Zastosowanie zespołów prądotwórczych do awaryjnego zasilania obiektów budowlanych mgr inż. Julian Wiatr CKSI i UE SEP

Transkrypt

1 astosowanie zespołów prądotwórczych do awaryjnego zasilania obietów budowlanych mgr inż. Julian Wiatr CKSI i UE SE 1. odział odbiorniów energii eletrycznej na ategorie zasilania i ułady zasilania obietu budowlanego rzystępując do opracowania uładu zasilania obietu budowlanego projetant musi przeprowadzić szczegółową analizę w zaresie wymagań pewności zasilania przez poszczególne odbiornii planowane do zainstalowania w projetowanym obiecie budowlanym. różnicowane wymagania dotyczące pewności zasilania wymusiły wprowadzenie lasyfiacji odbiorniów energii eletrycznej na ategorie zasilania, tóre można slasyfiować zgodnie z ryterium przyjętym w gospodarce energetycznej: a) odbiornii III ategorii zasilania odbiornii, w tórych dowolnie długa przerwa w dostawie energii eletrycznej nie spowoduje żadnych negatywnych sutów, b) odbiornii II ategorii zasilania odbiornii, w tórych róta przerwa w dostawie energii eletrycznej (do ilu minut) nie spowoduje negatywnych sutów, c) odbiornii I ategorii zasilania odbiornii, w tórych nawet róta przerwa w dostawie energii eletrycznej może spowodować zagrożenie życia ludzi lub znaczne straty materialne spowodowane np. przerwaniem procesu producyjnego. rzyładowy uład zasilania obietu budowlanego, w tórym występują wszystie ategorie zasilania przedstawia rys. 1. W przypadu gdy zespół prądotwórczy musi zostać posadowiony w dużej odległości od zasilanego obietu, zasadnym wydaje się budowa uładu przedstawionego na rys. 1a. Jedna w taim przypadu onieczna jest instalacja stacji transformatorowej nn/sn. rzedstawione na rys. 1 ułady zasilania stanowią oncepcję zgodną z wymaganiami Rozporządzenia Ministra Łączności z dnia 21 wietnia 1995 rou w sprawie warunów technicznych zasilania w energię eletryczną obietów budowlanych łączności [Dz. U. Nr 50 poz. 271]. Uład zasilania właściwy dla obietów budowlanych łączności może zostać przyjęty dla dowolnego obietu budowlanego w zależności od jego stopnia sompliowania oraz wymagań w zaresie niezawodności dostaw energii eletrycznej. Każde ze źródeł zasilania awaryjnego (zespół prądotwórczy) lub źródeł zasilania gwarantowanego (zasilacz US lub siłownia teleomuniacyjna) może pracować w uładzie równoległym lub redundantnym w zależności od potrzeb. 1

2 a) b) Rys.1: rzyład zasilania obietu łączności a) zespół prądotwórczy zainstalowany w pobliżu obietu b) zespól prądotwórczy zainstalowany w znacznej odległości od obietu 2. espoły prądotwórcze () espół prądotwórczy jest powszechnie stosowanym źródłem zasilania awaryjnego obietów budowlanych. odstawowymi elementami sładowymi zespołu prądotwórczego są: - silni spalinowy, tóry zamienia energię chemiczną paliwa na energię mechaniczną, - generator służący do zamiany energii mechanicznej na energie eletryczną, 2

