s y s t e m y g w r n t o w n e g o z s i l n i jkość energii elektrycznej w mikrosiecich n wybrnym przykłdzie współprcy zespołów prądotwórczych z beztrnsformtorowymi zsilczmi UPS studium przypdku Jcek Ktrzyński Akdemi Morsk w Gdyni streszczenie W publikcji przedstwiono nlizę wpływu powiększonej impedncji przewodu neutrlnego n zjwisko pojwini się w przewodch roboczych skłdowej stłej prądu, generownej przez beztrnsformtorowe zsilcze UPS. Wykzno, że wzrost impedncji przewodu neutrlnego powoduje nsilnie się negtywnych zjwisk wnikni skłdowej stłej prądu do instlcji odbiorczej obiektu, zsilnej z zespołów prądotwórczych. Przedstwiono skutki tych zjwisk i wykzno błędy projektowe i montżowe. Stosownie zespołów prądotwórczych jko rezerwowego źródł zsilni orz współprcujących z nimi zsilczy UPS stło się zjwiskiem powszechnym i dotyczy corz większej ilości obiektów, w których ciągłość zsilni jest priorytetem. Zespół prądotwórczy jko obiekt o ogrniczonej mocy (w stosunku do sieci sztywnej) podleg zjwiskom silnego oddziływni odbiorników, szczególnie tych, które odksztłcją prąd pobierny z genertor. W konsekwencji obniż się jkość energii elektrycznej w tego rodzju mikrosiecich, co m bezpośredni wpływ n jkość prcy zsilnych odbiorników. W niniejszym rtykule omówiono problem oddziływni zespołów prądotwórczych n zsilcze UPS w szczególnym przypdku, jkim jest szeregowe włącznie dodtkowej rezystncji w przewodzie neutrlnym, pochodzącej od dodtkowego stycznik złącznego dl stnu prc wyspow zespołu prądotwórczego. Przedstwiono wyniki pomirów eksperymentlnych, wykonnych w różnych punktch obiektu i w różnych stnch jego prcy orz wyjśniono przyczyny wrii, do której doszło n skutek błędów projektowych i montżowych. jkość energii elektrycznej w świetle dokumentów normlizcyjnych Hrmoniczne nieprzyste niebędące krotnością 3 będące krotnością 3 rząd hrmonicznej (h) wrtość względn npięci w procentch skłdowej podstwowej (U h) rząd hrmonicznej (h) wrtość względn npięci w procentch skłdowej podstwowej (U h) Jkość energii elektrycznej w systemch zsilni gwrntownego zleży od wielu czynników i jest kluczow dl poprwnej prcy obiektu, w którym występują zsilcze UPS i zespoły prądotwórcze. Prmetry jkości energii elektrycznej ujęte są w normie obecnie obowiązującej PN-EN 50160:2010E Prmetry npięci zsiljącego w publicznych siecich elektroenergetycznych [1], ntomist metody pomiru tych prmetrów określone są w normie PN- EN 61000-4-30:2008 Testing nd mesurement techniques power qulity mesurement methods [2]. Prmetry określone w normie PN-EN 50160:2010E dotyczą wymgń jkie powinno spełnić zsilnie w publicznych siecich energetycznych orz w obiektch zsilnych ze źródeł wryjnych w ukłdzie wyspowym. Poniżej wyszczególniono kilk prmetrów, które są njistotniejsze z punktu widzeni jkości energii elektrycznej dl obiektu o wysokich wymgnich co do ciągłości i jkości zsilni. Hrmoniczne przyste rząd hrmonicznej (h) wrtość względn npięci w procentch skłdowej podstwowej (U h) 5 6% 3 5% 2 2% 7 5% 9 1,5% 4 1% 11 3,5% 15 0,5% > 4 0,5% 13 3% > 15 