związanych ze zużyciem energii system oferuje wsparcie monitorowania jej zużycia, poprawę konkurencyjności czy produktywności. Należy przy tym pamiętać, że podstawową zasadą jest zaangażowanie najwyższego kierownictwa. To po jego stronie leży prawidłowe zdefiniowanie polityki energetycznej oraz wyznaczenie odpowiedniego zakresu i granic, które ma obejmować SZE. Ponadto ważną kwestią jest również podnoszenie świadomości pracowników w obszarze racjonalnego wykorzystania energii. System zarządzania energią będzie korzystny dla przedsiębiorstwa pod warunkiem prawidłowego funkcjonowania, prowadzenia aktualizacji oraz zaangażowania wszystkich pracowników przedsiębiorstwa bez względu na hierarchię w nim panującą.

Literatura [1] PN-EN ISO 50001:2012: Systemy zarządzania energią. Wymagania i zalecenia użytkowania. [2] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2012/27/UE z dnia 25 października 2012 r. w sprawie efektywności energetycznej, zmiany dyrektyw 2009/125/WE i 2010/30/UE oraz uchylenia dyrektyw 2004/8/WE i 2006/32/ WE, Dz. Urz. UE L 315/1. n mgr inż. Dorota Moszumańska „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. Zakład Techniki Cieplnej

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Pola elektromagnetyczne generowane przez farmy wiatrowe Farmy wiatrowe zaliczane są do grupy odnawialnych źródeł energii. Z ich obecnością w środowisku ogólnodostępnym związany jest szereg oddziaływań, które są tematem wielu sporów pomiędzy inwestorem a właścicielami terenów, na których są one posadowione. W artykule przedstawiono jedno z typowych oddziaływań polegające na oddziaływaniu pola elektromagnetycznego generowanego przez linie kablowe średniego napięcia łączące poszczególne turbiny wiatrowe. Stwierdzono, że konfiguracja i sposób ułożenia tych kabli w ziemi ma istotny wpływ na rozkład natężenia pola magnetycznego w miejscach ogólnie dostępnych dla ludności. Analizę tego zjawiska odniesiono do dopuszczalnych wartości pól elektromagnetycznych w środowisku oraz do praktycznych zagadnień związanych z projektowaniem farm wiatrowych. Wstęp

W wyniku zawarcia międzynarodowych porozumienia przez Polskę powstała konieczność pozyskiwania coraz większej części energii ze źródeł odnawialnych. Wymagania Unii Europejskiej, które Polska ma przed sobą, to produkcja energii odnawialnej na poziomie 15% do 2020 roku. Niestety położenie geograficzne oraz warunki naturalne w naszym kraju czynią wiele inwestycji nieopłacalnymi z ekonomicznego punktu widzenia. Najprostszym i najtańszym rozwiązaniem wydaje się pozyskiwanie energii z siły wiatru, czego konsekwencją jest rosnąca ilość inwestycji w postaci farm wiatrowych. Budowa i związana z tym lokalizacja farm wiatrowych powoduje szereg konfliktów pomiędzy inwestorami a ludnością w zakresie ich oddziaływania na środowisko. Większość nieporozumień bierze się z niewiedzy lub nieprawidłowego interpretowania wyników badań. Do najbardziej niepokojących oddziaływań farm wiatrowych zalicza się hałas, migotanie cieni i miotanie lodem. W artykule zwrócono natomiast uwagę na niedoceniany a nawet wręcz pomijany problem generowania pól magnetycznych o znacznych wartościach przez linie kablowe średniego napięcia łączące poszczególne turbiny wiatrowe. Dodatkowo przedstawiono sposoby ograniczania tych pól na nowo pro-

jektowanych farmach wiatrowych przy niewielkich nakładach finansowych.

Uwarunkowania prawne

Oddziaływanie pól elektromagnetycznych jest tematem wielu prac i analiz naukowych. Prace te są prowadzone od bardzo dawna. Międzynarodowe organizacje naukowe i organizacje takie jak Światowa Organizacja Zdrowia realizują programy, których celem jest koordynacja prowadzonych na świecie badań, dotyczących oddziaływania tych pól na organizmy ludzkie. W krajach Unii Europejskiej obowiązuje rekomendacja Rady Europy z dnia 12 lipca 1999 r. w sprawie ograniczania ekspozycji ludności w polach elektromagnetycznych - Council Recommendation of 12 July 1999 on the limitation of exposure of the general public to electromagnetic fields (0 Hz to 300 GHz) [1]. Rekomendacja ta określa maksymalne poziomy dla występowania pól elektromagnetycznych w miejscach, w których mogą przebywać ludzie. Przepisy te zostały sformułowane na podstawie wytycznych ICNIRP (International Commission on Non-lonizing Radiation Protection - Międzynarodowa Komisja do spraw Ochrony przed Promieniowaniem Niejonizującym). W Polsce proces budowy i wykorzystania farm wiatrowych w aspekcie pól elektromagnetycznych regulują między innymi przepisy ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. 2001 nr 62 poz. 627, z póź-

niejszymi zmianami) [2], rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 30 października 2003 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów sprawdzania dotrzymania tych poziomów (Dz. U. Nr 192, poz. 1883) [3] oraz wymagania ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (Dz. U. 1994 nr 89 poz. 414, z późn. zm.) [4]. Aktualnie obowiązujące jest rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 października 2003 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów sprawdzania dotrzymania tych poziomów [3], w którym określone są następujące wartości dopuszczalne: yy dla terenów przeznaczonych pod zabudowę mieszkaniową 1 kV/m dla składowej elektrycznej oraz 60 A/m dla składowej magnetycznej, yy dla terenów ogólnie dostępnych dla ludności 10 kV/m dla składowej elektrycznej oraz 60 A/m dla składowej magnetycznej. Biorąc pod uwagę powyższe wymagania można stwierdzić, że w przypadku, gdy w otoczeniu konkretnego obiektu będącego źródłem pól elektrycznego i magnetycznego nie ma obszarów, na których występują takie pola o wartościach natężeń wyższych od określonych w ww. rozporządzeniu jako dopuszczalne, to nie ma podstaw do stwierdzenia negatywnego wpływu tych pól na zdrowie ludzi.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Źródła pól elektromagnetycznych występujące na terenie farm wiatrowych

Jednym źródłem pól elektromagnetycznych jest sama siłownia wiatrowa wyposażona w generator umiejscowiony w gondoli na wysokości kilkudziesięciu metrów. Oprócz generatora w gondoli najczęściej znajduje się falownik i transformator podwyższający napięcie. Wytworzone przez siłownię i transformator pola elektryczne i magnetyczne nie są zwykle zbyt wysokie. Urządzenia je generujące znajdują się wewnątrz gondoli i są zamknięte w przestrzeni otoczonej metalowym przewodnikiem o właściwościach ekranujących. Na rysunku 1 przedstawiono widok umiejscowienia generatora, falownika i transformatora w typowej turbinie wiatrowej. Konstrukcja generatora i transformatora bazuje na zamknięciu jak największej części strumienia magnetycznego w obwodzie magnetycznym, co powoduje, że strumień, a co za tym idzie i pole, jest niewielkie. Ponadto źródła oddalone są od ziemi o kilkadziesiąt metrów tak, że ich natężenie w pobliżu ziemi będzie wielokrotnie mniejsze od wartości dopuszczalnych. Kable prowadzone w maszcie siłowni są ekranowane metalową konstrukcją masztu, co praktycznie eliminuje składową elektryczną pola, a składowa magnetyczna przez nie generowana nie przekracza wartości dopuszczalnych. Każda siłownia wiatrowa musi przejść szereg ba-

dań, aby była dopuszczona do eksploatacji, w tym musi spełnić wymagania dotyczące emitowanego do środowiska pola elektromagnetycznego. W praktyce jedynym istotnym źródłem pól pozostają linie kablowe średniego napięcia odprowadzające energię z siłowni do podstacji SN/WN. Jest to element najczęściej pomijany przez projektantów farm wiatrowych. Linia kablowa SN nie generuje wprawdzie pola elektrycznego z uwagi na ekranujące działanie żyły powrotnej, ale jest istotnym źródłem pola magnetycznego. Na rysunku 2 pokazano układ kabli odprowadzających energię z poszczególnych siłowni (wiatraków) w ramach farmy wiatrowej. W sąsiedztwie stacji SN/ WN schodzące się kable tworzą „wspólną magistralę”, a pole magnetyczne od linii kablowej wzrasta wraz z ilością energii płynącej w poszczególnych kablach. W przypadku jednej siłowni o mocy kilku MW, prądy w kablach średniego napięcia łączące turbiny ze stacją SN/WN są niewielkie (rzędu dziesiątek amper). W sytuacji, gdy odprowadzamy moc z kilku, kilkunastu, a czasami nawet kilkudziesięciu siłowni sumaryczny prąd w linii kablowej SN znacznie wzrasta. Możemy mieć wtedy doczynienia z sumarycznym prądem rzędu wielu setek a nawet tysięcy amperów, a takie wartości prądów mogą wytwarzać pole magnetyczne o natężeniu zdecydowanie przekraczającym wartości dopuszczalne. Dodatkowym czynnikiem są uwarunkowania ekonomiczno-prawne. Przy

1. Fundament; 2. Wyjście do sieci elektroenergetycznej; 3. Wieża; 4. Drabinka wejściowa; 5. Serwomechanizm kierunkowania elektrowni; 6. Gondola; 7. Generator; 8. Anemometr; 9. Hamulec postojowy; 10. Skrzynia przekładniowa; 11. Łopata wirnika; 12. Siłownik mechanizmu przestawiania łopat; 13. Piasta

Rys. 1. Przykładowy widok turbiny (źródło: Wikipedia, Arne Nordmann)

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

Rys. 2. Schemat układu „wspólnej magistrali” farm wiatrowych

planowaniu farm wiatrowych istotniejszym wydają się uzgodnienia dotyczące lokalizacji siłowni i podstacji SN/ WN oraz przebiegu tras kablowych, niż czynniki techniczne. Problemy z wykupem gruntów, zgodą właścicieli i uzyskaniem odpowiednich pozwoleń na inwestycję wymuszają rozwiązania mogące rodzić problemy związane z emisją pól magnetycznych. Projektanci zmuszeni są niejednokrotnie do łączenia siłowni prowadząc kable, w całości lub części, wzdłuż jednej trasy w układzie liniowym (rys. 2), co sprowadza się do tego, że w jednym wykopie kablowym może być prowadzonych kilka wiązek kablowych obciążonych prądem rzędu kilkuset amperów każda.

Pole magnetyczne w sąsiedztwie linii kablowych

W artykule przedstawiono poniżej w formie wykresów rozkłady pola magnetycznego na wysokości 30 cm nad powierzchnią gruntu (zgodnie z wymogami rozporządzenia [3]) w kilku przypadkach ilustrujących problem pola magnetycznego nad linią kablową. Na rysunku 3 zamieszczono rozkład pola magnetycznego nad dwutorową linią kablową wyprowadzającą moc z ośmiu siłowni wiatrowych o mocy 2 MW każda. Ze względu na obciążalność kabli każdy tor kablowy wyprowadza moc z dwu siłowni. Przy tak niewielkiej farmie wiatrowej (osiem siłowni po 2 MW) nad linią kablową można się spodziewać wartości natężenia pola magnetycznego wynoszące 20% wartości dopuszczalnej. Na rysunku 4 pokazano rozkład pola magnetycznego w sytuacji dużo bardziej niekorzystnej, gdy farma składa się z szesnastu siłowni o mocy 3 MW. Spodziewana maksymalna wartość natężenia pola magnetycznego wynosi prawie 34 A/m, co stanowi niewiele ponad 50% wartości dopuszczalnej. W przypadku odprowadzania mocy z coraz większej ilości siłowni czy też

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 3. Rozkład pola magnetycznego (30 cm nad ziemią) ponad linią kablową złożoną z dwu torów (poszczególne fazy torów ułożone płasko)

Rys. 4. Rozkład pola magnetycznego (30 cm nad ziemią) ponad linią kablową złożoną z czterech torów (poszczególne fazy torów ułożone płasko)

Rys. 5. Rozkład pola magnetycznego (30 cm nad ziemią) ponad linią kablową złożoną z czterech torów (poszczególne fazy torów ułożone w wiązkach po trzy)

z siłowni o większych mocach problem będzie się pogłębiał. W praktyce Instytut Energetyki miał okazję opiniować linię kablową, która miała składać się z ośmiu torów. Wytwarzały one wypadkowe pole magnetyczne o natężeniu przekraczającym 75 A/m, czyli przekraczającym wartości dopuszczalne w środowisku. Nowe generacje siłowni wiatrowych osiągają moc 5 MW (obecnie produkowane), a w najbliższej przyszłości można się spodziewać siłowni 10 MW. Wobec tego należy się spodziewać, że podwyższone pole magnetyczne w sąsiedztwie linii odprowadzających moc może stać się jednym z podstawowych problemów utrudniających uzyskanie pozwoleń na budowę farm wiatrowych. Zwłaszcza przy zwiększającym się nacisku kładzionym na oddziaływanie takich obiektów na środowisko naturalne. Zapobieganie nadmiernym wartościom natężenia pola magnetycznego można zrealizować na kilka sposobów. Jedną z prostych technicznie metod jest zmiana sposobu ułożenia kabli w wiązkach po trzy. Na rysunku 5 zilustrowano rozkład pola magnetycznego nad czterotorową linią kablową w analogicznej sytuacji jak na rysunku 3, z tą różnicą, że poszczególne tory zostały ułożone w inny sposób. Taki prosty zabieg obniża w sposób zdecydowany wartość natężenia pola magnetycznego do prawie 5 A/m, czyli prawie siedmiokrotnie.