3 - regulator prędości obrotowej, - regulator napięcia generatora, - uład wzbudzenia generatora, - uład sterowania, - uład rozruchu, - aparatura łączeniowa. Na rynu dostępne są zespoły o mocach od ilu VA do 6 MVA przeznaczone do różnych sposobów esploatacji, do zabudowy w pomieszczeniu lub w zabudowane w wolnostojącym ontenerze. Sposób esploatacji zespołu prądotwórczego ma wpływ na szereg czynniów, taich ja: żywotność, eonomiczność, niezawodność pracy itp. W związu z tym przed podjęciem decyzji o zaupie zespołu prądotwórczego należy uzgodnić z producentem sposób esploatacji zespołu. Do podstawowych sposobów esploatacji zespołów prądotwórczych należy zaliczyć: - esploatację ciągłą podczas tórej zespól prądotwórczy pracuje non-stop a przerwy w pracy są spowodowane oniecznością prowadzenia napraw lub obsługi serwisowej, - esploatacja czasowa podczas tórej zespół prądotwórczy pracuje w oreślonych, ograniczonych przedziałach czasu. espół prądotwórczy może pracować samodzielnie, w uładzie równoległym gdzie współpracują ze sobą dwa lub więcej zespołów lub synchronicznie z siecią eletroenergetyczną. W przypadu synchronicznej pracy zespołu prądotwórczego z siecią eletroenergetyczną należy uzysać zgodę od zarządcy sieci eletroenergetycznej oraz uzgodnić waruni tej współpracy. W tabeli 1 zostały podane najważniejsze wymagania graniczne wartości esploatacyjnych przebiegów napięcia i częstotliwości dla poszczególnych las wymagań zgodnie z wymaganiami normy N-ISO espoły prądotwórcze prądu przemiennego napędzane silniiem tłoowym. espoły prądotwórcze. Tabela 1: Najważniejsze wymagane graniczne wartości esploatacyjnych przebiegów napięcia i częstotliwości dla poszczególnych las wymagań zespołów prądotwórczych [1] arametr Jednosta Graniczna wartość esploatacyjna, dla lasy wymagań G1 G2 G3 G4 Spade częstotliwości % pasmo względnych 2,5 1,5 0,5 zmian częstotliwości w % stanach ustalonych rzejściowa 100% odchyła nagłego częstotliwości spadu od wartości mocy % znamionowej Nagły wzrost mocy Czas odbudowania częstotliwości s Wartości parametrów należy uzgodnić z producentem zespołu 3

4 Odchyła napięcia w % stanie ustalonym 51) 2,5 1 rzejściowa 100% % odchyła napięcia nagłego spadu mocy % Nagły wzrost mocy Czas odbudowania s napięcia Uwaga: ełny zestaw wymagań został oreślony w normie N-ISO ) dla zespołów o mocy do 10 VA: 10 % godnie z N-ISO espoły prądotwórcze prądu przemiennego napędzane silniiem spalinowym tłoowym. astosowanie, lasyfiacja i wymagania esploatacyjne, występują cztery lasy wymagań esploatacyjnych: lasa wymagań G1 - dotyczy odbiorniów, tóre wymagają spełnienia podstawowych parametrów w zaresie napięcia oraz częstotliwości taich ja np. oświetlenie ogrzewanie eletryczne itp. lasa wymagań G2 - dotyczy zasilania odbiorniów, dla tórych wymagania w zaresie jaości dostarczanej energii eletrycznej są zbliżone do wymagań oreślonych w odniesieniu do publicznych sieci eletroenergetycznych. W przypadu zmian w obciążeniu dopuszczalne są chwilowe odchylenia od znamionowych wartości napięcia i częstotliwości. Do odbiorniów spełniających wymagania tej lasy należy zaliczyć: oświetlenie, pompy, wentylatory, dźwigi itp. lasa wymagań G3 - dotyczy zasilania odbiorniów o zwięszonych jaościowych wymaganiach w zaresie dostarczanej energii eletrycznej. rzyładem taich urządzeń mogą być zasilacze US, systemy teleomuniacyjne itp. lasa wymagań G4 - dotyczy zasilania odbiorniów o wysoich wymaganiach w zaresie dostarczanej energii eletrycznej espoły prądotwórcze dzieli się również ze względu na czas rozruchu tj. czas, jai upływa od chwili zaniu napięcia w sieci eletroenergetycznej do chwili jego podania z generatora zespołu prądotwórczego: - z długotrwałym zaniiem napięcia, - z rótotrwałym zaniiem napięcia, - bez zaniu napięcia. espoły z długotrwałym zaniiem napięcia są urządzeniami powszechnie stosowanymi w uładach zasilania awaryjnego. espół tai wyposażony jest w automatyę samorozruchu i samozatrzymania. o zaniu napięcia w sieci eletroenergetycznej automatya zespołu uruchamia procedurę rozruchu zespołu. espoły te dla ułatwienia rozruchu są wyposażone w grzałi przeznaczone do ogrzewania blou silnia napędowego. Grzałi te są zasilane w uładzie wyposażonym w termostat dzięi czemu utrzymywana jest stała temperatura blou silnia. Moc grzałe jest uzależniona od 4