0,5% 17 2% 19 1,5% 23 1,5% 25 1,5% Tb. 1. Dopuszczln zwrtość poszczególnych hrmonicznych npięci zsiljącego wg normy PN-EN 50160:2010E [1] Punkt 4.2.1. normy PN-EN 50160:2010E określ dopuszczlne odchylenie częstotliwości dl systemów zsilnych z sieci energetycznej orz w ukłdzie zsilni wyspowego (np. z zespołu prądotwórczego niezsynchronizownego z siecią) przy złożeniu że wrtość znmionow częstotliwości wynosi 50 Hz. Wrtość średni częstotliwości mierzonej przez 10 sekund dl obiektów zsilnych z sieci energetycznej powinn być zwrt w przedzile: 50 Hz ±1% (tzn. od 49,5 Hz do 50,5 Hz) przez 99,5% roku, 50 Hz +4%/ 6% (tzn. od 47 Hz do 52 Hz) przez 100% roku. Wrtość średni częstotliwości mierzonej przez 10 sekund dl obiektów w ukłdzie zsilni wyspowego powinn być zwrt w przedzile: 50 Hz ±2% (tzn. od 49 Hz do 51 Hz) przez 99,5% tygodni, 50 Hz ±15% (tzn. od 42,5 Hz do 47,5 Hz) przez 100% tygodni [1]. Punkt 4.2 normy PN-EN 50160:2010E określ zminy npięci zsiljącego z podziłem n dopuszczlne zminy npięci i metody sprwdzni jego odchyleń w punkcie 4.2.2 orz ngłe zminy npięci i jego odchyleni w punkcie 4.2.3: w p. 4.2.2.1 określone są wymgni dl npięci zsiljącego, którego zminy w normlnych wrunkch zsilni nie powinny przekrczć U n±10% (dl obiektów odległych lub nie połączonych z systemem energetycznym dopuszcz się zminy npięci +10% i 15% od wrtości znmionowej U n, o czym dny użytkownik powinien być poinformowny), 48 n r 1 2 / 2 0 1 4 Ktrzynski rtykul jkoscene48 48 17-12-2014 14:10:53
w p. 4.2.2.2 określono metodę sprwdzni odchyleń wrtości npięci zsiljącego. W kżdym tygodniu 95% ze zbioru 10-minutowych średnich wrtości skutecznych npięci zsiljącego powinno mieścić się w przedzile odchyleń U n±10%, le we wszystkich okresch pomirowych odchyleni npięci powinny mieścić się w grnicch +10% i 15% U n. [1] Punkt 4.2.3 normy PN-EN 50160:2010E określ ngłe zminy npięci, schrkteryzowne: wskźnikiem migotni świtł (p. 4.2.3.2) przez 95% czsu kżdego tygodni, wskźnik długookresowego migotni świtł Plt spowodownego whnimi npięci zsiljącego nie powinien być większy od 0,8), symetrią npięci (p. 4.2.4) w ciągu kżdego tygodni 95% ze zbioru 10-minutowych średnich wrtości skutecznych wrtości skłdowej symetrycznej kolejności przeciwnej npięci zsiljącego powinny mieścić się w przedzile od 0% do 2% wrtości skłdowej kolejności zgodnej), zwrtością wyższych hrmonicznych npięci dopuszczlne wrtości poszczególnych hrmonicznych określ tbel nr 1 w p. 4.2.5. Pondto występuje zpis, określjący dopuszczlną sumryczną zwrtość hrmonicznych THDu, do 40-tej włącznie, w npięciu zsiljącym nie przekrczjącą wrtości 8%). [1] Przedstwione powyżej frgmenty normy PN-EN 50160:2010E mją służyć porównniu wyników pomirów do określonych tą normą prmetrów jkości energii elektrycznej w celu określeni czy pomierzone wrtości npięci i częstotliwości spełniją wymgni tej normy. genertor 1 500 kva QG7 K1 genertor 2 500 kva QG8 K2 Tr1 15/0,4 kv 1 MVA Q1 Tr2 15/0,4 kv 1 MVA Q2 Rys. 1. Schemt strukturlny zsilni gwrntownego obiektu z uwidocznieniem przewodu neutrlnego [3] System zsilni gwrntownego bdnego obiektu oprty jest n dwóch zsilczch UPS o mocy 200 kva o konstrukcji modułowej orz systemie prcy równoległej dwóch zespołów prądotwórczych o mocy 500 kva kżdy, prcujących n sumownie mocy w ukłdzie 2+0 (bez redundncji). Schemt strukturlny zsilni gwrntownego obiektu przedstwi rysunek 1. Zsilcze UPS prcujące równolegle zsilją systemy komputerowe, których pobór mocy w normlnym stnie prcy obiektu ksztłtowł się n poziomie od 100 do 160 kw. Czs podtrzymni zsilczy UPS wynosił około 10 minut i był wystrczjący n uruchomienie 2x G WG Q7 Q8 1Q17 1Q2 1Q18 Q3 1Q3 RGnn UPS1 UPS2 zespołów prądotwórczych w przypdku zniku npięci sieci. Ob zespoły strtowły jednocześnie i po synchronizcji były przyłączne przez wyłączniki Q7 i Q8 n szyny główne rozdzielni. Obciążenie cłego obiektu dochodziło w szczycie do 500 kw (w szczególnych przypdkch 700 kw). Zespoły prądotwórcze posidły funkcję prcy synchronicznej z siecią dzięki czemu Użytkownik, w przypdku wysokiego poboru energii elektrycznej, posidł możliwość złączni genertorów do prcy synchronicznej z siecią 2x 2x G G + G sztywną i zdejmowni części obciążeni z trnsformtor ze względu n podpisną z zkłdem energetycznym umową n dostwę energii. N obiekcie pojwiły się problemy z zsilniem w stnch zniku npięci sieci i prcy wyspowej zespołów prądotwórczych. Pojwił się efekt migotni świtł, uszkdzły się niektóre odbiorniki, zsilcze, itp. Bdny obiekt był wielokrotnie sprwdzny przez różne firmy i mimo pozytywnych wyników testów sprwnościowych dotyczących zrówno zespołów chrkterystyk bdnego obiektu 1 2 3 4 5 6 Rys. 2. Zminy wrtości skutecznej npięci w fzie L1 w czsie testowni obiektu dl różnych stnów prcy. Okresy pomirowe 1, 3, 5 prc wyspow zespołów prądotwórczych, 2, 4 stn prcy obiektu zsilnego z trnsformtorów, 6 prc synchroniczn zespołów prądotwórczych z siecią [4] n r 1 2 / 2 0 1 4 49 Ktrzynski rtykul jkoscene49 49 17-12-2014 14:10:54
systemy gwrntownego zsilni 51 50,6 f [Hz] 50,2 49,8 49,4 49 czs pomiru 48,6 20.51.17 21.18.19 czs Rys. 3. Z miny częstotliwości w czsie zsilni obiektu z zespołów prądotwórczych. Njwiększe zminy częstotliwości zrejestrowno w czsie złączni odbiorów większej mocy (gregt chłodniczy) co widoczne jest n rysunku 3. w punkcie. Zminy te odpowidją zminom npięci w punkcie n rysunku 2. Wrtość zmin częstotliwości nie przekrcz dopuszczlnego przedziłu 49-51 Hz, określonego w punkcie 4.2.1 normy PN EN 50160:2010E, zminy w zkresie od 47,5 Hz do 52,5 Hz nie przekrczją dozwolonego czsu 0,5% [4] wyniki bdń eksperymentlnych odchyleni npięci i częstotliwości 6 THDS, TIHDS, TWD [%] prądotwórczych jk i zsilczy UPS doszło w końcu do wrii typu ktstroficznego, której skutkiem był znik npięci w newrlgicznym systemie komputerowym orz uszkodzenie wszystkich zsilczy UPS 3 160 kva (pierwotnie zinstlownych). Przypdek ten jest szczególnie interesujący, poniewż stndrdowe pomiry nie wskzywły n dysfunkcję któregokolwiek z urządzeń zsiljących. Ze względu n ogrniczoną możliwość testowni obiektu w czsie przeprowdzonych prób eksperymentlnych zredukowno pobór mocy systemu komputerowego do 60 kw, co stnowiło około 40% normlnego obciążeni systemu UPS w czsie normlnej prcy obiektu. 