Dalsze zmniejszenie natężenia pola możliwe jest przez zwiększenie napięcia instalacji, co niestety wiąże się ze zwiększeniem kosztów ze względu na zastosowanie droższej aparatury rozdzielczej i kabli. Kontrolowanie ułożenia kolejności faz w poszczególnych torach może być kolejnym sposobem redukcji pola, ale ze względu na praktykę niezwykle trudnym. W warunkach przemysłowych, gdzie możemy dokładnie określić trasę kabli i kolejność faz (np. przy układaniu kabli na drabinkach kablowych) jest to skuteczne rozwiązanie. Przy układaniu kabli w wykopach dotrzymanie takiego reżimu wydaję się nierealne. Ostatnim, ale bardziej kosztownym rozwiązaniem jest zmiana układu sieci odbioru energii z siłowni. Rezygnacja z układu, w którym tworzymy układ „magistrali” (rys. 1) i skłonienie się ku układowi „gwiazdowemu”, gdzie energia z poszczególnych siłowni przesyłana jest do podstacji SN/WN kilkoma trasami pozwala na uniknięcie tworzenia miejsc o podwyższonym natężeniu pola magnetycznego w związku z nagromadzeniem kabli.

jektowym. Analiza ta, pozwoli na optymalny wybór trasy linii kablowych oraz związany z tym przesył energii z farm wiatrowych z uwagi na pole magnetyczne generowane przez kable, co jest szczególnie istotne jest w miejscach przebywania ludzi.

Podsumowanie

Autorzy: mgr inż. Piotr Papliński, Instytut Energetyki, Instytut Badawczy, ul. Mory 8, 01-330 Warszawa, e-mail: piotr.paplinski@ien.com.pl; mgr inż. Hubert Śmietanka, Instytut Energetyki, Instytut Badawczy, ul. Mory 8, 01-330 Warszawa, e-mail: hubert.smietanka@ien.com.pl.

Przedstawione w artykule zagadnienia dotyczące oddziaływania pól elektromagnetycznych na środowisko ogólniedostępne pochodzące od linii kablowych SN farm wiatrowych powinny być analizowane na już na etapie pro-

Literatura

[1] Rekomendacja Rady Europy z dnia 12 lipca 1999 r. w sprawie ograniczania ekspozycji ludności w polach elektromagnetycznych - Council Recommendation of 12 July 1999 on the limitation of exposure of the general public to electromagnetic fields (0 Hz to 300 GHz) [2] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. 2001 nr 62 poz. 627, z późn. zm.) [3] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 października 2003 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów sprawdzania dotrzymania tych poziomów (Dz. U. Nr 192, poz. 1883) [4] Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane. (Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414, z późn. zm.)

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

INSTYTUT ENERGETYKI INSTYTUT BADAWCZY Pracownia Oddziaływań Środowiskowych i Ochrony Przeciwprzepięciowej 01-330 Warszawa, ul. Mory 8, tel. 22 3451 355 lub tel/fax. 22 8368 818 http://www.ien.com.pl/eos/

Szczęśliwych Świąt Bożego Narodzenia oraz samych sukcesów i pomyślności w Nowym Roku wszystkim klientom i współpracownikom, życzy Pracownia Oddziaływań Środowiskowych i Ochrony Przeciwprzepięciowej

Wykonujemy badania diagnostyczne ograniczników przepięć, badania natężenia pola elektrycznego i magnetycznego w środowisku oraz na stanowiskach pracy: 50 Hz, pola magnetycznego stałego oraz wysokiej częstotliwości, badania poziomu hałasu i mocy akustycznej urządzeń generujących hałas. Opracowujemy raporty o oddziaływaniu na środowisko zgodnie z wymaganiami ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. „Prawo ochrony środowiska”. Wykonujemy ekspertyzy w zakresie: usytuowania zabudowy w sąsiedztwie obiektów elektroenergetycznych i doboru ograniczników. Pracownia posiada także możliwość pomiarów infradźwięków przy farmach wiatrowych oraz termowizji obiektów energetycznych.

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Skupiamy się na pomiarach energii

irma Euro Pro Group wprowadza na rynek nowe podliczniki energii z funkcją analizy jakości energii, amerykańskiej firmy Dent Instruments. Są to rejestratory danych i rejestratory energii elektrycznej dla profesjonalnych odbiorców. Tego typu podliczniki z rejestracją parametrów jakości energii często stanowią pierwszy krok we wdrażaniu poważnych stra-

tegii energetycznych mających na celu utrzymanie ciągłości dostaw energii w godzinach szczytu i obniżenie kosztów eksploatacyjnych. Dostarczamy przyrządy najwyższej jakości, których wytrzymała konstrukcja, niewielkie rozmiary i zdalne zbieranie danych sprawiły, że są to rejestratory chętnie wybierane zarówno przez duże jak i małe przedsiębiorstwa.

Produkty DENT dostarczają ważnych danych elektrycznych, które są wykorzystywane do dokładnej alokacji (przydzielania) kosztów energii, wyszukiwania możliwości oszczędzania energii i obniżania rachunków za energię elektryczną. Nasze wszechstronne przyrządy pomagają dokładnie określić miejsca poboru energii i precyzyjnie zmierzyć jej wielkość zużycia.



ZAINSTALOWAĆ PROGRAM ELOG I PRZESŁAĆ TABELĘ KONFIGURACJI DO PRZYRZĄDU ELITEPRO SP ELITEpro SP jest konfigurowany przy użyciu programu ELOG. Tabela Konfiguracji jest plikiem, który programuje rejestrator dla danego projektu. Należy ustawić takie parametry jak częstotliwość próbkowania i typ obciążenia a następnie przesłać plik do rejestratora. ELITEpro SP jest teraz gotowy do użycia. Prosta 1-stronicowa Tabela Konfiguracji prowadzi użytkownika przez wszystkie opcje pomiarowe ELITEpro SP.



PODŁĄCZENIE ELITEPRO SP DO TABLICY ROZDZIELCZEJ, W KTÓREJ MAJĄ BYĆ DOKONYWANE POMIARY Instalowanie i podłączanie ELITEpro SP jest proste i łatwe. Magnesy na obudowie przyrządu ułatwiają montaż w szafach rozdzielczych. Szeroka gama bocznikowanych wewnętrznie CT typu kleszczowego i przewody napięciowe z krokodylkami umożliwiają podłączenie do każdego prawie obwodu w szafie bez wyłączania prądu.



ŚCIĄGANIE DANYCH Z ELITE PRO SP

Po zakończeniu pomiarów należy tylko podłączyć ELITEpro SP do komputera z zainstalowanym programem ELOG i ściągnąć plik danych z rejestratora. Analiza danych i tworzenie wykresów w ELOG lub eksport danych jako plik. csv do popularnych arkuszy kalkulacyjnych, takich jak Microsoft Excel®

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Nowe wyroby to ELITE PRO i POWER SCOUT to przenośne, elektroniczne podliczniki energii różnią się systemem zbierania danych, Elite Pro posiada pamięć wewnętrzną umożliwiającą monitoring danych przez ok 200 dni, podczas gdy Power Scout przesyła dane do systemów, z którymi współpracuje poprzez dowolny do wyboru system komunikacji: szeregowy RS-485, Ethernet lub USB. Power Scout komunikuje się poprzez Modbus TCP, BACnet IP lub MS/ TP protocol. Miernik Power Scout monitoruje napięcie, natężenie, moc czynną, moc bierną, częstotliwość, harmoniczne i inne parametry sieci. Szeroki zakres zasilania (80-600 VAC), może być skonfigurowany z dowolnymi przekładnikami prądowymi od 1do 4000 A (cewki Rogowskiego), co pozwala na dostosowanie urządzenia do prawie każdego projektu. Programowanie mierników odbywa się w prosty sposób poprzez podłączenie kablem USB do komputera i dzięki użyciu oprogramowania (E-log dla Elite Pro, View Point dla Power Scout) dokonuje się wyboru parametrów sieci, przekładników prądowych, rodzaju komunikacji itp. Mierniki zasilane są z sieci pomiarowej, dostosowane do 4 kanałowego obwodu sieci jedno lub trójfazowej, nie wymagają dodatkowych źródeł zasilania. Małe rozmiary (tylko 21,6 x 6,3 x 4,7 cm) i niewielka ma-

Typ urządzenia Wartości Mierzone

POWESCOUT 3037

ELITEPRO XC™

Volts,Amps,kW,kWh,kVAR,kVARh,kVA,kVAh,aPF,dPF

Częstotliwość pomiaru

PS3037: 5 sekund PS24: 1 sekunda

0.125 s

Komunikacja

RS-485 & USB standard. Ethernet.

Kabel USB ,opcjonalnie (Bluetooth ,Wifi),współpraca z apliakcjami mobilnymi

Pamięć

Brak wewnętrzenej pamięci pomiar przesyłany do komputera

Wewnętrzna nawet do 200 dni pomiarów

Direct Communication

User selectable Modbus/BACnet Master Slave Token Passing protocol (MS/TP) or (optional) BACnet IP/ Modbus over Ethernet

sa (wynosząca 340 g) urządzeń idealnie nadaje się do zamontowania ich w szafach rozdzielczych. Każde urządzenie dostarczane jest w walizce, oprogramowanie jest dostępne w języku angielskim, pozwala na ciekawą prezentację wyników pomiarów, przykładowe wykresy są zilustrowane poniżej. Przyrządy te mogą mierzyć energię/ moc wyrażoną w kWh/kW i dane dotyczące zapotrzebowania energii / mocy jak również prawie wszystkie istotne parametry elektryczne służące do diagnostyki i monitorowania instalacji trójfazowych lub jednofazowych. Mierniki posiadają jedyną w swoim rodzaju korekcję błędu przesunięcia fazowego, przez co pozwalają na uniknięcie błędów pomiaru mocy. Dostępna jest

też hermetyczna obudowa opcjonalna NEMA 4X do pracy w trudnych warunkach otoczenia. Konstrukcja przyrządu ELITE PRO pozwala na wykonywanie pomiarów dwukierunkowych, które umożliwiają monitorowanie energii elektrycznej uzyskiwanej ze źródeł odnawialnych w zestawieniu z energią importowaną z sieci ogólnokrajowej. System uzgadniania faz sygnalizuje prawidłowe podłączenie przekładników prądowych. Niskie ceny urządzeń zachęcają do skorzystania z oferty Euro Pro Group. Więcej informacji dostępne przez dystrybutora. n Renata Gonet e-mail: rgonet@interia.pl www.europro.com.pl

ZADBAJ O SUKCES

MONITORUJ JAKOŚĆ I ZUŻYCIE ENERGII

Autoryzowany Dystrybutor DENT INSTRUMENTS na Polskę 58-200 Dzierzoniów, ul. Jałowcowa 1 URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014 tel. 697 790 707, e-mail : rgonet@interia.pl, www.europro.com.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Energia pod kontrolą – MI 2892 Power Master Firma Metrel to nie tylko bezsprzecznie jeden z najbardziej rozpoznawalnych europejskich producentów przyrządów pomiarowych z zakresu badania bezpieczeństwa instalacji elektrycznych, lecz także producent wysokiej jakości aparatury kontrolno-pomiarowej dla innych obszarów branży elektrycznej i energetycznej.

fektem wieloletniego doświadczenia w projektowaniu i produkcji przyrządów pomiarowych dla branży elektrycznej jest najnowszy produkt działu analizy jakości energii i zakłóceń - analizator jakości energii Power Master MI 2892. Z uwagi na coraz to szerszą ofertę przenośnych urządzeń tego typu na rynkach europejskich słoweńscy inżynierowie, przy projektowaniu analizatora MI 2892, postanowili skupić się na 3 kluczowych aspektach: zaawansowanych funkcjach pomiarowych, wygodnej i intuicyjnej obsłudze oraz przystępnej cenie. Zadania stojące przed współczesnym analizatorem jakości zasilania mogą być bardzo zróżnicowane. Podstawowym ich celem jest oczywiście dokładny pomiar i rejestracja parametrów sieci, pozwalający na wnikliwą analizę potencjalnych problemów z jakością napięcia, a następnie prowadzenie działań mających na celu ich wyeliminowanie. Jednakże bardzo często narzędzie to służy również innym celom, takim jak ocena i poprawa efektywności zużycia energii, diagnostyka obciążeń czy kompensacja mocy biernej. Przyrząd Metrel MI 2892 Power Master stanowi idealne rozwiązanie dla wszystkich z powyższych zastosowań.

Klasy analizatorów JEE

Jednym z podstawowych kryteriów przy wyborze analizatora jakości energii elektrycznej jest jego klasa. Norma PN-EN 61000-4-30 wprowadziła 3 podstawowe klasy analizatorów jakości energii: B, S oraz A. Klasa B jest najmniej restrykcyjna, wymagania stawiane urządzeniom w tej klasie zapisane są bardzo ogólnie pozostawiając producentom dowolność w zakresie stosowanych metod pomiarowych. Dowolność ta powoduje, że pomiary realizowane analizatorami w klasie B różnych marek mogą się od siebie znacznie różnić. Mimo, że pomiary

analizatorami w tej klasie często okazują się użyteczne, ich charakter traktuje się jedynie poglądowo i nie mogą stanowić podstawy do roszczeń z tytułu złej jakości napięcia. Przyrządy, które spełniają Klasę S wspomnianej wyżej normy stanowią znaczny krok naprzód w zakresie niepewności pomiarowej i pozwalają na miarodajną analizę zasilania, jednakże wciąż nie stanowią podstawy rozwiązywania sporów z dostawcą energii. Głównym założeniem najbardziej restrykcyjnej - klasy A, jest to, że przyrządy realizujące analizę zgodnie z jej wytycznymi powinny, gdy podłączone do tych samych sygnałów, generować identyczne wyniki. Przyrządy w klasie A muszą nie tylko spełniać najwyższe wymagania co do dokładności pomiarów, ale dodatkowo zapewniać synchronizację czasu rejestratora. Element ten jest niezwykle istotny ponieważ pozwala na analizę tych samych zjawisk w różnych punktach w sieci pokazując wzajemne zależności w systemie i sposoby propagacji zaburzeń. Wychodząc na przeciw wysokim wymaganiom ekspertów od jakości energii elektrycznej MI 2892 Power Master w pełni spełnia wymagania klasy A normy 61000-4-30 zapewniając doskonałą dokładność pomiarów, jak i synchronizację czasu przez zewnętrzny odbiornik GPS.

