Wpływ zapadów napięcia wywołanych zwarciami w sieci dystrybucyjnej na pracę odbiorów przemysłowych. Wybrane zagadnienia

Transkrypt

1 Pior RZEPKA, Edward SIWY, Maeusz SZABLICKI, Bernard WITEK Poliechnika Śląska, Insyu Elekroenergeyki i Serowania Układów Wpływ zapadów napięcia wywołanych zwarciami w sieci dysrybucyjnej na pracę odbiorów przemysłowych. Wybrane zagadnienia Sreszczenie. Zapady napięcia wysępujące w sieci dysrybucyjnej są niekorzysnymi zjawiskami, kóre mogą w isony sposób wpływać na pracę odbiorów prowadząc niejednokronie do ich nagłego wyłączenia. Jeśli ego ypu wyłączenia mają miejsce w procesach echnologicznych wymagających zachowania ciągłości produkcji, o częso owarzyszą im duże sray finansowe. W związku z ym zasadniczym celem niniejszego arykułu jes przedsawienie problemayki zapadów napięć wysępujących w sieciach dysrybucyjnych oraz ich wypływu na pracę odbiorników przemysłowych. Absrac. Volage dips occurring in he disribuion nework are adverse phenomena, which can have a significan impac on he loads operaion ofen leading o heir sudden shudown. If disconnecions of loads occur in processes ha require coninuiy of producion hey are ofen accompanied by large financial losses. Therefore, he primary objecive of his paper is o presen he issues of volage dips occurring in disribuion neworks and heir impacs on he indusrial loads operaion. (Impac of he volage dips caused by fauls in disribuion nework on he indusrial loads operaion. Seleced issues). Słowa kluczowe: jakość energii elekrycznej, zapady napięcia, linie produkcyjne, regulowane napędu prądu sałego. Keywords: elecric power qualiy, volage dips, producion lines, regulaed DC drivers. doi:.9/pe..7.8 Wsęp Isoę problemu jakości zasilania energią elekryczną podkreśla fak, że zła jakość energii (rozumiana przede wszyskim jako jakość napięcia) powoduje w świaowej gospodarce dodakowe koszy szacowane na kilkase miliardów euro rocznie. Do najczęściej wysępujących zaburzeń elekromagneycznych w sieci, sanowiących największy problem jakości zasilania, należą zapady napięcia rozumiane jako obniżenie jego warości skuecznej do przedziału 9% % warości znamionowej []. Na skuek zapadu niekóre urządzenia przesają prawidłowo działać nawe, jeżeli czas rwania zapadu jes bardzo króki (znacznie poniżej s). Rosnąca liczba akich urządzeń, wrażliwych na krókorwale zmiany warości napięcia (np. sprzę elekroniczny i regulowane napędy), powoduje coraz większe zaineresowanie przyczynami, skukami oraz prewencją zapadów napięcia. Jakość napięcia oczekiwana przez odbiorców nie ogranicza się ylko do kwesii ciągłości zasilania w skali dni, godzin czy minu, lecz coraz częściej w skali sekund, a nawe milisekund. Może się wydawać, że zapady napięcia nie są ak szkodliwe jak przerwy w zasilaniu. Okazuje się jednak, że niekonrolowane przerywanie procesu produkcyjnego na skuek kilku krókorwałych zapadów może skukować znacznie większymi sraami ekonomicznymi niż w przypadku pojedynczej, nawe sosunkowo długiej, przerwy w zasilaniu. Zapad napięcia i jego podsawowe paramery Według normy [] zapad napięcia można scharakeryzować przez określenie dwóch paramerów: najmniejszy poziom napięcia podczas zapadu (U res ) oraz czas jego rwania ( z ). Taka charakerysyka jes wysarczająca dla zapadu o quasi-prosokąnym kszałcie przebiegu warości skuecznej, jednak w celu dokładniejszego opisu ego zjawiska sosowane są akże inne wskaźniki (rys.). Podsawową wielkością pozwalającą na określenie cech zapadu jes zw. napięcie referencyjne (U ref ). Jes o warość napięcia, w sosunku do kórej podawane są (w jednoskach względnych lub procenach) ampliudy, progi i inne wielkości charakeryzujące zapad napięcia. Zwykle, jako napięcie referencyjne przyjmowana jes warość napięcia deklarowanego U d, kóra w