5 mocy zespołu prądotwórczego i jest oreślana przez producenta zespołu. asilanie grzałe jest realizowane z rozdzielnicy potrzeb własnych zespołu. ałączenie odbiorów zasilanych z zespołu odbywa się automatycznie przez uład automatyi SR i może być realizowane jednocześnie lub sewencyjnie. Automatya zespołu po zaniu napięcia w sieci eletroenergetycznej wypracowuje procedury uruchomienia zespołu z iluseundowym opóźnieniem. Taie rozwiązanie jest onieczne dla uninięcia zbędnych rozruchów powodowanych zapadami lub rótotrwałymi zaniami napięcia. Opóźnienie te wynosi na ogół 5 10 seund. Czas jai upływa od zaniu napięcia w sieci eletroenergetycznej do podania go ze źródła awaryjnego na ogół nie przeracza 1 minuty. o powrocie napięcia w sieci eletroenergetycznej automatya SR powoduje przełączenie zasilania na tor zasilania podstawowego nie wyłączając zespołu. o przełączeniu zespół prądotwórczy pracuje na biegu jałowym ooło 3 minuty w celu wychłodzenia generatora. Na rys. 2 został przedstawiony schemat zespołu prądotwórczego z rótim czasem rozruchu. Rys.2: Schemat zespołu prądotwórczego z rótim czasem rozruchu [2]: 1 silni eletryczny do napędu generatora i oła zamachowego, 2 generator, 3 oło zamachowe; 4 sprzęgło eletromagnetyczne, 5 silni spalinowy; 6 szafa sterująca i rozdzielnica potrzeb własnych W normalnych warunach zasilania silni eletryczny synchroniczny (1) pobiera energię z sieci eletroenergetycznej i napędza generator (2) oraz oło zamachowe (3). Sprzęgło (4) jest rozłączone. Generator pracuje na biegu jałowym. chwilą zaniu napięcia w sieci eletroenergetycznej następuje otwarcie łącznia Q1 oraz automatyczne zamnięcie sprzęgła (4). gromadzona energia inetyczna w ole zamachowym powoduje szybi rozruch silnia spalinowego (5), tóry w rótim czasie przejmuje napęd generatora (2). odanie napięcia z generatora powoduje automatyczne przełączenie łącznia Q2 na zasilanie ze źródła awaryjnego i podanie napięcia do odbiorniów. Czas w tórym odbiornii pozostają bez dostawy energii eletrycznej na ogół nie przeracza 2 s. Na rys. 3 został przedstawiony schemat zespołu prądotwórczego z zerowym czasem przełączenia na zasilanie awaryjne. 5

6 Rys. 3: Schemat zespołu prądotwórczego z zerowym czasem przełączenia na zasilanie awaryjne [2] 1 silni eletryczny do napędu generatora i oła zamachowego, 2 generator, 3 oło zamachowe; 4 sprzęgło eletromagnetyczne, 5 silni spalinowy; 6 szafa sterująca i rozdzielnica potrzeb własnych W uładzie przedstawionym na rys. 3 zastosowano silni eletryczny synchroniczny o mocy równej mocy generatora zespołu prądotwórczego. asilanie odbiorniów jest realizowane w sposób ciągły nie z sieci eletroenergetycznej lecz z generatora zespołu prądotwórczego. W normalnym stanie pracy silni eletryczny (1) jest zasilany z sieci eletroenergetycznej i napędza generator zespołu (2) wraz z ołem zamachowym (3). W przypadu zaniu napięcia w sieci eletroenergetycznej, sprzęgło (4) łączy oło zamachowe z silniiem spalinowym (5). gromadzona w ole zamachowym energia inetyczna jest w stanie spowodować szybi rozruch silnia spalinowego, tóry przejmuje napęd generatora zespołu. Łączni Q2 w tym przypadu spełnia jedynie rolę serwisową. espół prądotwórczy pracujący w uładach zasilania awaryjnego może być instalowany w ontenerze ustawianym na fundamencie betonowym poza budyniem lub specjalnie do tego celu przygotowanym pomieszczeniu, powszechnie nazywanym agregatornią. arówno w jednym, ja też drugim przypadu instalacja zespołu wymaga czerpni powietrza oraz odprowadzenia spalin i odpowiedniej wentylacji pomieszczenia. roblem ten powinien zostać rozwiązany przez projetanta instalacji sanitarnych na podstawie wymagań oreślonych przez producenta zespołu i nie będzie w niniejszej publiacji szerzej omawiany. espół instalowany przez producenta w ontenerze stanowi ompletne urządzenie pod względem eletrycznym oraz sanitarnym. Natomiast w przypadu adaptowania pomieszczenia dla celów instalacji zespołu prądotwórczego należy spełnić wszelie wymagania oreślone przez producenta. Na rys. 4 został przedstawiony przyład instalacji zespołu prądotwórczego w pomieszczeniu. omieszczenie, w tórym zostanie zainstalowany zespół prądotwórczy należy wyposażyć Rozdzielnicę otrzeb Własnych, oświetlenie, gniazda odbiorcze oraz instalację eletryczną sterowania wentylacją oraz innymi urządzenia projetowanymi w zależności od potrzeb. 6