MI 2892 Power Master wyposażono w szereg nowoczesnych rozwiązań takich jak port Ethernet do zdalnej komunikacji, obsługę kart microSD do 32GB i kolorowy ekran o wysokiej rozdzielczości. Poza rejestracją podstawowych parametrów jakości napięcia takich jak zdarzenia napięciowe, wyższe harmoniczne i THD, asymetria oraz wskaźnik migotania światła (flicker), przyrząd udostępnia również zaawansowane funkcje diagnostyczne takie jak analiza sygnałów sterujących, rejestrowanie stanów nieustalonych, interharmonicznych, prądów rozruchowych i innych przebiegów szybkozmiennych. O skuteczności analizy jakości energii nie świadczy tylko sam przyrząd. Nowoczesny analizator to wypadkowa wszystkich elementów systemu pomiarowego, w którego skład wchodzą: analizator, cęgi pomiarowe oraz oprogramowanie. Specjaliści firmy Metrel świadomi tego faktu, każdemu z elementów poświęcili równie dużo uwagi. Efektem ich pracy jest analizator MI 2892 Power Master, sprzedawany w zestawie z cewkami rogowskiego i zaawansowanym oprogramowaniem PowerView 3.0. mgr inż. Marcin Barczyk n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

HANNOVER MESSE. Tutaj łączy się w sieci 4. przemysłowa rewolucja. 13 – 17 kwietnia 2015 Hanower ▪ Niemcy hannovermesse.com

Get new technology first

Targi Hanowerskie s.c. ▪ Tel. +48 22 465 66 22 ▪ info@targihanowerskie.com.pl

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

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

Rozkład linii sił pola bez wysterowania

sprzęt marki Euromold wykorzystuje kilka rozwiązań do sterowania polem w podłączeniach kabli przez głowice konektorowe: I. Podejście pojemnościowe polegające na użyciu tradycyjnego stożka sterującego polem. Półprzewodnikowy krzywy kształt stożka sterującego polem pozwala na lepszą dystrybucję linii ekwipotencjalnych, które obniżają koncentrację naprężeń. Stożek sterujący musi być zbudowany z części izolującej do wzmocnienia głównej izolacji kabla oraz z części przewodzącej do współpracy z ekranem półprzewodzącym na izolacji kabla. Musi być również elementem nadzorującym taki rozkład linii ekwipotencjalnych, który przy ich nadmiarze wokół kabla wystarczająco szybko je wysteruje i nie dopuści do jonizacji powietrza przy ich gwałtownym zagęszczeniu, mogącego uszkodzić kabel. Stożki sterujące z tym rozwiązanie w osprzęcie EUROMOLD są tak wykonane, by spełniać tę specjalną funkcję, ale również jednocześnie ze względu na fakt, że są one wbudowane w głowicy, automatycznie tworzą lepszą współpraca pomiędzy materiałem przewodzącym a izolującą gumą ze względu na ich idealne dopasowanie już przy produkcji i właściwym formowaniu osprzętu. II. Podejście refrakcyjne polegające na użyciu materiału o wysokiej przenikalności elektrycznej lub o wysokiej stałej dielektrycznej materiału. Materiał ten załamuje linie ekwipotencjalne, a zatem obniża koncentrację naprężeń.

Rozkład linii sił pola w typowym układzie połączeń

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

at the core of performance

Because so much of your performance runs through caBles Kable i systemy kablowe Nexans są obecne w każdym miejscu naszego codziennego życia. Tworzą infrastrukturę energetyczną i telekomunikacyjną, występują w przemyśle, budownictwie, statkach, farmach wiatrowych, pociągach, samochodach, samolotach, … Prawdopodobnie nawet o tym nie wiesz, bo nie widzisz ich na co dzień. Nasze kable i systemy kablowe otwierają drzwi do światowego postępu. Nexans Polska sp. z o.o. · ul. Wiejska 18, 47-400 Racibórz marcom.info@nexans.com · www.nexans.pl

Światowy ekspert w dziedzinie kabli i systemów kablowych

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rozkład linii sił pola w typowym układzie połączeń

Podejście refrakcyjne zastało wykorzystane w nowych seriach głowic konektorowych 430,-484,-944TB na napięcia do 42kV. Na przykładzie głowicy konektorowej 430TB (podobne rozwiązanie jest w seriach wszystkich głowic EUROMOLD), wyposażona jest w reduktor kabla 430CA, reduktor ten jest elementem służącym do sterowania polem elektrycznym metodą refrakcyjną. Dlaczego stworzono tego typu rozwiązanie ? 1. Aby być uniezależnionym od rozmiarów kabli. Ponieważ nie jesteśmy zależni od kształtu stożka sterującego polem i można formować elastyczny EPDM, dzięki temu można produkować część, która jest bardziej elastyczna i akceptuje więcej rozmiarów kabli. To wydatnie redukuje zapas magazy-

Korpus głowicy konektorowej 430TB

nowy. W tym przypadku na przykład, jeden rozmiar, 430CA-18, dopasowuje kable z średnicą izolacji żyły roboczej od 19,0 mm do 32,6 mm. Odpowiada to kablom od 95 mm2 do 400 mm2 dla napięcia 10 kV i kablom od 50 mm2 do 300 mm2 dla napięcia 20 kV. 2. Aby dostarczyć reduktor kabla ze zintegrowanym sterowanie. Umożliwia to: – uproszczoną instalację, – mniejsza ilość elementów. 3. Aby uzyskać przerwę ekranu. Reduktor ten jest formowany z nieprzewodzącego materiału w celu uzyskania przerw pomiędzy ekranem kabla a uziemieniem, co pozwala wytrzymać wymagane minimalne stałe napięcie 5 kV przez 5 minut (dla pełnego wyobrażenia, układ reduktora wytrzymuje 15 kV napięcia zmiennego i 25 kV napię-

Korpus głowicy sprzęgającej 300PB

cia stałego). Wywodząca się z 40 lat doświadczeń marki EUROMOLD przy produkcji i projektowaniu tego rodzaju zakończeń kabli, ta głowica do przepustu Interface C, zaprojektowana przez wysoko wykwalifikowany zespół badawczo/rozwojowy Euromold, spełnia wymagania rynku uniwersalnych produktów. Uzyskane dzięki temu rozwiązaniu produkty przekroczyły oczekiwania odnośnie możliwości zastosowania na kablach o różnych wymiarach i dzięki temu można je zastosować również na już dostępnych na rynku kablach o zredukowanej grubości izolacji.

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

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Głowice konektorowe w układzie pojedynczym…

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

Końcówka śrubowa głowicy 430TB z systemem zatrzaskowym

Wielozakresowa głowica konektorowa EPDM Głowice EPDM są wysoko cenione za ich wytrzymałość mechaniczną, specjalną adaptację do powtarzalnego procesu łączenia / rozłączania. Tę własność otrzymaliśmy również podczas sprawdzania elastyczności konstrukcji. Możemy proponować klientom jedyną taką na rynku wielozakresową głowicę konektorową EPDM, dla żył kabli

...i podwójnym

w przedziale od 25 do 300 mm2 z jakąkolwiek grubością izolacji w sieci tak 10kV, 20kV jak i 30 kV. Wykorzystana w głowicy końcówka kablowa ze specjalnego stopu umożliwia jej zastosowanie w układach o prądzie znamionowym kabla do 1250 A. Końcówka ta została zaprojektowana tak, aby jej parametry były wystarczające do przeniesienia większych wartości prądu nawet w niespodziewanych sytuacjach, unikając niepotrzebnych perturbacji. Końcówki śrubowe mogą być zastosowane dla wszystkich kabli z aluminiową lub miedzianą żyłą roboczą o różnych przekrojach żyły dla jednej końcówki. Opatentowany system zatrzaskowy końcówki został zaprojektowany tak, aby zapewnić łatwiejszy wielokrotny montaż i instalację w korpusie, bez jego uszkadzania. Głowice konektorowe posiadają również pojemnościowy dzielnik napięcia.

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

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

Głowica w trakcie próby napięciowej

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

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

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Innowacyjna technologia połączeń śrubowych wykorzystywana w kablach na napięcie do 36kV w energetyce odnawialnej Technologia złączek i końcówek śrubowych oraz systemy połączeń kablowych firmy Nexans Power Accessories (marki GPH i EUROMOLD) znajdują szerokie zastosowania w nowoczesnych elektrowniach wiatrowych. Wszędzie tam, gdzie trzeba połączyć ze sobą kable elektroenergetyczne lub utworzyć odgałęzienia lub punkty przyłączeniowe, konieczne są bezpieczne i pewne złącza. Struktura technologiczna poszczególnych elektrowni wiatrowych wymaga stosowania systemów kablowych o odpowiednim zakresie napięcia i konstrukcji kabla do połączenia wymagających technologicznie obiektów, zapewniających im długoletnia pracę. Transformacja niskiego napięcia w napięcie średnie w dolnym segmencie turbiny W przypadku najczęściej stosowanej konfiguracji wytworzona energia przesyłana (niskie napięcie do 1 kV) jest w dół turbiny wiatrowej do transformatora (fot. 1). Przy czym wstępnie montuje się w poszczególnych segmentach wieży kable aluminiowe, podczas gdy ruch obrotowy gondoli realizowany jest za pomocą elastycznego przewodu miedzianego z żyłą klasy 5. Przejścia pomiędzy poszczególnymi segmentami można szybko i łatwo wykonać za pomocą złączek śrubowych. Tego rodzaju złączki nadają się przede wszystkim do łączenia kabli aluminiowych z kablami miedzianymi. Umożliwiają łączenie przewodów z różnych tworzyw i o różnych średnicach, ułatwiają montaż i zapewniają pewne i skuteczne połączenie o minimalnym oporze elektrycznym. Wszystkie mechaniczne złączki śrubowe (seria „M”) oraz połączenia w wersji skręcanej (seria „SB”) spełniają wymogi normy IEC 61238-1. Złączki M70-240 nadają się do łączenia zarówno przewodów miedzianych jak i aluminiowych o średnicy od 70 do 240 mm2. Wersja SB wyposażona jest dodatkowo w złączkę ze stopniową podziałką. Obie części dzielonego zacisku skręcanego można połączyć z końcówkami przewodów jeszcze w trakcie montażu wstępnego (fot. 2). Podczas montażu segmentów wieży każdy przewód łą-

Fot. 1. Typowa elektrownia wiatrowa

czony jest pojedynczo za pomocą śruby zrywalnej. Tego rodzaju śruby zapewniają optymalny zestyk łączonych elementów zabezpieczając je jednocześnie przed skutkami nieprawidłowo przeprowadzonego montażu i umożliwiają bezpieczny przesył prądu nawet w przypadku awarii spowodowanych zwarciem. Montaż jest prosty: potrzebne są jedynie standardowe narzędzia do wkręcania śrub z łbem sześciokątnym oraz śrub imbusem. Opatentowana, kilkustopniowa śruba zrywalna zapewnia podczas montażu kabla optymalną siłę docisku styków dopasowaną do średnicy kabla i nie uszkadza drutów w żyle kabla. W ten sposób zostaje zapewniona długa żywotność złącza. Za pomocą śrub zrywalnych można bez problemów łączyć nawet bardzo elastyczne przewody. W zależności od indywidualnych wymagań klientów tworzone są również konfiguracje oparte na jednostopniowych śrubach zrywalnych. Czas montażu mechanicznych złączek śrubowych jest znacznie krótszy niż w przypadku złączek prasowanych. Ponieważ złączki prasowane należy pre-

cyzyjnie dopasować do rodzaju, budowy, materiału i średnicy łączonego przewodu, a na rynku nadal dostępne są przeróżne technologie zaciskowe, monter zmuszony jest nie tylko wybrać odpowiednie złączki czy praskę, ale również odpowiednie matryce do prasek, zgodne z rynkową proweniencją technologii, zależną od kraju, gdzie jest to montowane. W przypadku stosowania złączek śrubowych dodatkowe nakłady czy też wiedza potrzebna przy używaniu złączek prasowanych

Fot. 2. Łączenie kabli aluminiowych i miedzianych klasy5 za pomocą złączek śrubowych GPH.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE nie są już konieczne, i to w każdym miejscu na świecie. Nie trzeba zaopatrywać się w drogie i nieporęczne praski. Za pomocą złączek śrubowych marki GPH można łączyć ze sobą przewody różnego rodzaju, budowy, materiału i średnicy łączonego przewodu. Dzięki stosowaniu technologii łączeń śrubowych znacznie skraca się czas montażu. W porównaniu z powszechnymi na rynku złączkami prasowanymi złączki śrubowe Nexans można dopasować do wszelkich warunków montażowych. Izolację systemów kablowych niskiego napięcia wykonuje się za pomocą zimnokurczliwej tuby przewijanej na miejsce mufowania (fot. 3). Tego rodzaju produkt zapewnia elektryczną izolację kabla i dodatkowo chroni złącze przed negatywnymi wpływami pogodowymi. Przewijana tuba gumowa jest „dociskana” do końcówki kabla i podczas montażu nawijany na złączkę. Istnieje możliwość stosowania izolacji wykonanych zarówno w technologii termo- jak i zimnokurczliwej.

Fot. 3. Przewód zwijany RS 300-500

Transformacja niskiego napięcia w napięcie średnie wewnątrz gondoli Druga konfiguracja elektrowni wiatrowych polega na przekształceniu wytworzonej energii w średnie napięcie (6-42kV) jeszcze na poziomie gondoli, aby zmniejszyć straty przewodowe i osiągnąć lepszą krzywą mocy. Kable średniego napięcia przyłącza się za pomocą typowego osprzętu i systemów średniego napięcia. Podczas przyłączania kabli do generatora i rozdzielnicy stosuje się konektory kompaktowe typu T oraz odpowiednie głowice końcowe. Za pomocą połączenia typu T tworzy się odpowiednie złącze między elastycznym przewodem miedzianym a zainstalowanym na stałe kablem aluminiowym. W przypadku systemów kablowych średniego napięcia technologia śrubowa stosowana jest zarówno do połączenia kabli mufą jak i w końcówkach kablowych do montowania ekranowanych głowic

mów kablowych to przede wszystkim skrócony czas montażu podczas budowy segmentów turbin wiatrowych oraz ułatwienie monterom podłączenia elektrowni do infrastruktury sieci elektroenergetycznych oraz wykonania okablowania elementów elektrowni wiatrowych.