normalnych warunkach pracy sieci równa jes napięciu znamionowemu U n. U U= δu z z U ref =U n U pr =,9U n U res Rys.. Przykładowy przebieg napięcia (warość skueczna) podczas zapadu oraz jego podsawowe paramery Najczęściej sosuje się do opisu zapadu akie wielkości, jak: wielkość zapadu (preferowana przez IEC jako volage dip), względna głębokość zapadu (określana, głównie w lieraurze amerykańskiej, jako volage sag), a akże sraa napięcia wyznaczana ze wzoru () i energia zapadu wyznaczana ze wzoru (), kóra reprezenuje energię niedosarczoną do odbiorcy w wyniku zapadu napięcia. () U ( ) L v d, U ref () U( ) E d U vs, ref gdzie: U() - jes przebiegiem warości skuecznej napięcia w czasie zapadu. W prakycznych rozważaniach doyczących zapadów wielofazowych, zapad jes zazwyczaj rakowany, jako pojedyncze zaburzenie. Ampliuda zapadu o złożonym kszałcie jes najczęściej przyjmowana, jako największa zmiana napięcia, a czas rwania jes czasem rwania całego zaburzenia, podczas kórego warość napięcia jes mniejsza niż przyjęa warość progowa. Taka forma opisu zapadów PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN -97, R. 9 NR 7/ 9

2 napięcia sanowi duże uproszczenie, gdyż nie uwzględnia asymerii napięć czy eż wysępującej podczas zapadu zmiany kąów fazowych. Zgodnie z normą PN-EN w sieciach nn i SN (do KV), dla kórych norma definiuje paramery napięcia zasilającego i dopuszczalne odchylenia w normalnych warunkach, odbiorcy mogą się spodziewać w ciągu roku od kilkudziesięciu do jednego ysiąca zapadów. Ampliuda większości z nich nie powinna przekraczać % napięcia deklarowanego (napięcie reszkowe ponad %), z ym, że nie wyklucza się wysępowania większej głębokości zapadu oraz dodaje się, że na pewnych obszarach bardzo częso mogą wysępować zapady o głębokości % % U d. Czas rwania akiego zapadu zwykle nie przekracza sekundy. W normie nie podano dopuszczalnej liczby ych zdarzeń, gdyż są one nieprzewidywalne i mają charaker losowy, a zmiany napięcia, kóre nie powodują obniżenia jego warości poniżej 9% napięcia deklarowanego, nie są uważane za zapady. W załączniku do normy [] zwraca się akże uwagę na kryeria zachowania odbiorów podczas zapadów napięcia oraz na konieczność zapewnienia ich właściwej odporności na zaburzenia wysępujące w sieci zasilającej i owarzyszące im zmiany napięcia. Przyczyny i skuki zapadów napięć Sieć elekroenergeyczna wraz ze źródłami i odbiorami do niej przyłączonymi sanowi zinegrowany sysem elekroenergeyczny. Każda duża zmiana napięcia lub prądu wywołuje isone zmiany wielkości elekrycznych w poszczególnych punkach sysemu. W związku z ym zapady napięcia mają charaker obszarowy i są efekem nagłych zmian wielkości elekrycznych w odległych punkach SEE. Podsawową przyczyną wysępowania zapadów napięcia są przeężenia prądowe powsałe: w wyniku zwarć, podczas rozruchu dużych napędów lub włączenia odbiorników dużej mocy. Wyróżnia się dwa podsawowe rodzaje zapadów napięć: zwarciowe zapady napięcia i łączeniowe zapady napięcia. Zwarciowe zapady napięcia zwykle posiadają znacznie większe głębokości niż łączeniowe zapady. Prąd płynący podczas zwarć jes częso kilka (a nawe kilkadziesią) razy większy niż prąd dopuszczalny długorwale, co powoduje duże spadki napięć na impedancjach poszczególnych elemenów sysemu. W konsekwencji dochodzi do znacznego obniżenia napięcia w poszczególnych obszarach sieci. Poziom wysępującego zapadu napięcia silnie zależy od: położenia danego punku sysemu względem miejsca, w kórym nasąpiło zwarcie, rodzaju zwarcia, a akże od lokalizacji i mocy źródeł wywórczych. Ponado w przypadku asymerycznych zakłóceń zwarciowych paramery zapadu zależą dodakowo od układu połączeń uzwojeń ransformaorów znajdujących się pomiędzy miejscem zwarcia i danym punkem w sieci. Zapadów napięcia w sieci