7 Rys. 4: Typowa instalacja zespołu prądotwórczego w pomieszczeniu - elementy elastyczne[4] 1 - izolatory antywibracyjne 2 - połączenie giętie w uładzie wydechowym 3 - połączenie giętie w uładzie wyrzutu ogrzanego powietrza Na rys. 4 poazano przyładowe pomieszczenie z zamontowanym zespołem prądotwórczym wyposażonym w ścienną czerpnię i wyrzutnię powietrza. espół prądotwórczy wytwarza ciepło pochodzące z następujących źródeł: - silnia; - prądnicy (alternatora); - chłodnicy; - rury wydechowej i tłumia wydechu. Nieodpowiednia wentylacja pomieszczenia z pracującym może spowodować niepożądany wzrost temperatury w pomieszczeniu może to doprowadzić do spadu mocy silnia, a w onsewencji do unieruchomienia. W taim przypadu należy zastosować chłodzenie wymuszone np.: wentylatorami. Najorzystniejszy przepływ powietrza w pomieszczeniu powinien być w ierunu: prądnica => silni=> chłodnica Rozwiązanie taie, pozwala nie tylo na usuniecie ciepła wytworzonego przez, ale również dostarcza niezbędną ilość świeżego powietrza do spalania. 3. Dobór mocy zespołu prądotwórczego a podstawę doboru mocy zespołu pradotwórczego należy przyjąć wartość mocy czynnej zapotrzebowanej oraz mocy biernej przez odbiornii, tóre mają zostać objęte systemem zasilania awaryjnego. Moc czynną zapotrzebowaną należy wyznaczyć z następującego wzoru: (1) i n i1 - moc czynna zapotrzebowana czynna, w [W] -współczynni zapotrzebowania, w [-] - moc czynna i-tego odbiornia objętego systemem zasilania awaryjnego, w [W]. i 7

8 Kolejnym roiem jest obliczenie mocy biernej zapotrzebowanej, tórą należy wyznaczyć w następujący sposób: Q n tg i1 i i n i i cos Q - moc bierna zapotrzebowana, w [var] cosi - współczynni mocy i tego odbiornia objętego systemem zasilania gwarantowanego, w [-]. Uwaga! W przypadu projetowania uładu zasilania z przyłączonym zespołem prądotwórczym zgodnie z rys. 1b, w obliczeniach należy uwzględnić moc strat transformatorów po wcześniejszym dobraniu ich mocy zgodnie z ogólnymi zasadami. Na podstawie obliczonej wartości mocy czynnej zapotrzebowanej oraz mocy biernej zapotrzebowanej należy obliczyć współczynni mocy cos : (3) cos 2 2 Q cos - współczynni mocy obliczony na podstawie mocy czynnej zapotrzebowanej oraz mocy biernej zapotrzebowanej, w [-]. i (2) Kolejnym roiem jest obliczenie minimalnej mocy czynnej, jaą musi dysponować generator zespołu prądotwórczego. Moc pozorna generatora wyznaczona na podstawie mocy czynnej zapotrzebowanej oraz mocy biernej zapotrzebowanej ze wzoru: może prowadzić do błędnych wyniów. S G Q (4) 2 2 onieważ generator zespołu prądotwórczego musi poryć zapotrzebowanie mocy czynnej oraz mocy biernej, w przypadu gdy generator wytwarza energię przy współczynniu Q mocy cos cos ng, zmniejsza się zdolność wyorzystania mocy czynnej generatora ze względu na obciążalność cieplną stojana. Silni spalinowy napędzający generator jest dostosowany do mocy czynnej generatora, czyli do pracy generatora przy znamionowym współczynniu mocy cos ng, zatem w przypadu wytwarzania energii eletrycznej przy współczynniu cos cos ng sutuje zmniejszeniem jego wyorzystania. Względne obciążenie generatora mocą czynną można oreślić współczynniiem wyorzystania, tóry należy obliczyć z poniższego wzoru: cos (5) p cos ng 8