Generator średniego napięcia w gondoli obrotowej

Fot. 4 i 5. Próba wyładowań niezupełnych konfekcjonowanego systemu kablowego średniego napięcia turbiny wiatrowej

konektorowych. Firma Nexans, jako producent kompleksowych rozwiązań elektroenergetycznych, oferuje swoim klientom systemy składające się z idealnie dopasowanych do siebie poszczególnych elementów. Oferta sięga od różnego rodzaju łączników po kompletne, konfekcjonowane systemy kablowe niskiego i średniego napięcia pochodzące od tego samego producenta. Na życzenie klientów firma Nexans dostarcza konfekcjonowane systemy kablowe dla elektrowni wiatrowych, badane zgodnie z wymogami normy IEC 60502 (fot. 4 i 5). Mechaniczne złączki śrubowe umożliwiają szybkie wykonanie bezpiecznych złączy kabli elektroenergetycznych. Zalety konfekcjonowania syste-

Fot. 6. Gondola elektrowni wiatrowej

W elektrowniach wiatrowych stosuje się coraz częściej generatory średniego napięcia, które pracują w zakresie napięcia od 1 kV do 3,6 kV. Również w przypadku tej trzeciej konfiguracji transformacji średnionapięciowej złącza pomiędzy kablami aluminiowymi w turbinach a elastycznymi kablami miedzianymi powstają jako połączenie z generatorem w gondoli wyposażonej w łożysko obrotowe (fot. 6). Z powodu montażu wstępnego należy połączyć ze sobą również kable znajdujące się pomiędzy poszczególnymi segmentami turbin wiatrowych. W oparciu o mechaniczne połączenia śrubowe niskiego i średniego napięcia stosuje się w przypadku tej konfiguracji systemy kablowe specjalnie wykoncypowane dla tego obszaru napięcia. Łączenie przewodów za pomocą złączy śrubowych jest nie tylko szybkie i bezpieczne, ale umożliwia również ekranowanie łączonych elementów. Ten obszar zastosowania dopełnia możliwości użytkowe technologii połączeń śrubowych dla wszelkich systemów kablowych niskiego i średniego napięcia stosowanych w elektrowniach wiatrowych. Firma Nexans Power Accessories oferuje swoim klientom szereg korzyści: niskie koszty inwestycyjne, prosty i szybki montaż oraz skuteczność i bezpieczeństwo złącza wykraczające poza jego oczekiwaną żywotność. Takie produkty jak mechaniczne złączki śrubowe typu M70-240 należą w dzisiejszych czasach do standardowego wyposażenia elektrowni wiatrowych, nie tylko dlatego, że gwarantują skuteczne i proste połączenie najróżniejszych przewodów, ale również dlatego, że ich uniwersalność daje gwarancje właściwego połączenia pod każdą szerokością geograficzną na świecie. Połączywszy to z możliwościami materiałów izolacyjnych, jakie są do tego połączenia oferowane, daje to kompleksowe rozwiązanie dla użytkowników różnego rodzaju wież wiatrowych i nie tylko Paweł Kiełkowski n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

WYDARZENIA I INNOWACJE

Nowa Promocja „z OBO zawsze wygrywasz!” Firma OBO Bettermann Polska uruchamia nową Promocję na swoje produkty. Promocja skierowana jest do wszystkich, którzy kupują produkty OBO z grupy TBS (Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa).

Jak wziąć udział w Promocji: 1. Należ y o dwie dzić s tronę www.obo.pl , na której znajduje się regulamin, a przede wszystkim Katalog Zestawów Promocyjnych, które można otrzymać; 2. Z Katalogu należy wybrać Zestawy dla siebie; 3. Kolejnym krokiem są zakupy produktów objętych promocją – można tego dokonać u dystrybutorów czyli hurtowni elektrycznych w całym kraju; 4. Jeżeli użytkownik chce wziąć udział w Promocji musi wycinać z opako-

wań produktów kupony promocyjne (kupon promocyjny to fragment opakowania zawierający numer katalogowy oraz fragment hologramu. O ilości punktów decyduje m.in. cena katalogowa produktu); 5. Po zebraniu odpowiedniej liczby punktów na wybrane Zestawy Promocyjne należy wydrukować i wypełnić Zamówienie Zestawu Promocyjnego znajdujące się na stronie www.obo.pl. 6. Wypełnione Zamówienie Zestawu Promocyjnego wraz z wyciętymi kuponami należy przesłać na adres:

OBO Bettermann Polska Sp. z o.o. 02-495 Warszawa, ul. Gierdziejewskiego 7 Promocja „z OBO zawsze wygrywasz!” (Szczegółowe zasady przydzielania punktów, wysyłki i otrzymywania Zestawów Promocyjnych dostępne są w Regulaminie Promocji) Do zdobycia jest ponad 100 różnych Zestawów: sprzęt RTV, AGD, elektronarzędzia, galanteria, zabawki i wiele innych. Gwarantowane Zestawy można mieć już od 200pkt. n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

SPRECON®-E-P DSZW4 – Zabezpieczenie nadprądowe, zwłoczne, z podwójnym zasilaniem, autonomiczne

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Konstrukcje modułowe kontenerowych stacji energetycznych w sieci średnich napięć Artykuł opisuje modułowy system obudów stacji elektroenergetycznych SN Typu PF-P w aspekcie funkcjonalności oraz możliwości aplikacji najnowocześniejszej techniki teleinformatycznej. Zwrócono uwagę na bezpieczeństwo stosowanych rozwiązań. Przedstawiono możliwości adaptacji systemu dla potrzeb optymalizacji procesu realizacji inwestycji. Wstęp

Krajowy System Energetyczny KSE będzie musiał, w najbliższym czasie, stawić czoło poważnym wyzwaniom. Ujawnione [1] ryzyko pojawienia się deficytu w bilansie mocy, po roku 2015, zilustrowane, wraz z perspektywą jego wypełnienia, na rys. 1, skutkuje [2] koniecznością rozwoju generacji rozproszonej, wrażliwej na zdolności przyłączeniowe sieci SN. W związku z tym w sieci SN, administrowanej zarówno przez Operatorów Sieci Dystrybucyjnej - OSD jak i Operatora Sieci Przesyłowej OSP, stosowane rozwiązania stacji rozdzielczych SN muszą zapewnić realizację bardziej złożonych funkcji i warunków. Na rys. 2 zilustrowano [3] strukturę produkcji energii elektrycznej w roku 2013 [GWh], na podstawie danych PSE, oraz udział grup kapitałowych w wolumenie energii elektrycznej wprowadzonej do sieci w 2013 r., na podstawie danych Ministerstwa Gospodarki oraz URE. Porównując aktualny udział źródeł odnawialnych z celami strategicznymi [4] polityki energetycznej kraju, znaczenie rozproszonych źródeł energii elektrycznej, często przyłączanych do KSE za pośrednictwem sieci dystrybucyjnej SN, jest oczywiste. Zagadnienie gwarantowanego zasilania często postrzegane jest przez odbiorców jako wyłączne zadanie OSD, a znacznie rzadziej postrzegają oni możliwość wykorzystania rozproszonych źródeł wytwarzania energii jako zasilania podstawowego własnych procesów technologicznych.

Celem zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego oraz poprawy efektywności energetycznej procesów technologicznych w przemyśle, proces wykorzystania własnych źródeł wytwarzania energii został już zainicjowany w aspekcie: wysokosprawnej kogeneracji przemysłowej i ciepłowniczej, przetwarzania odpadów na energię elektryczną, wykorzystania gazów kopalnianych, odnawialnych źródeł energii OZE, często z możliwością pracy wyspowej. Proces ten powinien również wpłynąć na większy, niż zilustrowany na rys. 2., udział drobnych wytwórców energii elektrycznej, w jej krajowej produkcji. Tym samym funkcje realizowane przez stacje energetyczne SN stają się bardziej rozbudowane oraz wzrasta moc tych stacji. Kontenerowe stacje rozdzielcze SN, w obudowie betonowej posiadają zasadniczą przewagę nad indywidualnie projektowanymi obiektami, którą stanowi czas realizacji inwestycji, w obszarze rozdzielni SN. Autorzy podjęli próbę wykazania walorów modułowego systemu stacji, z korytarzem obsługi, w procesach inwestycyjnych, związanych z rozbudową sieci energetycznej średnich napięć. Rozproszone źródła, energii, a w szczególności OZE, przyłączane są, w dużej części, do KSE za pośrednictwem stacji elektroenergetycznych w sieci dystrybucyjnej SN, przykładowe rozwiązanie przyłączenia pojedynczej turbiny wiatrowej zilustrowano na rys. 3.

Rys. 1. Moc osiągalna w istniejących elektrowniach, a wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną [1], źródło opracowanie PGE (za: http://www.polska2030.pl), oraz perspektywa wypełnienia poprzez inwestycje perspektywicznego deficytu w bilansie mocy, z uwzględnieniem inwestycji sieciowych stowarzyszonych z inwestycjami w źródła wytwórcze.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 2. Struktura produkcji energii elektrycznej w roku 2013 [GWh], wraz z udziałem grup energetycznych.

System modułowych stacji energetycznych SN, w obudowie betonowej, z korytarzem obsługi, typu PF-P Stacje transformatorowe z obsługą wewnętrzną typu PF-P są przystosowane do pracy w kablowej i napowietrznej sieci rozdzielczej zarówno energetyki zawodowej jak i przemysłowej. Dzięki specyficznej konstrukcji możliwe jest zaprojektowanie niemal dowolnego wariantu stacji. Stacje stanowią zatem zupełny [5] system, posiadający zdolność do indywidualnej kreacji produktu, dla pełnego spełnienia indywidualnych, specyficznych dla określonej lokalizacji i funkcji obiektu, wymagań Odbiorcy. Misja Operatora Sieci znajduje odzwierciedlenie w misji Producenta. Takie podejście pozwala na zminimalizowanie ograniczeń syste-

mowych dla zaspokojenia wymagań odbiorcy lub wytwórcy energii elektrycznej. Wielkość stacji oraz rozmieszczenie urządzeń uzależnione jest jedynie od ich ilości i typu. Staje się to możliwe [6] dzięki rozwiązaniom modułowym, które stanowią podstawę systemu, nie tylko obudów betonowych PF-P i ormaSET-P, ale również aparatury rozdzielczej firmy ORMAZABAL. Elastyczność systemu obudów stacji z obsługą wewnętrzną typu PF-P pozwala na wykonywanie niestandardowych, [5, 6] złożonych systemów zasilania, wykorzystujących również transformatory dużych mocy (do 1600kVA), agregaty prądotwórcze oraz układy automatyki SZR. Dzięki zestawieniu kilku Rys. 3. Przykładowe wykobudynków (o szerokości modułu podstaworzystanie stacji kontenerowej wego 250 cm lub 300 cm) możliwe jest stwow energetyce wiatrowej. rzenie odpowiedniej przestrzeni do zainstalo-

Rys. 4. Rozwiązanie przykładowe stacji modułowej oraz sposób posadowienia piwnic kablowych fundamentów stacji energetycznej, na placu budowy.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE wania całego systemu zasilania. Układy takie są indywidualnie projektowane, rozwiązanie przykładowe zilustrowano na rys. 4, dla danej lokalizacji oraz funkcji obiektu. Przykładem takiego rozwiązania jest stacja zilustrowana na rys. 4. Obiekt GPZ Świętoszów, o wymiarach, w rzucie przyziemia, 6x22,5 m, składa się z 6 modułów o wymiarach 3x7,5 m. Współpraca z projektantem umożliwia dobór rozwiązań technicznych z uwzględnieniem wszelkich warunków oraz ograniczeń. Prowadzi do optymalizacji modułów dla zrealizowania założonych celów oraz uwzględnieniu warunków realizacji inwestycji. Posadowienie kilku budynków obok siebie, rys 4, wymaga wcześniejszego wykonania odpowiednio wypoziomowanych ław fundamentowych, w celu eliminacji ich tzw. „klawiszowania”. Po posadowieniu połączenia pomiędzy budynkami są uszczelniane, a na złączeniach dachów wykonywane są obróbki blacharskie. System cechuje zdolność adaptacji architektonicznej do otoczenia. W tym celu stosowane są różne warianty dachów. Standardowo stacje typu PF-P przykryte są niskim dachem betonowym, którego lekko nachylona połać otoczona jest attyką. Połać pomalowana jest środkiem wodoodpornym, a attyka farbą elewacyjną. Do odprowadzenia wody z dachu przewidziano rynny wykonane z tworzywa

energii, polepszenia jakości obsługi klienta oraz wprowadzenia nowych usług dla klientów końcowych. Fakt ten skutkuje ewolucją tradycyjnego modelu sieci SN w sieci typu smart [8]. Czynnikiem sprzyjającym jest intensywny rozwój technologii informatycznych, sieci internetowych i komunikacji bezprzewodowej (np. Wi-Fi, GPRS, GSM itp.). W opisywanym systemie stacji elektroenergetycznych, od lat [8, 9, 10, 11], stosuje się rozbudowaną infrastrukturę teleinformatyczną z wykorzystaniem urządzeń do pomiaru, obróbki, przekazywania, analizy, gromadzenia itd. różnego rodzaju sygnałów i danych związanych z parametrami prądu i napięcia oraz innymi parametrami procesu rozdziału energii elektrycznej. Modułowy system obudów zapewnia możliwość wydzielenia pomieszczeń, w których instalowane są elementy przedmiotowej infrastruktury i zapewnienia odpowiednich warunków pracy zarówno sprzętu jak i obsługi. Obudowa modułu, rys. 6, składa się z trzech elementów: szczelnej, monolitycznej piwnicy kablowej, korpusu oraz dachu wykonanych z żelbetu. Typowa dystrybucyjna stacja transformatorowa składa się z pomieszczenia rozdzielnicy SN i nn oraz komory transformatora. Dodatkowo pomieszczenie rozdzielnic może być wydzielone, w przypadku kilku użytkowników stacji, umożliwiając dostęp tylko osobom

Rys. 5. Montaż i wyposażanie modułów systemu PF-P w siedzibie Producenta.