5 4 THDS 3 TIHDS TWD 2 1 0 20.51.17 21.18.19 Rys. 4. Przebieg THDS, TIHDS, TWD w mierzonym npięciu zsilni w RGnn w czsie trwni próby [4] THDi Rys. 5. Z min współczynnik THD prądów w fzch: L1 (czerwony), L2 (zielony), L3 (niebieski) mierzonych n wyjściu UPS [3] 50 Ktrzynski rtykul jkoscene50 50 Npięcie pomierzone w rozdzielni m różne wrtości odchyleń dl stnu zsilni obiektu z trnsformtorów orz dl stnu zsilni obiektu z zespołów prądotwórczych. Występuje też trzeci stn prcy jkim jest prc synchroniczn zespołów prądotwórczych z siecią. Zminy wrtości skutecznej npięci w fzie L1 w czsie testowni obiektu dl różnych stnów prcy przedstwiono n rysunku 2. Wyniki dl fz L2 i L3 są zbliżone. Zrówno dl stnu zsilni obiektu z sieci jk i z genertorów prcujących n wyspę prmetry npięci i częstotliwości mieszczą się w zkresie tolerncji określonej normą PNEN 50160:2010E. Nwet zmin wrtości npięci widoczn n rysunku 2. w powiększeniu (punkt ), ilustrując moment skokowego obciążeni zespołów prądotwórczych, mieści się w grnicch tolerncji określonych w p. 4.2.2.1, gdzie norm przewiduje zminę wrtości npięci nwet do 15% w przypdku systemów zsilni nie połączonych z systemem energetycznym, tkim jest prc wyspow zespołów prądotwórczych. nr 12/2014 17-12-2014 14:10:57
THDu Rys. 6. Z min współczynnik THD dl npięć n wyjściu UPS w trzech fzch: L1 (czerwony), L2 (zielony), L3 (niebieski) [3] Zmin wrtości npięci do 203 V w stosunku do wrtości znmionowej npięci 230 V stnowi ok. 12% Un. Jest to jednk trend wynikjący z pomiru uśrednionego z 10 okresów. W tym czsie njmniejsz pomierzon wrtość npięci z 1/2 okresu wynosi Urms(1/2) = 193,6 V [2], co stnowi zminę 15,8%, więc minimlnie przekrcz dopuszczlne odchylenie npięci wg normy PN EN 50160:2010E, punkt 4.2.2.1. Częstotliwość ze względów oczywistych jest stbiln dl stnu zsilni obiektu z sieci. Pomiry częstotliwości w trkcie zsilni obiek- tu przez sieć sztywną wykzły minimlne odchyleni i zostły uznne z zminy mrginlne. Ntomist znczące zminy częstotliwości zobserwowno w czsie prcy wyspowej zespołów prądotwórczych, co prezentuje rysunek 3. odksztłceni krzywych przebiegu npięci Hrmoniczne npięci w czsie trwni próby pomierzono n szynch rozdzielni RGnn, przebiegi zprezentowno n rysunku 4. Do oceny poziomu odksztłceń npięci przyjęto współczynniki THDS, TIHDS, TWD, gdzie: THDS współczynnik odksztłceni hrmonicznymi obliczny n podstwie podgrup hrmonicznych do 50. rzędu włącznie, TIHDS współczynnik odksztłceni interhrmonicznymi obliczny n podstwie podgrup interhrmonicznych do 49. rzędu włącznie, TWD współczynnik cłkowitego odksztłceni obliczny w pśmie do 10 khz (stosunek wrtości skutecznej pozostłości, po wyeliminowniu skłdowej podstwowej, do wrtości sku- tecznej skłdowej podstwowej wyrżony w procentch). [4] N rysunku 5. przedstwiono przebieg zmin współczynnik THD prądu w fzie L1, L2, L3. Zmniejszenie współczynnik THD prądów po godz. 21.45 było związne z przywróceniem normlnego stnu obciążeni systemu UPS, tj. ok. 160 kw. Wśród hrmonicznych nieprzystych główną skłdową stnowił trzeci hrmoniczn, której procentowy udził ksztłtowł się n poziomie 30%, co świdczy o występowniu dużej ilości nieliniowych odbiorreklm nr 12/2014 Ktrzynski rtykul jkoscene51 51 51 17-12-2014 14:11:01