9 Wymagana minimalna moc czynna zespołu prądotwórczego musi spełniać następującą nierówność: (6) Gmin p Obliczony ze wzoru (5) współczynni wyorzystania p, należy podstawić do wzoru (6). W przypadu gdy p 1, do wzoru (6) należy wstawić wartość 1. Wartość współczynnia mocy cos ng należy przyjąć zgodnie z DTR zespołu prądotwórczego. W przypadu brau informacji w tym zaresie można przyjmować cos ng 0, 8. Moc pozorna zespołu prądotwórczego musi spełniać następującą nierówność: (7) G min SnG cos -minimalna mocy czynna jaą musi poryć generator zespołu prądotwórczego, w [W]. Gmin z Mała wartość współczynnia mocy cos powoduje zmniejszenie siły eletromotorycznej generatora wsute rozmagnesowującego działania sładowej biernej prądu obciążenie. Jeżeli generator oddaje więszą moc bierną niż znamionowa, ze względu na onieczność utrzymania napięcia znamionowego i nie przeciążanie wirnia należy zmniejszyć moc czynną obciążenia. W dopuszczalnych dla prądów wirnia granicach, automatya zespołu prądotwórczego reguluje wartość prądu wzbudzenia utrzymując na stałym poziomie wartość napięcia wyjściowego generatora. atem wytwarzanie energii eletrycznej przez generator zespołu prądotwórczego przy współczynniu mocy cos cos ng sutuje oniecznością zwięszenia jego mocy do wartości umożliwiającej pełne porycie mocy czynnej zapotrzebowanej oraz mocy biernej zapotrzebowanej Q. Wprowadzanie uładów ompensacji mocy biernej (szczególnie inducyjnej) jest niewsazane ze względu na charater pracy źródła zasilającego i w onsewencji może doprowadzić do przedwczesnego zniszczenia ondensatorów. W przypadu gdy zespół prądotwórczy służy do zasilania silniów eletrycznych, za podstawę doboru mocy należy przyjmować prądy rozruchowe silniów, tóre nie mogą przeraczać wartości prądu znamionowego generatora z uwzględnieniem jego chwilowego przeciążenia oreślonego w DTR producenta. Natomiast, gdy zespół prądotwórczy zasila odbiornii nieliniowe powstają znieształcenia prądu pobieranego ze źródła. nieształcenia te powodują pojawianie się w sieci zasilającej oraz instalacji odbiorczej harmonicznych, interharmonicznych i subharmonicznych, tóre na ogół nie są w fazie z napięciem. jawiso wyższych harmonicznych powoduje, że oprócz mocy czynnej i biernej pojawia się moc deformacji V, co oznacza, że moc pozorna nie może być oreślona jao iloczyn prądu i napięcia podstawowej harmonicznej. Wartość mocy deformacji V zależy od stopnia odształcenia przebiegów napięcia i prądów, czyli od zawartości wyższych harmonicznych, a w uładach wielofazowych również od stopnia asymetrii. W przypadu obciążeń asymetrycznych współczynni mocy cos nie jest jednaowy dla poszczególnych faz. W ażdej fazie jego wartość może być różna i uzależniona od wartości mocy czynnej i biernej obciążającej fazę. Niepożądanym sutiem niesymetrycznego obciążenia jest wzrost wartości napięcia ponad wartość znamionową w fazie najmniej obciążonej. 9