sztucznego. W przypadku dachu dwuspadowego lub czterospadowego na płycie betonowej zabudowana jest konstrukcja dachu spadzistego i pokryta, w zależności od wymagań klienta, gontem bitumicznym, dachówką ceramiczną, blacho dachówką lub innym materiałem. Jednocześnie zapewniona jest oprócz standardowej [6], dowolna kolorystyka i rodzaj pokrycia ścian stacji. Dzięki temu stacje PF-P doskonale wpisują się w wymagania stawiane przez architektów na terenach osiedli mieszkaniowych i zakładów przemysłowych, które charakteryzują się stale rosnącym zapotrzebowaniem na energię. Obudowy stacji są produkowane i wyposażane w aparaturę rozdzielczą, sterującą i pomiarową w Pyskowicach, na Górnym Śląsku. Na podkreślenie [7] zasługuje fakt, że, jak niewielu innych w kraju, historia systemu liczy już kilkadziesiąt lat, przy czym w historii zmieniali się zarówno właściciele jak również oferta techniczna Zakładu. Zadaniem sieci elektroenergetycznej jest dostarczanie energii od wytwórcy do odbiorcy. Wzrost zapotrzebowania na moc szczytową odbiorców, pojawienie się rozproszonych źródeł energii elektrycznej, a w szczególności OZE, spowodowało konieczność monitorowania dystrybucji tej energii, usprawnienie zarządzania operacyjnego siecią SN i zapewnienia niezawodności dostaw energii, zarządzania rynkiem

upoważnionym. Dach stacji PF-P nie jest na stałe skręcony ze ścianami, co umożliwia jego nieznaczne uniesienie, w przypadku wystąpienia stanów awaryjnych, skutkujących wzrostem ciśnienia wewnątrz stacji. Do obsługi poszczególnych części stacji przewiduje się oddzielne drzwi. Dostęp do piwnicy kablowej możliwy jest dzięki włazowi umieszczonemu w podłodze. Chłodzenie urządzeń oraz wentylacja pomieszczeń stacji możliwa jest dzięki kratkom wentylacyjnym umieszczonym w drzwiach i ścianach stacji, a także odpowiednio zabezpieczonej szczelinie pomiędzy ścianami a dachem. Drzwi i kratki wykonane są z ocynkowanej ogniowo blachy stalowej lub z aluminium i lakierowane proszkowo w określonym przez zamawiającego kolorze. Ściany ze stropem i podłogą ustawione są na piwnicy kablowej w której pod komorą transformatorem wydzielono szczelną misę olejową. W piwnicy kablowej znajdują się również szczelne przepusty kablowe umożliwiające przeprowadzenie kabli SN i nn jak również przewodów uziemiających. Gabaryty pojedynczego modułu mieszczą się w zakresach: szerokość alternatywnie 2,5 m lub 3 m, maksymalna długość 7,5 m, maksymalna wysokość ścian wewnętrznych 3 m, maksymalna wysokość piwnicy 1,5 m. Zamiast podłogi betonowej można zastosować podłogę technologiczną. Pojedyncze moduły mogą być dodatkowo ogrzewane, wentylowa-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE ne, klimatyzowane, ocieplane, a w przypadku pomieszczeń dla obsługi wyposażane we wszelkie wymagane urządzenia, a w szczególności w instalację wodno-kanalizacyjną. W aspekcie bezpieczeństwa omawiany system stacji spełnia najnowsze wymagania Unii Europejskiej, a w tym w zakresie łukoochronności [7]. Oznacza to, że konstrukcja stacji zapewnia bezpieczeństwo obsłudze i osobom postronnym. Fakt ten potwierdzony jest badaniami niezależnych instytutów, zgodnymi z wytycznymi normy IEC, jak również niemieckich instytutów IPH oraz PEHLA. Stacje posiadają również atesty Instytutu Elektrotechniki w Warszawie i aprobatę Instytutu Techniki Budowlanej. Cechą charakterystyczną, unikalną w skali kraju, która wyróżnia omawiany system jest potwierdzona odporność na skutki zwarć łukowych: 20 kA, w czasie 1 s. Efekt zwiększonej odporności na skutki zwarć łukowych [7] osiągnięto poprzez wprowadzenie do konstrukcji modułu dodatkowej klapy wybuchowej, rys. 7 a, dzięki której gazy łukowe rozprężane są na zewnątrz, o wiele skuteczniej niż w rozwiązaniu tradycyjnym, rys. 7 b, wyłącznie na skutek uniesienia się dachu stacji. Troska o ten aspekt bezpieczeństwa [7] jest stale kontynuowana w procesie rozwoju systemu obudów oraz aparatury rozdzielczej firmy ORMAZABAL. Fakt ten został uznany i uhonorowany wyróżnieniem na 27 Międzynarodowych Targach Bielskich ENERGETAB 2014, rys 8. System oprócz bezpieczeństwa, a także dzięki niemu, stanowi rozwiązanie przyjazne środowisku, ponieważ: misy olejowe przedziałów transformatorowych mogą pomieścić 100 % zawartości oleju z transformatorów, konstrukcja żelbetowa ogranicza oddziaływanie pól elektrycznego i elektromagnetycznego, stosowanie podkładek antywibracyjnych a)

Zawiesia dachu

Zawiesia korpusu

Zawiesia korpusu Bolce stabilizujące

Bolce stabilizujące

Zawiesia piwnicy

Rys. 6. Elementy składowe pojedynczego modułu stacji dystrybucyjnej.

Rys. 7. Rozprężanie się gazów łukowych podczas zwarcia łukowego: a) w module systemu PF-P, b) w rozwiązaniu tradycyjnym modułu.

oraz możliwość stosowania okładzin wygłuszających ogranicza hałas do poziomu tła. Do produkcji stacji używa się wyłącznie materiałów i surowców podlegających powtórnemu przetworzeniu i przyjaznych środowisku. Wszystkie materiały wykorzystywane w procesie produkcyjnym posiadają atesty Państwowego Zakładu Higieny. Moduły ze względu na zapewnienie odporności ogniowej oraz łukoochronności mają cechy obudów wzmocnionych, posługując się [7, 12] określeniami właściwymi dla górnictwa. Zgodnie z wykonanymi ocenami zewnętrzne ściany pełne oraz stropy stacji posiadają 120-minutową odporność ogniową (REI 120). Umożliwia to ustawienie stacji ścianą pełną w granicy działki (dostawienie do istniejącego budynku, którego ściana „graniczna” spełnia wymagania ściany oddzielenia pożarowego).

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

Rys. 8. Moduł podstawowy systemu PF-P, o odporności na skutki zwarć łukowych 20 kA, w czasie 1 s, ekspozycja targowa i wyróżnienie.

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 9. Pojedynczy moduł systemu PF-P, typowa stacja dystrybucyjna sposób transportu na plac budowy.

Najczęściej spotykanym rozwiązaniem jest wówczas montaż urządzeń i aparatury na placu budowy, jak w przypadku stacji zilustrowanej na rys. 4. Moduły łączone są z wykorzystaniem ścian pełnych lub portalowych, rys 10. Mogą być zestawiane i po wykończeniu przygotowywane do transportu na hali produkcyjnej, jak na rys. 10. W przypadku Obiektu GPZ Świętoszów zestawienie obudów i prace wykończeniowe, realizowane były na placu budowy. Każdy z modułów zostaje niezależnie transportowany na plac budowy i, w czasie rozładunku, bezpośrednio posadowiony na uprzednio, rys 11, przygotowanych piwnicach – fundamentach. Warto zaznaczyć że po zamontowaniu piwnic można wprowadzić do nich kable, po czym przykryć piwnice dachem, kończąc tym samym roboty kablowe.

Rys. 10. Moduły zestawione na hali produkcyjnej oraz przygotowane do transportu, pojedynczo, na plac budowy, z uwidocznieniem ścian portalowych.

O elastyczności systemu stanowi wariantowy transport, rozładunek i sposób posadowienia lub montażu stacji na placu budowy stacji. Mniejsze rozwiązania, typowe dla sieci dystrybucyjnej, rys. 9. mogą być transportowane w całości, przy wykorzystaniu typowych środków transportu. Ten sposób transportu jest ograniczony nie tylko gabarytami, ciężarem oraz nośnością dróg dojazdowych na plac budowy. Ważne jest zapewnienie możliwości rozładunku stacji wprost do wykopu na placu budowy, skutkuje to koniecznością doboru właściwego wysięgu i nośności urządzenia rozładowczego na placu budowy. Doradztwo w tym zakresie jest częścią oferty Producenta stacji. W przypadku zaistnienia ograniczeń możliwy jest transport każdego z trzech elementów obudowy rys 6, oddzielnie, przy czym stacja jest w pełni wyposażona w aparaturę elektryczną. Wielkogabarytowe moduły wymagają transportu na specjalnych przyczepach i często ich masa sprawia że dojazd na plac budowy jest utrudniony, wymaga budowy dróg tymczasowych lub jest niemożliwy.

Posadowienie części naziemnej obiektu zilustrowano na rys 12. Prace budowlane rys. 13., związane z ocieplaniem, tynkami zewnętrznymi, montażem aparatury i urządzeń mogą być prowadzone bezpośrednio na placu budowy. Wyżej zilustrowany sposób postępowania pozwala na eliminację wielu podstawowych ograniczeń transportowych i rozładunkowych. Warto podkreślić, że zastosowanie technologii ścian prefabrykowanych umożliwia całkowity montaż stacji w miejscu przeznaczenia tak jak na hali produkcyjnej, rys 14. Taką technologię zastosowano dla stacji transformatorowej przy schronisku na Hali Miziowej, w masywie Pilska, na początku wieku, ograniczenia transportowe wynikały wówczas z gabarytów i ciężaru części podziemnej stacji. Uzupełnieniem modułowego systemu obudów jest [13] modułowy system rozdzielnic SN firmy ORMAZABAL. W odróżnieniu od wielu producentów rozdzielnic SN, system zakłada modułowość i rozbudowywalność rozdzielnic, w obu kierunkach, dla wszystkich oferowanych rozwiązań. Technologia łączenia i konfiguracji rozdzielnic jest niezwykle prosta, rys. 15. W przypadku konieczności montażu aparatury na placu budowy, możliwość łączenia pojedynczych pól SN, które można wnieść do wnętrza stacji przez drzwi, jest niezwykle istotna. Oczywista jest możliwość ograniczenia wydatków inwestycyjnych do niezbędnej funkcji rozdzielczej, z zachowaniem możliwości jej rozbudowy w przyszłości.

Podsumowanie

Rys. 11 Przygotowanie fundamentu stacji GPZ Świętoszów.

Modułowy system stacji elektroenergetycznych PF-P, ze względu na zilustrowane przez autorów walory, doskonale przystaje do wyzwań stawianych przez KSE, stacjom SN. Wykazany brak ograniczeń systemu sprawia że stacje PF-P mogą być i są stosowane w realizacji złożonych funkcji roz-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Rys. 13. Kontynuacja prac budowlano-montażowych na placu budowy GPZ Świętoszów.

dzielczych operatorów sieci, wytwórców i odbiorców energii elektrycznej. Możliwość ograniczenia, do niezbędnego minimum, prac związanych z uruchomieniem nowej lub modernizacją istniejącej rozdzielni SN, realizowanych na placu budowy korzystnie wpływa na czas realizacji i warunki realizacji inwestycji. Niezbędna staje się współpraca projektanta z producentem stacji i ich wzajemne współdziałanie mające na celu optymalizację projektowanych rozwiązań. Warto zwrócić uwagę na możliwość [2] zapewnienia obserwowalności procesu rozdziału energii elektrycznej i zdolności do przewidywania jego przyszłego funkcjonowania. Monitorowanie stacji elektroenergetycznych SN, w zakresie wszystkich parametrów dystrybucji energii, z możliwością rejestracji zdarzeń w niej zachodzących, oraz możliwością archiwizacji i obróbki danych pomiarowych stanowi konieczny warunek

Rys. 12. Zestawianie części naziemnej obiektu GPZ Świętoszów.

Rys. 14. Technologia montażu i wykańczania korpusu stacji modułowej na hali produkcyjnej.