prakycznie nie można wyeliminować. Doyczy o głownie zwarciowych zapadów napięć, gdyż wysępowanie zwarć w sieciach jes prakycznie nieuniknione. Należy jednak dążyć do redukcji ich liczby i czasu rwania. Ograniczenie liczby zwarć, a ym samym zmniejszenie liczby zapadów napięcia, można uzyskać m.in. przez: zasępowanie linii napowierznych liniami kablowymi lub sosowanie odgromników. Naomias ograniczenie czasu rwania zapadu napięcia należy poszukiwać w nasawieniach zasosowanych układów auomayki zabezpieczeniowej. Skuki powodowane przez zapady napięcia zależą bardzo silnie od cech charakerysycznych danego zapadu (m.in. czas rwania, ampliuda zapadu) oraz rodzaju i ypu odbiorników. Wrażliwość odbiorników na wysępujące zapady (chwilowe zaniki napięcia) jes bardzo zróżnicowana. Podczas zapadu napięcia do urządzenia nie jes dosarczana wysarczająca ilość energii niezbędnej do jego prawidłowego funkcjonowania. Odbiornik wówczas może pracować niewłaściwie lub zosać całkowicie odłączony przez układy zabezpieczające. Z reguły bardzo negaywne skuki ma wpływ zapadów napięcia na odbiorców przemysłowych, gdy realizowane u nich procesy echnologiczne wykonywane są na liniach produkcyjnych wymagających zapewniania ciągłości zasilania. W zależności od indywidualnych cech linii produkcyjnych zapady napięcia mogą powodować krókie lub długie przerwy w produkcji. Nagłe wyłączenia linii produkcyjnych mogą prowadzić do: zniszczenia maeriału obrabianego, długorwałego ponownego uruchomienia procesu echnologicznego, obniżenia jakości produku, a nawe do uszkodzenia ych linii i zagrożenia bezpieczeńswa personelu obsługi ych linii. Może o generować znaczące sray ekonomiczne, kóre w warunkach gospodarki rynkowej są nieakcepowane. Wpływ zapadów napięcia na pracę linii produkcyjnych Linie produkcyjne w zakładach przemysłowych cechują się znaczącą liczbą urządzeń, niejednokronie o dużej mocy, pracujących w rybie ciągłym w sposób ściśle skoordynowany między sobą. Należy podkreślić, że awaryjnemu wyłączeniu jednego elemenu linii produkcyjnej owarzyszy zwykle nagłe wyłączenia całej linii. W związku z ym wpływ zapadów napięcia na pracę linii produkcyjnych zależy bezpośrednio od odporności najsłabszego ogniwa na nagłe obniżenia i powroy napięć zasilających do warości bliskiej znamionowej. Z doświadczeń eksploaacyjnych wynika, że w wielu przypadkach ym najsłabszym ogniwem są napędy lub układy serowania. Obecnie niekorzysny wpływ zapadów napięć na elekroniczne układy serowania można sosunkowo ławo zminimalizować zasilając e układy z dedykowanej insalacji zasilania gwaranowanego wykorzysujących bezprzerwowe zasilacze UPS. Niesey w wielu przypadkach nie można ego rozwiązania zasosować do napędów, kóre ze względu na znaczne moce jednoskowe czynią wszelkie sposoby redukcji skuków analizowanego zaburzenia problemem rudnym echnicznie i bardzo koszownym. Wpływ zapadów napięcia na pracę napędów może być bardzo niekorzysny. Regulowane napędy prądu sałego, a akże przemiennego, będące elemenami składowymi linii produkcyjnych, reagują w różny sposób na zapady napięcia. Układy e poza konsrukcją silników różnią się bowiem opologią części energoelekronicznej i układami serowania (zarówno sofwarem jak i hardwarem). Można wyróżnić czery główne przyczyny, kóre sprawiają, że napędy wykazują dużą wrażliwość na rozważany rodzaj zaburzeń. Pierwsza o zasilanie układu serowania napędu. Jeżeli jego zasilacze nie są w sanie zapewnić wysarczającego poziomu napięcia (we wszyskich sanach pracy), wówczas napęd podczas zapadów musi być wyłączony ze względu na groźbę uray konroli nad jego pracą. Zaem pierwsze działania naprawcze powinny doyczyć podrzymania zasilania układu pomiarowo-serującego. Druga grupa problemów doyczy możliwych nieprawidłowości w pracy lub nawe groźby wysąpienia sanu awaryjnego w części energoelekronicznej układu w nasępswie zaburzenia. Trzecią przyczyną jes zachowanie się silników, kóre podczas zapadów mogą generować duże prądy udarowe oraz isone zmiany momenu i prędkości obroowej. Czwara przyczyna jes związana z reżimami pracy procesu echnologicznego realizowanego na linii produkcyjnej. W wielu przypadkach, ze względów echnologicznych, nie oleruje się uray precyzyjnej konroli prędkości i momenu PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN -97, R. 9 NR 7/