10 Oszacowanie wartości mocy deformacji powodowanej niesymetrycznym obciążeniem jest dość trudne, zatem zgodnie z zaleceniami producentów zespołów prądotwórczych podczas projetowania uładu zasilania awaryjnego należy zadbać by przy zasilaniu odbiorniów z przez awaryjny zespół prądotwórczy asymetria obciążenia nie przeraczała 20%. Moc pozorną zapotrzebowaną przez odbiorni nieliniowy należy oreślić wzorem: S Q V (8) Moc czynna przebiegu odształconego jest sumą mocy czynnych harmonicznych napięcia i prądu o tej samej częstotliwości, czyli: 1 U I cos Natomiast moc bierną przebiegu odształconego obliczamy z powszechnie aceptowalnego wzoru (16): (10) Q 1 U I sin Natomiast, moc pozorna obwodu liniowego jest oreślona następującym wzorem: W tym przypadu moc deformacji V = 0. S (9) Q (11) Ilustrację graficzną mocy,q,v, S i S przedstawia rys. 5. Rys. 5. Czworościan mocy dla uładu o odształconych przebiegach napięcia i prądu [2] moc czynna, w [W]; Q moc bierna, w [var]; S - moc pozorna części liniowej obwodu w [VA]; S moc pozorna obwodu nieliniowego, w [VA] ; V moc deformacji, [VA]; D moc dystorsji, definiowana jao D Q V. Rys. 5 wyjaśnia również, że dla obwodów nieliniowych współczynni mocy nie może zostać oreślony wzorem (3), tóry jest słuszny dla obwodów liniowych: cos S (12) 10

11 W obwodach nieliniowych współczynni mocy jest definiowany jao (patrz rys. 6): cos S I1 I 2 2 Q 3 U 2 przesunięcie fazowe pomiędzy napięciem i prądem dla harmonicznej rzędu., sin 1 cos n 2 I 0 (13) rąd znamionowy urządzenia trójfazowego pobierającego prąd odształcony należy wyrazić poniższym wzorem: I n 3 U n n cos (14) równań (13) oraz (14) wynia, że przy ustalonej wartości prądu znamionowego I n urządzenia i wzroście odształcenia prądu rzeczywiście przepływającego przez to urządzenie zmniejsza się moc znamionowa czynna, tórą można je obciążyć. atem odbiornii nieliniowe pobierające prąd znieształcony z generatora powodują zmniejszenie możliwości wyorzystania mocy czynnej generatora zespołu prądotwórczego. w celu porycia mocy zapotrzebowanej przez te odbiornii moc generatora musi ulec zwięszeniu. Minimalną moc czynną generatora niezbędną do porycia mocy zapotrzebowanej przez te odbiornii należy wyznaczyć ze wzoru: Gmin p W p współczynni wyorzystania oreślony wzorem 5, w [-], z moc czynna zapotrzebowana przez odbiornii objęte systemem zasilania awaryjnego, w [W] Gmin wymagana minimalna moc czynna generatora zespołu prądotwórczego, w [W] W ( ) - współczynni znieształcenia, w [-], w tórym: 100 THDi% THD i% - współczynni odształcenia prądu, w [-]. Natomiast moc zespołu prądotwórczego oreślamy zgodnie ze wzorem (7). Wartość współczynnia THD i% zawartości harmonicznych w odształconym przebiegu prądu, należy wyznaczyć z poniższego wzoru: (15) THD i 2 (I ) 2 100% I1 I wartość suteczna -tej harmonicznej prądu, w [A] I 1 wartość suteczna harmonicznej podstawowej prądu, w [A] rząd harmonicznej, w [-]. (16) rzyładowe wartość współczynnia W, w zależności od wartości współczynnia THD i% przedstawia tabela 2. 11