Rys. 15. Rozbudowa rozdzielnic SN, w obu kierunkach, z wykorzystaniem elementów łączeniowych.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE akwizycji danych wejściowych, zarówno w skali globalnej jak i pojedynczych elementów sieci. System stacji PF-P zapewnia możliwość instalacji przekładników pomiarowych prądu i napięcia, oraz czujników - sensorów do monitorowania tych wielkości wraz z innymi parametrami procesu dystrybucji energii. Dla potrzeb monitorowania stacji rozdzielczych SN z aparaturą w izolacji gazowej, [2, 14, 15] można wykorzystać model przedstawiony na rys. 16. Wprowadzenie telemechaniki i telemetrii do stacji elektroenergetycznych, w sieciach średniego napięcia, umożliwia jej automatyzację, zdalne sterowanie i nadzór nad urządzeniami działającymi w terenie, zapewniając: całkowitą kontrolę nad urządzeniami zainstalowanymi w sieci za pomocą kanału inżynierskiego; Rys. 16. Instalacja sensorów w rozdzielnicach SN w izolacji gazowych na przydługotrwałą pracę przy braku zasilania; szybką kładzie stacji z obsługą zewnętrzną. lokalizację uszkodzeń; skrócenie czasu trwania awaryjnych wyłączeń; bezpieczne i bezobsługowe wykony- 4. Energy Policy of Poland until 2030, elaborated by the Ministry of Economy; Warsaw 10th of November 2009; Appendix to Rewanie czynności łączeniowych w terenie; prawidłową pracę w ekstremalnych warunkach terenowych i pogodowych. solution no. 202/2009 of the Council of Ministers of 10 November 2009, Document adopted by the Council of Ministers on 10 Część dyspozytorską stanowią urządzenia umożliwiające November 2009. transmisję danych pomiędzy serwerem, a sterownikami pól rozdzielczych zdalnie sterowanych. Dobór elementów części 5. Andrzej Warachim: Wybrane zagadnienia konstrukcji nowoczesnego system produkcji stacji transformatorowo-rozdzieldyspozytorskiej jest uzależniony od rodzaju systemu wspoczych średniego napięcia w obudowie betonowej, Materiały magania dyspozytora i systemu łączności. konferencyjne Konferencji Naukowo Technicznej Stacje ElekCzęść wykonawcza składa się z zespołu sterującego, zespołu troenergetyczne WN/SN i SN/nN, Jelenia Góra 28-29 maja napędowego, łącznika w izolacji gazowej i innych elemen2001, str. 57- 62. tów m.in. transformatora, przekładników prądowych lub 6. Karta katalogowa stacji PF- P, oferta, materiały niepublikowawskaźnika przepływu prądu zwarć, anteny itp. ne firmy ORMAZABAL Polska Sp. z o. o., http://www.ormazabal. Zespół sterujący ma za zadanie przesył sygnałów i pomiarów com/pl/). do centrum dyspozytorskiego. Wyposażony jest w sterownik, baterie akumulatorów, zasilacz oraz modem radiowy lub 7. Marek Szadkowski, Andrzej Warachim: Bezpieczeństwo eksploatacji stacji elektroenergetycznych SN typu PF-P, Energetyka, nr inny modem telekomunikacyjny, a także w zabezpieczenia 9/2014, wrzesień 2014. linii współpracujące z przekładnikami. System zawiera przekładniki pomiarowe prądu i napięcia, 8. Marek Szadkowski, Andrzej Warachim: Przekształcanie istniejących sieci SN w sieci typu Smart, Energetyka, nr 9/2014, wrzeprzystosowane do pracy w sieci kablowej, oraz czujniki- sensień 2014. sory do monitorowania tych wielkości wraz z innymi parame9. SARATOWICZ M., WARACHIM A.: Statistical monitoring of electrami procesu dystrybucji energii [2, 9, 10, 11, 14, 15]. tric energy distribution, International Conference on Research Możliwość wydzielenia, w systemie stacji PF-P, osobnych in Electro technology and Applied Informatics August 31 - Seppomieszczeń przystosowanych do instalacji wszystkich eletember 3 2005, Katowice. mentów systemów telemechaniki i telemetrii sprawia że możliwe jest umieszczanie w nich lokalnych centrów dyspo- 10. WARACHIM A., LESYK K., CHUDZYŃSKI W., Parametry procesu przesyłu i rozdziału energii elektrycznej w stacjach transformazytorskich. Zdolność ta jest istotna w obszarze rozproszonych torowo-rozdzielczych systemu Scheidt, Energetyka, nr 8/2002, źródeł wytwarzania energii, jak również w modernizacji stacji sierpień 2002 r. elektroenergetycznych SN w pierwotnym rozdziale energii. Wydaje się słuszne twierdzenie że wykorzystanie cech, opi- 11. JANUSZEWSKI W., WARACHIM A., Koncepcja systemu zdalnego monitorowania i sterowania procesem przesyłu i rozdziału enersanego przez autorów systemu, może poprawić wskaźniki gii elektrycznej w stacjach transformatorowych systemu Scheekonomiczne nowych inwestycji w analizowanym obszarze. idt, Energetyka, nr 7/2002, lipiec 2002 r. Literatura: 12. Szywała P., Warchim A., Łukoochronność aparatury średniego napięcia, Energetyka nr 9, wrzesień 2003, str. 612 -614. 1. Stanowisko Prezesa URE w sprawie niezbędnych wymagań 13. Karty katalogowe rozdzielnic SN, oferta, materiały niepublikowobec wdrażanych przez OSD E inteligentnych systemów powane firmy ORMAZABAL Polska Sp. z o. o., http://www.ormamiarowo-rozliczeniowych z uwzględnieniem funkcji celu oraz zabal.com/pl/). proponowanych mechanizmów wsparcia przy postulowanym 14. Oferta i materiały firmy Zakład Obsługi Energetyki Sp. z o.o., ul. Kuromodelu rynku, Warszawa, 31.05.2011 r. patwińskiej 16, 95-100 Zgierz, http://www.zoen.pl/, wrzesień 2014. 2. Andrzej Warachim, Krzysztof Dekarz: Wybrane zagadnienia mo- 15. Oferta i materiały firmy Technitel Polska S.A., ul. Górnicza dernizacji węzłów sieci średnich napięć, Energetyka, nr 10/2014, 12/14,91-765 Łódź, http://www.technitel.pl/, wrzesień 2014. październik 2014. 3. Sprawozdanie z działalności Prezesa URE w 2013 r., Biuletyn n Urzędu Regulacji Energetyki NR 2 (88), 30 czerwca 2014 ISSN WARACHIM Andrzej, 1506-090X. DEKARZ Krzysztof

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Praca przekładników prądowych i napięciowych w zakresie podwyższonych częstotliwości Obecnie wiele urządzeń pracuje w obwodach o częstotliwości powyżej 50 Hz. Przykładami takich obwodów są układy elektrotermiczne oraz układy wykorzystujące przemienniki częstotliwości. Zastosowanie tego typu elementów pozwala na efektywniejsze wykorzystanie urządzeń, chociażby poprzez bardziej precyzyjny sposób regulacji prędkości obrotowych maszyn.

akłady Polcontact Warszawa są producentem klasycznych przekładników prądowych i napięciowych niskiego napięcia i jedynym w Polsce producentem przekładników pracujących przy podwyższonej częstotliwości. Jako producent prze-

kładników z 20-letnim doświadczeniem nie tylko na polskim, ale i zagranicznym rynku, zauważamy w ostatnim czasie wzrost zainteresowania przekładnikami przeznaczonymi do pracy w zwiększonym paśmie częstotliwości.

Rys. 1. Schemat zastępczy przekładnika prądowego.

W konstrukcji przekładnika pracującego przy podwyższonej częstotliwości muszą być uwzględnione różne zjawiska fizyczne, które w konstrukcji klasycznego przekładnika na częstotliwość 50 Hz nie są brane pod uwagę. Rozpatrując schemat zastępczy przekładnika prądowego (rys. 1) widać, że elementami zależnymi od częstotliwości są reaktancje indukcyjne uzwojeń X1 i X2, a także reaktancja Xµ związana ze stratami w rdzeniu. W przekładniku przeznaczonym do pracy przy podwyższonych częstotliwościach elementy reaktancyjne muszą być zminimalizowane. W związku z tym konstrukcja takiego przekładnika powinna mieć charakter bezrozproszeniowy. Istotny jest także charakter obciążenia przekładnika. Przy podwyższonych częstotliwościach, szczególnie przy pracy przekładnika w szerokim paśmie czę-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE Tab. 1. Pasma przenoszonych częstotliwości w zależności od parametrów znamionowych. Lp

Znamionowy prąd pierwotny

Znamionowy prąd wtórny

Moc

Dokładność

Częstotliwość Zakres

Pasmo Hz ÷ kHz

kHz

1 ÷ 2000

5 lub 1

±1

do 10

1 ÷ 1000

5 lub 1

±1

do 20

1 ÷ 200

1 lub 0,5

5 lub 10

±1

do 70

1 ÷ 100

0,5

±1

do 300

Do uzgodnienia

stotliwości, wskazane jest obciążenie rezystancyjne cosϕ = 1. Przy obciążeniach o charakterze indukcyjnym lub pojemnościowym możliwa jest praca przekładnika tylko dla określonej częstotliwości. W szerokim paśmie częstotliwości przy takim obciążeniu w układzie przekładnika może występować rezonans prądu lub napięcia. Zwiększenie wartości prądu w uzwojeniach przekładnika może doprowadzić do termicznego zniszczenia tych uzwojeń. Istotny jest także odpowiedni dobór indukcji magnetycznej Bm pracy przekładnika. W przekładnikach napięciowych wartość indukcji magnetycznej przekłada się na wartość prądu magnesującego i musi być uwzględniana przy doborze parametrów uzwojeń. Duże wartości rozproszeń wiążą się z dużymi stratami w magnetowidzie, co w konsekwencji może prowadzić do termicznego uszkodzenia przekładnika. Wartość tych strat związana jest z własnościami magnetycznymi magnetowodu i można ją wyznaczyć za pomocą poniższej zależności:

W przekładnikach przeznaczonych do pracy w podwyższonej częstotliwości należy także uwzględniać zjawisko naskórkowości. Zjawisko to uwidacznia się przy dużych wartościach prądów w uzwojeniu pierwotnym i może doprowadzić do termicznego uszkodzenia tego uzwojenia. W celu zmniejszenia wpływu tego zjawiska stosuje się specjalne typy uzwojenia, a w niektó-

Rys. 2. Przykładowe wykonania przekładników na podwyższoną częstotliwość produkcji Polcontact Warszawa: z zaciskami uzwojenia pierwotnego typu ELA 1f W20 oraz zakładany na kabel typu ELA 1f D31.

rych przypadkach elementy obwodu pierwotnego muszą być wyposażone w specjalne układy chłodzenia. W przypadku przekładników o wyższej częstotliwości normy nie definiują jednoznacznie granic klasy dokładności. Dokładność tych przekładników określa się procentowo poprzez błąd całkowity przekładnika. Obwody podwyższonej częstotliwości zazwyczaj nie są układami pomiarowo-rozliczeniowymi, więc wystarczającą dokładnością jest dokładność ± 0,5%. Precyzyjne wyznaczenie dokładności przenoszonego pasma częstotliwości odbywa się na drodze doświadczalnej. Uwzględniając wyżej przedstawione zjawiska fizyczne wpływające na pracę przekładnika przy wyższych częstotliwościach, można opracować konstrukcję przekładnika, który będzie poprawnie pracował w danych warunkach, zachowując jednocześnie dokładność metrologiczną. Jednakże należy szczególnie zwrócić uwagę na to, aby konstrukcja przekładnika była bezrozproszeniowa i nie prowadziła do nadmiernego nagrzewania magnetowodu.

ną wartość częstotliwości pracujące z dokładnością w zakresie od ± 3% do ± 0,5%. Szeroki wachlarz oferowanych typów i rozwiązań (zakładane na kabel, szynę, z zaciskami uzwojenia pierwotnego) pozwala na dopasowanie parametrów przekładnika do indywidualnych potrzeb odbiorcy. Zakres przenoszonego przez przekładnik pasma częstotliwości uzależniony jest od konkretnego typu przekładnika oraz mocy znamionowej. W tabeli powyżej przedstawiono oferowane zakresy częstotliwości dla dokładności ± 1%. n mgr inż. Robert Skowron inż. Albert Szewczyk Zakłady Polcontact Warszawa Sp. z o. o. ul. Goździków 26 04-231 Warszawa ju@polcontact-warszawa.pl www.polcontact-warszawa.pl

Zakłady Polcontact Warszawa oferują takie przekładniki na podwyższo-

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE

Pomiary rezystancji izolacji miernikami wielofunkcyjnymi Sonel serii MPI

dniu 15 grudniu 2008 została zatwierdzona przez Prezesa PKN norma PN-HD 603646:2008 Instalacje elektryczne niskiego napięcia Część 6: Sprawdzanie. Zawiera ona wymagania dotyczące sprawdzania odbiorczego i sprawdzania okresowego instalacji elektrycznych. Dopuszczalne wartości błędów dla pomiarów zawarte w tych normach przedstawione są w Tablicy 1.

1.Rodzaje pomiarów wykonywanych podczas sprawdzeń odbiorczych i okresowych Podczas wykonywania sprawdzeń odbiorczych i okresowych, w zależności od potrzeb należy przeprowadzić następujące pomiary i wykonać je najlepiej w następującej kolejności (PN-HD 60364-6): a) ciągłość przewodów, b) rezystancja izolacji instalacji elektrycznej, c) ochrona za pomocą SELV, PELV lub separacji elektrycznej,

Fot 1. Pomiar rezystancji izolacji miernikiem Sonel MPI-530 z wykorzystaniem adaptera AutoISO-1000C

d) rezystancja/impedancja podłóg i ścian, e) samoczynne wyłączenie zasilania, f) ochrona uzupełniająca, g) sprawdzanie biegunowości, h) sprawdzanie kolejności faz, i) próby funkcjonalne i operacyjne, j) spadek napięcia. Jeśli wynik którejś z prób nie spełnia wymagań, próbę tę i próbę poprzedzającą - jeżeli wykryte uszkodzenie może mieć wpływ na ich wynik, należy powtórzyć po usunięciu przyczyny uszkodzenia. Wszystkie powyższe pomiary mogą być wykonane z wykorzystaniem miernika parametrów instalacji elektrycznych Sonel MPI-530 (również z innymi z serii Sonel MPI oraz Sonel MIC). Napięcie nominalne obwodu (V) SELV i PELV Do 500V włącznie, w tym FELV Powyżej 500V

2. Pomiary rezystancji izolacji instalacji elektrycznej Bardzo ważnym pomiarem dotyczącym bezpieczeństwa i eksploatacji instalacji jest pomiar rezystancji izolacji. Pomiary te wykonuje się ze względu na ochronę przeciwporażeniową i przeciwpożarową. Dla sprawdzenia ochrony przeciwporażeniowej rezystancję izolacji należy zmierzyć między przewodami czynnymi a przewodem ochronnym, przyłączonym do układu uziemiającego. Do tego pomiaru przewody czynne można połączyć razem. W układzie TN-C wykonuje się pomiar między przewodami czynnymi a przewodem PEN. Należy również wykonać pomiary między nie uziemionymi przewodami ochronnymi a ziemią. W pomieszczeniach,

Napięcie probiercze DC (V) 250 500 1000

Rezystancja izolacji (MΩ) ≥ 0,5 ≥ 1,0 ≥ 1,0

Fot 2. Pomiar rezystancji izolacji miernikiem Sonel MPI-525 z wykorzystaniem adaptera AutoISO-2500

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE 6. Gdy wszystkie odbiorniki zostały odłączone wykonuje się pomiar rezystancji izolacji instalacji napięciem pomiarowym 500 V. Zgodnie z normą czas pomiaru wynosi 60 s. Wartość rezystancji izolacji po tym czasie wpisuje się do protokołu. 7. Po pomiarach należy ponownie podłączyć odbiorniki.

Fot 3. Adaptery serii AutoISO służące do automatycznych pomiarów kabli wielożyłowych

w których występuje zagrożenie pożarowe należy wykonać pomiar między przewodami czynnymi. Wykonanie pomiarów rezystancji izolacji dla sprawdzenia ochrony przeciwporażeniowej najczęściej nie przysparza wielu problemów. Natomiast w celu wykonania pomiarów rezystancji izolacji ochrony przeciwpożarowej zaleca się następującą procedurę postępowania: 1. Włączenie wszystkich świateł (w ten sposób zapewnia się pomiar całego obwodu oświetleniowego). 2. Wyłączenie napięcia i zabezpieczenie rozdzielnicy przed włączeniem napięcia przez inne osoby.