3 napędu, nawe przez bardzo króki czas, na co mogą isonie wypływać wysępujące zapady napięcia. Należy podkreślić, że reakcja napędu na zapady napięcia, jes zarówno funkcją wielkości opisujących zaburzenie jak również rodzaju obciążenia napędu i zachowania się ego obciążenia w sanach dynamicznych. Reasumując, można swierdzić, że wpływ zapadów napięcia na pracę napędów linii produkcyjny zależy od szeregu czynników i nie można, bez przeprowadzenia szczegółowych analiz, jednoznacznie określić przyczyn wyłączeń nasępujących w konsekwencji zapadu napięcia. Diagnoza wyłączeń linii produkcyjnych u przykładowego odbiorcy Rozparywany przypadek doyczy wyłączeń linii produkcyjnych u pewnego odbiorcy (działającego w branży salowej), zasilanego bezpośrednio z sieci WN. Z informacji przekazanych przez odbiorcę wynika, że do wyłączeń linii dochodzi na skuek złej jakości energii elekrycznej dosarczanej do zakładu z sieci dysrybucyjnej. Z uwagi na realizowany proces echnologiczny analizowane linie produkcyjne wymagają zachowania ciągłości zasilania, dlaego nagłe ich wyłączenia prowadzą do rwałego przesoju w pracy, a nawe niejednokronie do uszkodzeń poszczególnych elemenów ych linii. Przeprowadzone analizy zarejesrowanych zapadów napięć oraz informacji przekazanych przez odbiorcę oraz właściwego operaora sysemu dysrybucyjnego wskazują, że przyczyną wyłączeń są zapady napięcia, kóre powsają na skuek zakłóceń zwarciowych wysępujących w sieci zasilającej WN. Należy podkreślić, że do wyłączeń linii produkcyjnych dochodzi m.in. na skuek wysąpienia jednofazowych zakłóceń zwarciowych eliminowanych w prawidłowy sposób w srefie podsawowej (bezzwłocznej) zabezpieczeń odległosciowych. Czas eliminacji zakłócenia nie przekraczał dopuszczalnego czasu rwania zwarcia, wynoszącego dla sieci WN ms []. Ponado swierdzono, że wyłączenia linii produkcyjnych wysępują nawe podczas zapadów napięcia o niewielkiej głębokości, wywołanych odległymi zwarciami. Głębokości zapadu powodującego wyłączenia linii produkcyjnych mieściły się w przedziale od 7% do 89%, a czas ich rwania zwykle nie przekraczał ms (rys.). Przedsawione informacje są dosyć niepokojące, ponieważ wskazują, że zakłócenia zwarciowe, wysępujące prakycznie w całej sieci WN, z kórej zasilany jes przedmioowy odbiorca, mogą skukować wyłączeniami analizowanych linii produkcyjnych. Rys.. Zarejesrowane przebiegi warości skuecznych napięć fazowych (na szynach nn zasilających linię produkcyjną) dla zapadu powodującego wyłączenie napędu prądu sałego Z przeprowadzonego rozpoznania syuacji wynika, że obiekami bezpośrednio generującymi wyłączenia linii produkcyjnych podczas zapadów napięcia są regulowane napędy prądu sałego o mocy od kilkudziesięciu do kw. Podczas zapadów napięcia dochodzi do zadziałania zabezpieczeń nadprądowych ych napędów, a w niekórych przypadkach wysępują nawe uszkodzenia yrysorów mocy pracujących w układzie energoelekronicznym rozparywanych napędów. Przeprowadzona analiza lieraurowa pokazała, że regulowane napędy prądu sałego należą do grupy urządzeń szczególnie wrażliwych na wysępujące zapady napięcia. Według informacji zawarych np. w [] zw. regulowane układy yrysorowe wykorzysywane w układach napędowych z silnikami prądu sałego są w większości