systemy gwrntownego zsilni b c d Rys. 7. ) Zminy wrtości skutecznej npięć fzowych n wyjściu UPS: L1(czerwony), L2(zielony), L3 (niebieski), b) Zminy wrtości chwilowych npięci w w wybrnej fzie L1 n wyjściu UPS, c) Zminy wrtości chwilowych prądu w przewodzie neutrlnym n wyjściu UPS, d) Zminy wrtości chwilowych prądów w trzech fzch n wyjściu UPS: L1(czerwony), L2(zielony), L3(niebieski). [3] U 0 L1 U 0 L2 U 0 L3 I 0 N ptrz rys. 7 Rys. 8. P rzebieg skłdowej stłej DC prądu w przewodzie neutrlnym orz w npięciu zsiljącym z UPS z bdny okres pomirowy. N przebiegu zznczono moment, który zostł przedstwiony n rysunku 7. w powiększeniu [3] ników jednofzowych. W tym czsie npięcie n wyjściu UPS mimo dużego odksztłceni prądu jest stbilne co przedstwi rysunek 6. Współczynnik odksztłceni npięci n wyjściu UPS n skutek odksztłconego prądu mieścił się w zkresie nieprzekrczjącym wrtości określonych w punkcie 4.2.3 normy PN-EN 50160:2010E i wynosił THD < 1,3%. Z zprezentownych powyżej przebiegów i wyników wykonnych pomirów nie wynik by prmetry jkości energii elektrycznej przekrczły dopuszczlne przedziły określone normą PN-EN 52 50160:2010E. Możn sformułowć wniosek, że prmetry jkości energii elektrycznej są dobre, tzn. w grnicch tolerncji, stn pewności zsilni obiektu możn określić n brdzo wysoki. Wszystkie urządzeni prcowły włściwie, symulowne zniki npięci w obiekcie kończyły się podtrzymniem zsilni przez zsilcze UPS i zdziłniem utomtyki zespołów prądotwórczych. Niestety w prezentownym obiekcie dochodziło do stnów, w których występowły zniki npięci i wrie wynikjące z oddziływni zespołów prądotwórczych n zsilcze UPS. Ktrzynski rtykul jkoscene52 52 nliz npięć i prądów n wyjściu systemu dwóch UPS w prcy równoległej Pomiry wykonne w dniu testowni obiektu po dogłębnej nlizie wykzły niepokojące zjwisk, które były przyczyną uszkodzeni poprzednio prcujących zsilczy UPS 3 160 kva. Dopiero rejestrcj przebiegów npięci i prądu w czsie rzeczywistym wykzł występownie zjwisk niebezpiecznego dl obiektu. N rysunku 7. przedstwiono oscylogrmy zsynchronizowne w czsie dl npięci i prądu n wyjściu UPS. W przewodzie neutrlnym występuje prąd o wrtości skutecznej około 75 A niezmienny w czsie wykonywni prób. Jednk w przebiegch chwilowych pojwi się wielokrotnie skłdow stł zzwyczj o biegunowości ujemnej znikjąc w okresie około 2 sekund. Powoduje to pojwienie się wrtości chwilowych prądu do 300 A. Dodtkowo prąd w przewodzie zerowym m częstotliwość 3f w związku z sumowniem lgebricznym głównie 3 hrmonicznej i jej wielokrotności. W prądch fzowych od L1 do L3 n wyjściu UPS również pojwi się skłdow stł w tym smym czsie co w przewodzie neutrlnym. Stł czsow znikni skłdowej stłej w przewodch fzowych