3. Sprawdzenie miernikiem, czy napięcie zostało wyłączone. 4. Odłączenie wszystkich odbiorników (niektóre odbiorniki jak np. systemy alarmowe, routery Wi-Fi mogą być ukryte). 5. W celu sprawdzenia czy wszystkie odbiorniki zostały wyłączone należy wykonać testowy pomiar rezystancji izolacji napięciem 250 V. Gdyby w instalacji były jeszcze nie wyłączone odbiorniki, napięcie pomiarowe 250 V nie spowoduje ich uszkodzenia. Mała wartość rezystancji izolacji może być spowodowana bądź odbiornikami, które są jeszcze nie odłączone, bądź uszkodzoną izolacją.

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

W przypadku pomiaru rezystancji izolacji np. przewodu 5-żyłowego na początku należy dokonać sprawdzenia czy wyłączono napięcie między wszystkimi żyłami (kombinacja 10 pomiarów). Ten pomiar może być bardzo wygodnie wykonany z wykorzystaniem adaptera AutoISO-1000, który sterowany przez miernik (np. MPI-530, MPI-525, MPI-520) szybko i bezpiecznie je wykona. Wyniki pomiarów mogą być zapisane w pamięci miernika. W przypadku miernika MPI-530 oprócz wartości pomiaru można zapisać również nazwę punktu pomiarowego ( w wykorzystaniem klawiatury wyświetlanej na ekranie miernika, mini- klawiatury umocowanej na ręce osoby wykonującej pomiary bądź uprzednio wgranej struktury mierzonej instalacji z komputera do miernika). Do sporządzenia protokołu z pomiarów można wykorzystać bardzo proste w obsłudze oprogramowanie Sonel PE5. Autor: mgr inż. Eligiusz Skrzynecki n

ENERGETYKA JĄDROWA

Fuzja spod znaku magnetycznej pułapki

dpowiedź na pytanie: co stanowi największy problem mogący zatrzymać rozwój cywilizacji nie nastręcza większych trudności. Jest nim wyczerpywanie się ziemskich zasobów paliw kopalnych. Banalne. Skoro na globie istnieje skończona ilość zasobów kopalnych musi ich kiedyś zabraknąć. Ale co wtedy należy zrobić? Pokładanie nadziei w OŹE wydają się złudne. Pomimo ponoszonych dużych nakładów pełnią one tylko funkcję uzupełniającą energetyczny bilans w skali świata. I dlatego prowadzi się badania w zakresie fuzji termojądrowej. Reakcja syntezy przebiega tu niejako odwrotnie do reakcji rozszczepienia jądrowego i w tej „drugiej stronie medalu” upatruje się praktycznie niewyczerpalnego źródła energii. Program energetyki termojądrowej jest ogromnym wyzwaniem cywilizacyjnym. Uczestniczą w nim najbardziej rozwinięte przemysłowo kraje. Te nie należące do czołówki światowych potentatów dzięki międzynarodowej współpracy naukowej też mogą brać w nim udział. Oczywiście pod warunkiem dysponowania odpowiednim potencjałem intelektualnym i eksperymentalnym.

znaczenie mają pomiary parametrów plazmy. W uproszczeniu można rzec, że eksperymentalna fizyka plazmy to przede wszystkim pomiary koncentracji, temperatury plazmy, emitowanego przez nią promieniowania – falowego i korpuskularnego, realizowane różnymi metodami w zależności od rodzaju urządzenia wytwarzającego wysokotemperaturową plazmę.

Unikatowe w skali świata Mamy na myśli jedno z największych urządzeń na świecie plasma focus PF-1000U, a takie właśnie znajduje się w IFPiLM. Plazma wytwarzana za pośrednictwem tego typu urządzeń jest obiektem badań prowadzonych m.in. w USA, Rosji, Niemczech, Włoszech, ale urządzenie należące do warszawskiego

Na warszawskim Bemowie

Od lewej: Ryszard Miklaszewski - Polska, Helmut Schmidt – Niemcy, Maurizio Samueli – Włochy, Igor Garkusha – Ukraina, Marek Sadowski – Polska, Włodzimierz Surała – Polska, Alain Bernard – Francja, Ylo Ugaste – Estonia, Pavel Kubes – Czechy, Viaceslav Krauze – Rosja, Włodzimierz Stępniewski – Polska, Alexander Blagojev – Bułgaria, Alireza Talebitaher – Singapur, Karel Kolaczek – Czechy, Eric Lehner – USA, Marian Paduch – Polska

Prof. Krzysztof Kurzydłowski,dyrektor NCBiR w jednym z wywiadów konstatuje m.in.: polskie środowisko fuzji jądrowej rozwija się niezwykle dynamicznie. Duża w tym zasługa Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, ale także innych instytucji, w tym Instytutu Fizyki Jądrowej PAN i kilku uczelni”. Odwiedźmy zatem IFPiLM, aby dowiedzieć się co jest powodem tak wysokiej oceny prac badawczych prowadzonych w Polsce w obszarze fuzji jądrowej. W Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy - informuje jego dyrektor, prof. Andrzej Gałkowski - realizowane są głównie badania podstawowe i prace aplikacyjne w zakresie fizyki plazmy wytwarzanej impulsowo laserami i w układach z magnetycznym utrzymaniem plazmy, fuzji jądrowej i impulsowych technologii wielkich mocy. W badaniach plazmowych związanych z realizacją syntezy termojądrowej dla celów energetycznych podstawowe

Od lewej stoją: Andrzej Szymaszek – Polska, Maryna Cernyshova – Polska, Zofia Kalinowska – Polska, Lesław Karpiński – Polska, Ewa Zielińska – Polska, Ryszard Panfil – Polska, Jozef Kravarik – Czechy, Irena Ivanova-Stanik – Polska, Sławomir Głowacki – Polska, Studenci z Czech (3) Poniżej: Pavel Kubes – Czechy, Marek Sholz – Polska, SzymonZając – Polska, Student z Czech Siedzi: Marian Paduch – Polska

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

ENERGETYKA JĄDROWA instytutu ze względu na swoje parametry techniczne oraz nowoczesne wyposażenie diagnostyczne przyciąga na warszawskie Bemowo badaczy z wielu krajów świata. Ponadto PF-1000U – mówi dr Monika Kubkowska z IFPiLM, kierowniczka Zakładu Fuzji Jądrowej i Spektroskopii Plazmy - jest znakomitym układem do testowania i rozwijania różnych diagnostyk, w szczególności neutronowych. Nic dziwnego, że to właśnie w IFPiLM działa pod auspicjami UNESCO Międzynarodowe Centrum Gęstej Plazmy Namagnetyzowanej (International Centre for Dense Magnetized Plasmas - ICDMP). Przewodniczącym Międzynarodowej Rady Naukowej Centrum jest prof. Pavel Kubes z Politechniki Praskiej, a członkami uczeni z Francji, Niemiec, Włoch, Czech, Bułgarii, Singapuru, Estonii, Indii i Malezji. Celem ICDMP jest tworzenie odpowiednich warunków do badań zjawisk fizycznych występujących w plazmie generowanej w urządzeniach typu plasma focus, szkolenie poprzez staże młodych naukowców oraz międzynarodowa wymiana naukowa między insty-

kontrolowanej fuzji jądrowej” w ramach strategicznego projektu badawczego „Technologie wspomagające rozwój bezpiecznej energetyki jądrowej” począwszy od 2012 r. można było dokonać modernizacji aparatury diagnostycznej oraz samego urządzenia. Laboratorium PF-1000U było beneficjentem m.in. kolejnych Programów Ramowych UE ( od 5. do 7.), zrealizowano siedem projektów Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej, w planach są kolejne trzy. Ponadto eksperymentatorom z tego laboratorium powierzono m. in. koordynację międzynarodowego projekt NATO w ramach Programu Science for Security.

Polacy za granicą Tych urządzeń fizycznie w Polsce nie ma. A i w świecie jest ich niewiele. Co wcale nie oznacza, że nie są one nasze - zaznacza prof. Andrzej Gałkowski, dyrektor IFPiLM. JET (Joint European Torus) największy działający eksperymentalny tokamak (od Toroidalnaja Kamiera s Magnitnymi Katuszkami) znajdujący się w Cul-

Fragment komory eksperymentalnej IFPiLM

tucjami zajmującymi się tą tematyką. Międzynarodowy zespół naukowców skupionych w Centrum w ciągu ostatnich kilku lat opublikował w ponad 50 artykułów z wynikami prowadzonych prac, w czasopismach z listy filadelfijskiej . Dwóch pracowników IFPiLM, członków zespołu laboratorium PF-1000U za badania pól magnetycznych w układach plasma focus zostało uhonorowanych nagrodą im. I.V. Kurczatowa. Dr inż. Marian Paduch, kierownik Zakładu Diagnostyki i Technologii Plazmowych, stwierdza, że dzięki programowi NCBR „Badania i rozwój technologii dla

prac na swoim koncie mamy więcej podkreśla dr inż. Marian Paduch - na przykład opracowanie nowych metod diagnostycznych związanych z rejestracją produktów reakcji fuzji jądrowej i promieniowania plazmy w korelacji z ewolucją i dynamiką plazmy, czy stworzenie nowych technik diagnostycznych rejestracji ultraszybkich procesów. Prowadzone są też badania materiałowe dla potrzeb międzynarodowego projektu ITER oraz europejskiego projektu reaktora fuzyjnego DEMO. Grupa naukowców IFPiLM po doświadczeniach i nabytych umiejętnościach na tokamaku JET realizuje obecnie i inne projekty mające na celu zaprojektowanie detektorów gazowych typu GEM np. do diagnostyki rentgenowskiej dla tokamaka WEST, budowanego obecnie w Cadarache we Francji. W prace dla tokamaka JET zaangażowana jest także grupa IFPiLM zajmująca się pomiarami neutronowymi, która m.in. przeprowadziła wielofoliowe aktywacyjne pomiary neutronów. Wyniki eksperymentu posłużyły jako test porównawczy dla wyników uzyskanych z ob-

Instalacja

ham koło Oxfordu w Anglii jest własnością Wspólnoty EURATOM. Dzięki przystąpieniu do niej Polski, co skutkuje uczestnictwem w europejskim programie fuzji jądrowej, ma miejsce stały, aktywny udział naukowców z IFPiLM w badaniach w Culham. Pracownicy IFPiLM projektują w Anglii eksperymenty, przeprowadzają prace doświadczalne. Prowadzą też prace naukowe i nowatorskie projekty techniczne na rzecz JETa w Wielkiej Brytanii oraz w Polsce. Tak jak to miało miejsce m.in. w wypadku przygotowania i testowania aktywacyjnej diagnostyki neutronowej stosowanej następnie na tokamaku JET. Tych

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

liczeń transportu neutronów wykonanych przy pomocy kodu MCNP. Użyte w pomiarach materiały aktywacyjne zostały specjalnie wyselekcjonowane i wstępnie przetestowane w polu neutronów urządzenia PF-1000U. Historycznie koncepcja tokamaka przypomina dr Monika Kubkowska była alternatywą dla urządzenia zwanego stellaratorem, gdzie podobnie do tokamaka, zastosowano pułapkę magnetyczną tylko o bardziej skomplikowanym kształcie. Specjalnie zaprojektowany kształt cewek magnetycznych powoduje, że w stellaratorach nie występuje transformator, dlatego tego

ENERGETYKA JĄDROWA typu urządzenia nadają się do pracy ciągłej, a nie jak tokamaki - pracy impulsowej. Ze względu na kształt pola magnetycznego wyróżnia się różnego rodzaju konfiguracje takie, jak heliotron, heliac czy helias. Ta ostatnia właśnie zastosowana została w najnowocześniejszym obecnie na świecie stellaratorze, zbudowanym tuż przy granicy Polski, w Niemczech w Greifswaldzie – stellaratorze Wendelstein 7-X (W7-X). 20 maja 2014 r. w Instytucie Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka w Niemczech, odbyło się – z udziałem polskich uczonych i m. in. delegacji Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego uroczyste otwarcie i uruchomienie tego urządzenia. W projekcie W7-X znaczący udział ma Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, który od kilku lat zaangażowany jest w opracowanie i budowę dwóch diagnostyk rentgenowskich dla stellaratora Wendelstein 7-X. Projekt realizowany we współpracy z Instytutem Fizyki Plazmy w Greifswaldzie dotyczy dwóch układów spektroskopowych. Pierwszy z nich to układ spektroskopii bezdyspersyjnej z zastosowaniem ana-

Dodatkowe baterie 2 MJ

lizy amplitudowej impulsów z chłodzonego detektora półprzewodnikowego pracującego w reżimie zliczania kwantów, z ang. metoda PHA (Pulse Height Analysis). Drugi zaś to układ wielokanałowy z zastosowaniem matryc detektorów półprzewodnikowych, w którym wykorzystuje się różne filtry, co umożliwia obserwację widma promieniowania rentgenowskiego w szerokim zakresie spektralnym – metoda dotyczy szczegółowego opracowania metod pomiarów, wykonania próbnych układów pomiarowych, przetestowania poszczególnych komponentów, przede wszystkim detektorów, jak

i optymalizację pracy obu diagnostyk. Obie diagnostyki s ą instalowane na W7-X, a pierwsze wyniki eksperymentalne przewidywane są na 2015 r. Ponadto w IFPiLM od wielu lat prowadzone są też prace mające na celu badania zachowania się zanieczyszczeń plazmy podczas stosowania systemu grzania ICRH (Ion Cyclotron Resonance Heating) w tokamaku JET oraz ASEDX-Upgrade (AUG) zlokalizowanego w Garching w Niemczech. Również prace teoretyczne ukierunkowane są na badania transportu plazmy w urządzeniach fuzyjnych, analizę oddziaływań plazma-ściana oraz całościowy opis wyładowania w tokamakach (reaktorach) z uwzględnieniem sprzężenia pomiędzy plazmą centralną i brzegową. Prowadzone badania są wynikiem wieloletniego doświadczenia nabytego podczas kontaktów z europejskimi ośrodkami plazmowymi i miały na celu rozwój zaawansowanych modeli i kodów numerycznych służących do opisu plazmy w istniejących jak i planowanych (ITER, DEMO, W7-X) urządzeniach fuzyjnych.