przypadków czułe na zapady o czasie rwania dłuższym od kilku milisekund i ampliudzie większej niż %. Wpływ zapadów napięcia na regulowane napędy prądu sałego może być bardzo zróżnicowany. Ich reakcja jes przede wszyskim uwarunkowana paramerami zapadu napięcia (głębokością, czasem rwania, asymerią napięć, zmianą kąów fazowych oraz odkszałceniem napięć) oraz zasosowanym rodzajem i paramerami silnika prądu sałego i jego obciążeniem. Z punku widzenia konsrukcji silnika można swierdzić, że silniki prądu sałego są bardziej wrażliwe na zapady napięcia niż silniki prądu przemiennego. Wyniki badań symulacyjnych w ym zakresie przedsawiono w nasępnym punkcie. W silniku prądu sałego zapad napięcia powoduje chwilowe zmniejszenie srumienia wzbudzenia, a ponieważ sała czasowa uzwojenia wzbudzenia jes duża, przywrócenie napięcia po zapadzie powoduje przepływ dużych prądów w obwodzie wornika i skokową zmianę momenu oraz prędkości. Należy zaznaczyć, że reakcja regulowanego napędu prądu sałego na zapady napięcia bardzo silnie zależy od właściwości zasosowanego modułu energoelekronicznego i układu serowania []. Podczas symerycznych zapadów napięcia pęla sprzężenia zwronego regulaora/serownika napędu prądu sałego dąży do podrzymania sałej warości napięcia wyjściowego lub sałego momenu napędowego przez zwiększenie kąa przewodzenia yrysorów. Podczas zapadów, w szczególności głębokich, napięcie o maleje, zmniejszając w konsekwencji momen napędowy i prędkość silnika. Nagłe odbudowanie napięcia zasilającego (na skuek eliminacji zakłócenia), przy granicznych warościach kąów wyserowania yrysorów lub zakłóceniach synchronizacji z siecią zasilającą (układu regulacji) może prowadzić do przeężenia prądowego (zależnego m.in. od paramerów konsrukcyjnych silnika prądu sałego) powodującego zadziałanie układu zabezpieczającego napędu. Naomias w przypadku wysąpienia niesymerycznych zapadów napięcia, ampliudy napięcia zasilającego w poszczególnych fazach maleją w sposób niesymeryczny. Wówczas regulaor/serownik dążąc do urzymania sałego momenu obciążenia może powodować wydłużenie czasu przewodzenia yrysorów. Skukuje o większym obciążeniem prądowym półprzewodników zasilanych z faz, kórych napięcia uległy zmianie w mniejszym sopniu. Taka syuacja również może powodować wzros warości prądu wornika ponad warość dopuszczalną i w konsekwencji wyłączenie napędu przez układ zabezpieczeniowy. Dodakową przyczyną wysąpienia przeężeń prądowych i zarazem zasadniczym problemem regulowanych przekszałników AC/DC jes synchronizacja ich układów regulacji z napięciem sieci. Układy e wymagają precyzyjnej deekcji przejścia napięć fazowych przez zero. Skokowa zmiana przesunięcia fazowego PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN -97, R. 9 NR 7/

4 owarzysząca zapadom napięcia, a wysępująca na skuek nagłej zmiany impedancji sysemu zasępczego widzianego z zacisków napędu, powoduje zmianę odsępów pomiędzy punkami nauralnej komuacji i może prowadzić do błędnej deekcji punku nauralnej komuacji, co w konsekwencji może powodować nieprawidłowe załączanie yrysorów, a nawe wysąpienie przewrou komuacyjnego w zw. napędach nawronych []. Z przeprowadzonych analiz działania układów auomayki zabezpieczeniowej przedmioowych napędów wynika, że bezpośrednią przyczyną niekórych wyłączeń linii produkcyjnych może być zbędne zadziałanie jednego z zabezpieczeń napędu mającego za zadanie m.in. ochronę linię produkcyjnej przed wysąpieniem nadmiernego naprężenia w układzie mechanicznym ej linii (zw. ochrona od skuków nadmiernego naprężenia obrabianej blachy). Resrykcyjne nasawy ego zabezpieczenia oraz bezzwłoczny charaker działania (zabezpieczenie wyposażone jes w człon elekromagneyczny) powodują, że zabezpieczenie o będzie reagować na udary/przeężenia prądowe