12 Tabela 2: Wartości współczynnia znieształcenia W, w zależności od wartości współczynnia THD i% THD i% W 3 % 0,95 5 % 0,91 8% 0,86 10 % 0,83 15 % 0,76 20 % 0,70 30 % 0,60 40 % 0,51 Wraz ze wzrostem współczynnia THD i%, maleje współczynni znieształceń W, a zatem moc generatora niezbędna do porycia mocy zapotrzebowanej ulega zwięszeniu. 4. Tandem US-zespół prądotwórczy W celu uzysania więszej niezawodności do systemu zasilania gwarantowanego wprowadza się dodatowe źródła zasilania awaryjnego tj. zespół prądotwórczy. Tai uład daje bardzo duże bezpieczeństwo i pewność, że w razie awarii sytemu zasilania podstawowego urządzenia o znaczeniu rytycznym będą zasilane bez przerw co uchroni odbiorców od wielu, niejednorotnie poważnych strat a tym samym strat spowodowanych przerwami w dostawie energii eletrycznej. asilacz US powinien być dobierany do oszacowanej mocy odbiorniów. Należy pamiętać by sumaryczna moc odbiorniów nie przeraczała ani wyjściowej mocy czynnej, ani wyjściowej mocy pozornej zasilacza. Wsazane jest niewielie przewymiarowanie zasilacza (10-20 %), tóre stanowiłoby rezerwę na oresowy wzrost lub błędy w szacowaniu mocy odbiorniów. US przeznaczony do współpracy z zespołem prądotwórczym powinien stanowić barierę między odbiorami a zespołem. Chodzi o masymalne wyeliminowanie wpływu na zespół odształconych prądów pobieranych przez odbiory nieliniowe (np. urządzenia omputerowe). owinien to być US, tóry nie wiąże ształtu prądu wejściowego z ształtem prądu pobieranego przez odbiory. espół prądotwórczy powinien bezpiecznie porywać zapotrzebowanie zasilacza US i odbiorniów ategorii II. Jego moc jest sumą mocy pobieranej przez US w stanie pełnego obciążenia i mocy odbiorniów ategorii II. GEN USwe II (17) USwe - moc wejściowa zasilacza US, w [W], - moc sumaryczna odbiorniów ategorii II, w [W]. II Moc wejściową zasilacza US obliczamy orzystając z zależności 12

13 USwy 0,25 * B USwy USwe W W W W - wyjściowa moc czynna zasilacza US, w [W], USwy - sprawność zasilacza US, w [-], W - współczynni przewymiarowania agregatu biorący pod uwagę między innymi odształcenie prądu wejściowego zasilacza US B - dodatowa moc wejściowa zasilacza związana z ładowaniem baterii (co najmniej 25 % mocy znamionowej zasilacza),w [W]. Jeżeli zasilacz US ma możliwość rozbudowy (zwięszenie mocy wyjściowej przewidziane w onstrucji urządzenia) należy brać pod uwagę najwięszą moc wyjściową zasilacza. alecane jest też stosowanie zasilaczy wyposażonych w specjalny interfejs do współpracy z zespołem prądotwórczym, pozwalający atywnie ograniczyć prąd wejściowy przez zabloowanie funcji ładowania baterii do chwili powrotu napięcia sieci. Wówczas można zrezygnować z 25-procentowej nadwyżi mocy zespołu, niezbędnej do ewentualnego ładowania baterii. Do współpracy z zespołem prądotwórczym zaleca się stosowanie zasilaczy US wyposażonych w filtr reduujący zawartość harmonicznych w prądzie wejściowym do poziomu ooło 10 % (głębsza reducja jest bezcelowa, nie wpływa znacząco na poprawę charaterystyi współpracy zasilacza z agregatem, nie jest więc uzasadniona eonomicznie). Nie powinno się stosować innych topologii zasilaczy niż online, gdyż tylo taa gwarantuje, że poprawność współpracy zasilacza US z zespołem pradotwórczym nie zachwieje się w wyniu zmiany charaterystyi odbiorniów. alecane jest stosowanie zespołów prądotwórczych wyposażonych w eletroniczne regulatory prędości obrotowej, z nowoczesnymi prądnicami przystosowanymi do nieliniowych obciążeń. Generalnie poleca się stosowanie urządzeń sprawdzonych we współpracy i zapewniających stabilność zasilania w ażdych warunach. Uwaga! W przypadu zastosowania zespołu prądotwórczego wyposażonego w generator przystosowany do obciążeń nieliniowych, stopień przewymiarowania zespołu może być mniejszy, jedna powinien on być uzgodniony z producentem lub dostawcą. 5. Ułady współpracy sieć-zespół prądotwórczy espół prądotwórczy stanowi źródło zasilania awaryjnego, tóre nie może dostarczać energii do sieci eletroenergetycznej. owoduje to onieczność projetowania uładów uniemożliwiających wsteczne podanie napięcia do sieci podczas gdy została ona wyłączona spod napięcia. rozporządzenia Ministra Gospodari z dnia 4 maja 2007 rou w sprawie szczegółowych warunów funcjonowania systemu eletroenergetycznego [Dz.U. Nr 93/2007, poz. 623 z późn. zmianami] wynia, że zespół prądotwórczy należy uznać za urządzenie przyłączane do sieci pomimo tego, że znajduje się ono w majątu użytownia oraz jest instalowane za uładem pomiarowym. Właściciel publicznej sieci eletroenergetycznej musi posiadać informacje o przyłączonych zespołach prądotwórczych oraz mieć pełną gwarancję zabezpieczenia przed wstecznym podaniem napięcia z pracującego do wyłączonej spod napięcia sieci eletroenergetycznej. Nieprawidłowo wyonany uład współpracy z siecią eletroenergetyczną stwarza zagrożenie dla ludzi pracujących na linii wyłączonej spod napięcia wsute podania napięcia ze źródła 13 USwy (18)