na), które są planowane jako materiał konstrukcyjny reaktorów termojądrowych. Ta tematyka jest bardzo istotna w badaniach plazmy z magnetycznym utrzymaniem i ma na celu opracowanie metody usuwania deponowanych na ścianach reaktora zanieczyszczeń oraz charakterystykę przebiegu tego procesu i jego produktów za pomocą różnych diagnostyk. W 2013 r. - iformuje dr Monika Kubkowska - został zakończony z sukcesem projekt zbudowania i przetestowanie instalacji dwóch detektorów gazowych GEM (Gas Electron Multiplier) dla diagnostyki na tokamaku JET. Projekt ten był realizowany przez grupę naukowo-badawczą z IFPiLM we współpracy z naukowcami Politechniki Warszawskiej i Uniwersytetu Warszawskiego i miał na celu rozwoju rentgenowskiej diagnostyki KX1. Obecnie diagnostyka ta dostarcza kluczowych informacji o plazmie, istotne także dla powstającego obecnie reaktora ITER. Przedstawiane wątki – zaznacza prof. Jerzy Wołowski, zastępca dyrektora ds. naukowych IFPiLM – są zaledwie

Urządzenia komory eksperymentalnej w IFPiLM

Grupa teoretyków z IFPiLM zaangażowana jest również w projekt pod nazwą Integrated Tokamak Modelling, w ramach którego powstaje zintegrowany system kodów numerycznych, bibliotek danych eksperymentalnych oraz danych atomowych, opisujących istniejące, i przyszłe układy typu tokamak. Badania oddziaływań plasma-ściana (tzw. Plasma-Wall-Interaction) realizowane są także przez grupę doświadczalną IFPiLM. Prowadzane są eksperymenty mające na celu badanie oddziaływań impulsów laserowych lub strumieni plazmy z różnymi materiałami (m.in. wolfram, węgiel, stal nierdzew-

zasygnalizowaniem wyłącznie jednego tylko obszaru badań prowadzonych w naszym Instytucie. Pozostałe to - między innymi - interferometria laserowa związana z realizację syntezy termojądrowej w wyniku laserowej kompresji plazmy oraz zagadnienia wynikające z programu realizowanego przez Laboratorium Plazmowych Napędów Satelitarnych. Ale ta również niezmiernie interesująca strona badań plazmowych – z uwagi na rozległość tematyki i „szczupłość miejsca” w musi stać się już przedmiotem osobnego omówienia. Marek Bielski n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

EKSPLOATACJA I REMONTY

Nowości w ofercie mierników Benninga

iemiecka firma Benning wprowadziła do swojej oferty kilka nowych produktów, które pozwalają wykonywać pomiary w sposób bezpieczny dla użytkownika. Możemy pochwalić się nowymi urządzeniami CFlex 1 oraz Cflex 2, które pozwalają wykonywać pomiary prądu AC do 3000 A. Jako jedyni dajemy możliwość testowania tak dużych prądów tego typu urządzeniami. Wielokrotnie osoby wykonujące pomiary spotykają się z sytuacją, gdzie wiązki kabli ułożone są bardzo ściśle i nie jesteśmy w stanie włożyć

i zamknąć prądowych cęgów pomiarowych. W takiej sytuacji rozwiązaniem są elastyczne cęgi prądowe firmy BENNING, które wcisną się w każdą szczelinę pozwalając wykonać pomiar prądu w pojedyńczym przewodzie lub wiązce kabli. Maksymalna średnica przewodów, które możemy zmierzyć wynosi aż 46cm co daje prawie nieograniczone możliwości. Różnica pomiędzy tymi dwoma miernikami polega na tym, że CFelx 1 nie jest urządzeniem samodzielnym. Potrzebne jest podłączenie do miernika, który wskaże wynik pomiaru –

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

EKSPLOATACJA I REMONTY i tu po raz kolejny Benning pokazuje swoją elastyczność; CFlex 1 możemy podłączyć do multimetru wskazującego napięcie jakiejkolwiek Firmy. Jest to praktycznie niespotykane, dlatego że większość Producentów przygotowuje tak swoje urządzenia/adaptery, aby były kompatybilne tylko ze sobą. CFlex 2 swoją „wyższość” pokazuje dzięki wbudowanemu wyświetlaczowi oraz metodzie pomiarowej TRUE RMS, gwarantując wysoką dokładność nawet zniekształconego sygnału. Powyższe urządzenia uzupełniają BENNINGową rodzinę cęgowych mierników prądowych o super elastyczne urządzenia do pomiaru dużych prądów. Kolejnymi miernikami, które chciałbym zaprezentować są Dutest Pro oraz Tritest Pro. Nowy design oraz dodatkowe funkcje odświerzają ofertę BENNINGa w tym zakresie. Urządzenie Dutest Pro wskazuje poziom mierzonej rezystancji na diodach i sygnalizuje wynik sygnałem dzwiękowym i/lub świetlnym. Jesteśmy w stanie zmieniać natężenia dźwięku, tak aby dostosować głośność do naszych upodobań i głośności otoczenia. Jeśli będziemy starać się wykonać pomiar ciągłości, ale podłączymy miernik do przewodów pod napięciem, usłyszymy sygnał dźwiękowy i rozbłysną dwie czerwone diody (przy wykryciu napięcia przemiennego). W przypadku, gdy na zaciskach miernik wykryje napięcie stałe, zaświeci się jedna dioda. Miernik Tritest Pro, oprócz wzornictwa nie różni się znacznie od swojego poprzednika. Służy on do sprawdzania faz oraz ich kolejności w sygnale trójfazowym. Oba testery posiadają wysoce wydajne LEDowe źródło światła, pozwalajace doświetlić miejsce pomiaru, uchwyt magnetyczny, umożliwiający przymocowanie do metalowych konstrukcji oraz uchwyt umożliwiający zaczepienie o pasek. n Tomasz Milczarek Produkt Menadżer www.langelukaszuk.pl

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

TARGI

7. Targi Energetyczne ENERGETICS już za nami

argi ENERGETICS 2014 to jedno z najważniejszych wydarzeń branży energetycznej w Polsce. W tegorocznej edycji, która odbyła się w dniach 18-20 listopada w Targach Lublin. Swoje najnowsze produkty i rozwiązania dla energetyki zaprezentowało ponad 140 wystawców z Polski i Europy. W gronie wystawców znalazło się 50 nowych firm. Wśród zaprezentowanych produktów i usług pojawiły się najnowocześniejsze urządzenia i technologie służące zwiększeniu niezawodności przesyłania energii elektrycznej oraz podniesieniu efektywności jej wytwarzania i użytkowania. Nie zabrakło także nowych produktów m.in. najnowocześniejszych rozdzielni i mierników elektrycznych, aparatów do pomiaru napięcia, średnionapięciowych transformatorów, analizatorów jakości energii, inteligentnych systemów nadzoru, a także innych innowacyjnych rozwiązań z zakresu elektryki i energetyki. Uczestnicy tegorocznej edycji targów mieli okazję wzięcia udziału w licznych seminariach: „Nauka, finanse i inwestycje w polskiej energetyce” zorganizowana przez Targi Lublin i Politechnikę Lubelską, „Energetyka Obywatelska” zorganizowana przez Stowarzyszenie Elektryków Polskich, Seminarium Lubelskiego Klastra Ekoenergetycznego, Telekomunikacja i Energetyka – czas na zmiany zorganizowane przez Stowarzyszenie Budowniczych Telekomunikacji, a także ,,Konsultacje społeczne – kamień milowy w procesie inwestycyjnym – BIOGAZOWNIE’’ . Dużym zainteresowaniem młodzieży i studentów cieszyły się warsztaty techniczne dla elektryków: Rozwiązania do oplotowego mocowania przewodów elektroenergetycznych, ELKO-BIS CAD program wspomagający projektowani instalacji odgromowych, Diagnostyka termowizyjna instalacji elektrycznych, a także Oświetlenie i iluminacja obiektów. Pierwszego dnia targów rozstrzygnięty został konkurs targowy. Nagrodę targową za produkt roku na Targach Energetycznych ENERGETICS otrzymała firma ELEKTROBUDOWA S.A. za rozdzielnicę WN-OPTIMA 145. Wyróżnienia otrzymali: BEZPOL SP. Z O.O. za Dławik gaszący-regulowany-szczelino-

wy, EUROTRONIC za Obszarowy system oceny jakości energii wersja 2014, INSTYTUT TELE- i RADIOTECHNICZNY za Rodzinę sterowników energetycznych 7 generacji z aplikacją ELF-2. Dodatkowo przyznany został Puchar Prezesa Polsko-Białoruskiej Izby Handlowo-Przemysłowej dla firmy prezentującej najefektywniejsze ekonomiczne rozwiązania technologiczno-organizacyjne w zakresie energetyki. Puchar otrzymała firma ATLAS SP. Z O.O. za system prefabrykowanych ekologicznych stanowisk transformatorów. Nagrodę główną w kategorii forma promocji targowej otrzymało stoisko firmy DACPOL SP. Z O.O. za aranżację stoiska. W trakcie

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

trwania targów wręczono także Medal Prezesa Stowarzyszenia Elektryków Polskich, który trafił do firmy ZPBE ENERGOPOMIAR – ELEKTYKA SP. Z O.O. za Miernik Niejednoczesności działania styków wyłącznika typ MND-26. W tym samy czasie odbyły się również Targi Technologii Szerokopasmowych INFOSTRADA – forum spotkań inwestorów, wykonawców i innych podmiotów zaangażowanych w realizację projektów teleinformatycznych. Następna edycja Targów Energetycznych ENERGETICS odbędzie się w dniach 17-19 listopada 2015 roku. n

KONFERENCJE I SEMINARIA

Inteligentne sieci motywem przewodnim konferencji SIwE’14 Organizowana przez Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej XIII konferencja Systemy Informatyczne w Energetyce była poświęcona wdrożeniom inteligentnych sieci energetycznych, które budują niezawodność dostaw energii.

isła, 26 października 2014 – głównymi tematami analiz przedstawionych podczas odbywającej się w Wiśle konferencji SIwE’14 były: stan wdrożenia rozwiązań inteligentnej sieci elektroenergetycznej w Polsce oraz innowacje realizowane przez operatorów systemów przesyłu i dystrybucji. Prelegenci zgodnie podkreślali, że prowadzone inwestycje zapewniają niezawodność dostaw energii elektrycznej, co ma pozytywne przełożenie na jakość i stabilność odczuwane przez klientów biznesowych i indywidualnych. - W ostatnim roku Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej przeprowadziło serię działań z zakresu inteligentnych sieci elektroenergetycznych. Pomyślnie zakończyliśmy uzgodnienia specyfikacji liczników inteligentnych dla odbiorców komunalnych, a także dla liczników bilansujących. Już teraz w Polsce funkcjonuje lub jest na etapie implementacji prawie 1,5 miliona inteligentnych liczników. Podejmowane działania wspierają wzrost niezawodności i jakości dostaw energii. – powiedział Robert Stelmaszczyk, Prezes Zarządu PTPiREE. Podczas sesji plenarnej otwierającej konferencję SIwE’14 zatytułowanej „Stan wdrożenia inteligentnej sieci

w Polsce” prelegenci zaprezentowali przykładowe projekty, w tym Inteligentny Półwysep i Test Konsumencki w Kaliszu firmy ENERGA Operator, projekt Smart City Wrocław firmy TAURON Dystrybucja SA czy instalacja i wykorzystywanie AMI przez firmę RWE Stoen Operator. Przedstawiciele PTPiREE zapowiedzieli także szybkie uzgodnienie wspólnego standardu ebIX. - Inteligentne sieci to integracja tradycyjnych rozwiązań sieci elektroenergetycznych z produktami teleinformatycznymi. Dzięki nowym technologiom informatycznym z zakresu inteligentnych sieci łatwiej nam, jako operatorom, będzie sprostać wyzwaniom związanym z optymalizacją infrastruktury sieciowej pod kątem stojących przed nią wyzwań, w tym przede wszystkim zwiększeniem jakości i niezawodności dostaw energii elektrycznej. – podkreślił Rafał Czyżewski, Wiceprezes Zarządu PTPiREE. Podczas konferencji omawiano również implementację rozwiązań AMI (Advanced Metering Infrastructure). Podkreślano potencjał AMI w zakresie ograniczania poziomu strat energii oraz bieżącego monitorowania obciążenia sieci. Jako przykład działań podejmowanych w kierunku wdrażania inteligentnych rozwiązań można podać

niedawny, pierwszy w historii, wspólny przetarg polskich operatorów systemów dystrybucji na zakup ponad 36 tysięcy sztuk bilansujących liczników energii elektrycznej. Szczegółowe informacje na temat konferencji SIwE’14 organizowanej przez Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej można znaleźć pod adresem: http://www.siwe.ptpiree.pl/

Informacje o PTPiREE

Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej (PTPiREE) jest pozarządowym stowarzyszeniem wspierającym operatorów elektroenergetycznych systemów dystrybucyjnych i systemu przesyłowego we wspólnie podejmowanych aktywnościach w ramach bieżącej działalności spółek sieciowych oraz we wdrażaniu nowych rozwiązań w branży energetycznej. PTPiREE działa na rzecz przekształceń w polskiej elektroenergetyce, dążąc do poprawy efektywności działania sieci energetycznej, jakości usług i obsługi odbiorców. Stowarzyszenie prowadzi działania edukacyjne w zakresie efektywnego, racjonalnego i bezpiecznego użytkowania energii elektrycznej. n

URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2014

Wolność technologii to jedna VLT® dla różnych typów silników

Niezależność Algorytm sterowania silnikami reluktancyjnymi już dostępny w standardowej przetwornicy Danfoss VLT®

Dzięki VLT® AutomationDrive zyskujesz wolność wyboru technologii Technologie silnikowe rozwijają się bardzo szybko, ze względu na wymagania nowych klas efektywności. Przetwornice częstotliwości VLT® AutomationDrive standardowo pozwalają na pracę z wieloma typami silników . Dzięki temu można skupić się na aplikacji i nie ograniczać wyborem silnika.