niezależnie od źródła ich pochodzenia, np. wywołane zapadami napięcia, a nie zacięciem obrabianej blachy. Ograniczony zakres lub nawe brak informacji na ema: dokładnego przebiegu wyłączeń linii produkcyjnych, zasosowanych rybów regulacji układów napędowych prądu sałego, algorymów działania poszczególnych zabezpieczeń napędu oraz duża losowość wysępujących wyłączeń znacząco ogranicza możliwość wskazania ylko jednej, głównej przyczyny wyłączeń. Najprawdopodobniej do wyłączeń dochodzi na skuek kumulacji kilku z wymienionych wcześniej czynników. Reasumując można swierdzić, że meod minimalizacji wyłączeń regulowanych napędów prądu sałego należy poszukiwać w: minimalizacji liczby i głębokości wysępujących zapadów napięć, symeryzacji wysępujących zapadów napięć, a akże w zwiększeniu odporności napędów i ich zabezpieczeń na wsępujące zapady. Wyniki wybranych symulacji W celu określenia przybliżonej warości wysępujących przeężeń prądowych generowanych przez napędy prądu sałego pracujące u odbiorcy podczas zapadów napięcia przeprowadzono odpowiednie badania symulacyjne. Badania e przeprowadzono przy wykorzysaniu oprogramowania MATLAB Simulink, w kórym sworzono model fragmenu układu zasilającego wraz z regulowanymi napędami prądu sałego. Sworzony model odwzorowywał warunki pracy układu napędowego zainsalowanego u wybranego odbiorcy. Schema ideowy zamodelowanego układu sieciowego przedsawiono na rysunku. Wybrane, najbardziej charakerysyczne wyniki wykonanych symulacji przedsawiono na rysunkach. Wielkości zamieszczone na ych rysunkach o: u ac () warość chwilowa napięcia mierzona na zaciskach napędu prądu sałego (po sronie zmiennoprądowej); () warość chwilowa prądu mierzona na zaciskach napędu sałego (po sronie zmiennoprądowej); () warość chwilowa napięcia mierzona na zaciskach silnika prądu sałego; () - warość chwilowa prądu mierzona na zaciskach silnika prądu sałego; () warość mocy czynnej pobieranej przez silnik; E wdc warość napięcia wzbudzenia silnika prądu sałego. W celu zwiększenia przejrzysości rysunków, wielkości na wykresach przedsawiono w jednoskach względnych. Rys.. Schema ideowy sposobu zasilania regulowanego napędu prądu sałego napędzającego linię produkcyjną Zamieszczone na rysunku oraz na rysunku przebiegi przedsawiają wpływ powrou napięcia zasilającego (do warości roboczej) na badany napęd. Przedsawione przebiegi przeprowadzono dla quasi-usalonego sanu począkowego wysępującego podczas zapadu napięcia o głębokości % praca napędu prądu sałego jes sabilna z mocą bliską mocy znamionowej. Podkreśla się, że przedsawione przebiegi zosały wygenerowane przy założeniu, pracy układu yrysorowego w rybie zw. maksymalnego czasu przewodzenia oraz zasilenia uzwojenie wzbudzenia analizowanego napędu prądu sałego z niezależnego źródła napięcia gwaranowanego (na kóre nie ma wpływu wysępujący zapad napięcia). Z uzyskach przebiegów (rys.) wynika, że nagły wzros napięcia (wysępujący na skuek eliminacji zakłócenia zwarciowego usąpienie zapadu) generuje duży wzros warości prądu pobieranego przez silnik. Już niewielki (ok. %) skokowy wzros warości napięcia powoduje rzykrony wzros warości prądu pobieranego z sieci, czemu owarzyszy nagły ponad rzykrony wzros mocy/momenu napędowego. Naomias skokowy wzros napięcia zasilania o % (rys.) generuje około pięciokrony wzros warości pobieranego prądu, co przekłada się na ponad -krony nagły wzros mocy/momenu napędowego. u ac Rys.. Przebiegi wielkości elekrycznych podczas likwidacji zapadu napięcia zasilającego analizowany napęd % skok warości napięcia (z 8% na 9% U n ) L L L L L L PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN -97, R. 9 NR 7/