14 awaryjnego (). Jeżeli zespół prądotwórczy będzie pracować na publiczną sieć eletroenergetyczną nn nie tylo zasila tą sieć, ale również sieć SN. rzyłączenie pracującego zespołu prądotwórczego do eletroenergetycznej linii nn spowoduje, że na górnych zacisach transformatora pojawi się napięcie o wartości stanowiącej iloczyn napięcia nominalnego generatora i przeładni transformatora. Automatyczny uład współpracy zespołu prądotwórczego z siecią musi być zgodny z wymaganiami N-EN :2001 Aparatura rozdzielcza i sterownicza niso napięciowa. Łącznii wielozadaniowe. Automatyczne urządzenia przełączające. W przypadu uruchamianych ręcznie należy stosować ręczne przełącznii (rys. 6). Rys. 6: Ręczny przełączni sieć/zespól prądotwórczy [5] Natomiast zespoły wyposażone w ułady samorozruchu i samozatrzymania należy wyposażyć w ułady automatyi SR z bloadą mechaniczną i eletryczną. rzyład taiego uładu został przedstawiony na rys. 7. Natomiast na rys. 8 został przedstawiony uład współpracy przyłączonego do sieci SN. Rys. 7: Uład automatyi SR sieć/zespół prądotwórczy [5] 14

15 Rys. 8. Uład automatyi SR od strony SN W przypadu zespołów prądotwórczych wyposażonych w automatyę samorozruchu i samozatrzymania należy pamiętać, że część uładów automatyi zainstalowana jest w zespole i w przypadu pozostawania zespołu w warunach gotowości do pracy wymaga zasilania z sieci eletroenergetycznej (grzałi, detetor zaniu faz itp.). Obwody te należy zabezpieczyć od przeciążeń, przepięć oraz porażeń i wyonać w uładzie TN-S. Literatura: 1. N ISO espoły prądotwórcze. espoły prądotwórcze zasilane silniiem tłoowym. 2. T. Sutowsi Rezerwowe i bezprzerwowe zasilanie w energię eletryczną. Urządzenia i ułady COiW SE J. Wiatr; M. Orzechowsi oradni projetanta eletrya DW Medium Materiały szoleniowe firmy Fast Group 5. J. Wiatr espoły prądotwórcze w uładach zasilania awaryjnego DW Medium R. Kacejo; J. Machowsi warcia w systemach eletroenergetycznych WNT Ochrona przeciwporażeniowa w warunach polowych MON Inż. 349/72 15

16 8. raca zbiorowa pod redacją J. Wiatr oradni rojetanta systemów zasilania awaryjnego i gwarantowanego EATON OWER QUALITY A. Sowa Komplesowa ochrona odgromowa i przepięciowa COSiW SE Wieloaruszowa norma N-IEC Instalacje eletryczne w obietach budowlanych 11. J. Wiatr; M. Miegoń asilacze US i baterie aumulatorów w uładach zasilania gwarantowanego DW Medium Katalogi firmy SDMO 13. L. Danielsi; R. acira Badanie ochrony przeciwporażeniowej w obietach z przemienniami częstotliwości Eletro.info nr 12/ R. Matla Gospodara eletroenergetyczna OW W