5 u ac L. L L Rys.. Przebiegi wielkości elekrycznych podczas likwidacji zapadu napięcia zasilającego analizowany napęd % skok warości napięcia (z 8% na % U N ) Oddziaływanie zapadu napięcia również na obwód wzbudzenia prowadzi do jeszcze większych przeężeń prądowych. Przebieg wielkości elekrycznych wysępujących w akiej syuacji przy zachowaniu sałej, znamionowej warości napięcia zasilania przedsawiono na rysunku. Z przebiegów pokazanych na ym rysunku wynika, że % obniżenie napięcia wzbudzenia prowadzi do % wzrosu prądu w uzwojeniu wornika. W związku z ym samo obniżenie napięcia wzbudzenia również może powodować isone przeężenia prądowe. Zaem, w niekorzysnych okolicznościach nagłe wzrosy warości prądu, przedsawione na rysunkach i, mogą się zwiększyć w przypadku, gdy wysępujący zapad napięcia będzie miał wpływ również na warość napięcia uzwojenia wzbudzenia. Analiza dokumenacji dosarczonej przez odbiorcę przemysłowego powierdza wysąpienie akiej możliwości w rozparywanym napędzie prądu sałego, gdyż uzwojenie wzbudzenia jes zasilanie bezpośrednio z linii zasilającej napęd poprzez dwufazowy układ prosowniczy. Na podsawie uzyskanych wyników badań symulacyjnych widać, że liczbę wyłączeń napędów prądu sałego podczas zapadów można znacząco zmniejszyć przez odpowiednią modyfikację algorymów serowania. Modyfikacja mogłaby polegać na ograniczeniu zmiany kąów wyserowania yrysorów podczas zapadów napięć np. przez wprowadzenie ok. ms opóźnienia czasu reakcji układu regulacji po gwałownej zmianie napięcia. Ograniczenie kąa przewodzenia podczas zapadów powinno znacząco zmniejszyć przeężenia prądowe przy usępowaniu zapadu napięcia. Ponado, z przeprowadzonej obserwacji przykładowego procesu echnologicznego wynika, że momen bezwładności części mechanicznej linii produkcyjnych jes na yle duży, że wprowadzenie niewielkiego (zn. ms) opóźnienia czasowego w układzie regulacji nie powinno isonie wpływać na przebieg procesu produkcyjnego. L L L u ac Ew dc [pu] Rys.. Przebiegi wielkości elekrycznych podczas zapadu napięcia wzbudzenia silnika napędu % skok warości napięcia (z 8% na % U N ) Uwagi końcowe W podsumowaniu można swierdzić, że regulowane napędy prądu sałego, kóre są szeroko wykorzysywane w liniach produkcyjnych ze względu na dobre właściwości regulacyjne, wykazują bardzo dużą wrażliwość na zapady napięcia. W szczególności zapady zwarciowe, wysępujące w sieci zasilającej są zjawiskami, kóre mogą prowadzić do bardzo dużych przeężeń prądowych w analizowanych napędach, co w konsekwencji może powodować nagłe ich wyłączenie oraz uszkodzenie yrysorowych układów serowania ych napędów. Przewiduje się, że odpowiednia modyfikacja algorymów serowania układów yrysorowych, wspara insalacją dławików ograniczających sromość czoła fali prądowej może być jedną z bardziej efekywnych meod ograniczenia liczby wyłączeń analizowanego układu napędowego i ym samym minimalizacji liczby wyłączeń linii produkcyjnych oraz spowodowanych nimi sra ekonomicznych odbiorcy. LITERATURA [] K o walski Z.: Jakość energii elekrycznej. Monografie Poliechniki Łódzkiej 7. [] H a n z elka Z.: Jakość energii elekrycznej część Zapady napięcia i krókie przerwy w zasilaniu wpływ na pracę napędów elekrycznych o regulowanej prędkości [on-line]. Twelve Elecric [dosęp..]. Dosęp w Inernecie: hp://welvee.com.pl [] P o lski K o mie N o r m alizacyj n y, PN-EN : Paramery napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych (oryg.: Volage characerisics of elecriciy supplied by public elecriciy neworks) [] T a u ron Dys ryb u c j a S.A., Insrukcja Ruchu i Eksploaacji Sieci Dysrybucyjnej Auorzy: dr inż. Pior Rzepka, dr inż. Edward Siwy, mgr inż. Maeusz Szablicki, dr inż. Bernard Wiek, Poliechnika Śląska, Insyu Elekroenergeyki i Serowania Układów, ul. Krzywousego, - Gliwice, Bernard.Wiek@polsl.pl; L L L L L L PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN -97, R. 9 NR 7/