jest zncznie krótsz niż w przewodzie neutrlnym i wynosi ok. 0,5 sekundy. Przedstwiony n rysunku 7. chrkterystyczny przypdek występowni skłdowej stłej w przewodzie neutrlnym zostł zrejestrowny wielokrotnie w czsie trwni prób i był związny ze zminą obciążeni w bdnym obiekcie dl wrunku zsilni obiektu przez zespoły prądotwórcze (prc wyspow). Występownie skłdowej stłej prądu w przewodzie neutrlnym orz w npięciu zsiljącym n wyjściu UPS w okresie pomirowym przedstwiono n rysunku 8. W trkcie oględzin instlcji elektrycznej stwierdzono obecność styczników w przewodzie neutrlnym genertorów, które złączły się podczs zsilni obiektu przez zespoły prądotwórcze w trybie prcy wyspowej, po zniku npięci sieci. N rysunku 1. zznczono je jko prty K1 i K2. Ideą zstosowni styczników w miejscu wskznym n rysunku 1., równolegle z wyłącznikmi 3 polowymi zespołów prądotwórczych, było ogrniczenie wpływu skłdowej stłej orz prądów wyrównwczych n prcę synchroniczną zespołów z siecią. Niestety prąd znmionowy zstosownego stycznik mił wrtość 160 A w stosunku do 721 A prądu znmionowego genertor. Stycznik zostł podłączony 3 przewodmi o przekroju 50 mm2 (podczs gdy przewód neutrlny z genertor zostł wyprowdzony nr 12/2014 17-12-2014 14:11:07
przekrojem 2 240 mm 2 ), co powodowło dodtkowe spdki npięć i oznczło de fcto włączenie w szereg dodtkowej rezystncji przewodu neutrlnego w obwodzie zsilni obiektu w trybie zsilni z zespołów prądotwórczych. N rysunku 9. przedstwiono zrejestrowny spdek npięci n styczniku i przewodch doprowdzjących 3 50 mm 2 nleżących do zespołu nr 2, w stosunku do przewodu PE. Brdzo zbliżony przebieg i wrtości spdków npięci uzyskno dl zespołu prądotwórczego nr 1. W ciągu 10 minut spdek npięci, mierzony n styczniku wrz z przewodmi o zmniejszonym przekroju, zwiększył się z 2,82 V do 3,04 V przy ustlonej wrtości prądu w przewodzie neutrlnym. Tendencj wzrostow był związn z ngrzewniem się styków stycznik, mimo iż wrunki chłodzeni w czsie prób były brdzo dobre, poniewż pokrywy rozdzielnicy zespołów, w której znjdowły się styczniki obu zespołów były odsłonięte, podczs gdy w normlnym stnie prcy są zsłonięte. Prądy w przewodzie neutrlnym w czsie prób (n poziomie 60 A) były stosunkowo niewielkie, le i tk zobserwowno spdki npięci w stnch nieustlonych o wrtości skutecznej około 10 V, co widoczne jest w postci dwóch pików n rysunku 9. Kżd zmin obciążeni powodowł stny nieustlone, podczs których pojwi się skłdow stł prądu zrówno w przewodzie neutrlnym jk i przewodch fzowych. N skutek zminy potencjłu przewodu neutrlnego w miejscu podłączeni zsilczy UPS względem potencjłu PE pojwi się skłdow stł prądu w przewodzie neutrlnym i w przewodch fzowych. Prąd stły w przewodzie neutrlnym obiektu pochodzi z bterii UPS, której środek połączony jest z przewodem neutrlnym obiektu, co widoczne jest n schemcie strukturlnym (rys. 1.). Bterię stnowią bezobsługowe kumultory AGM o pojemności 65 Ah połączone w dwóch łńcuchch (po 32 sztuki w kżdym) z wyprowdzonym środkiem podłączonym do przewodu neutrlnego obiektu. W efekcie opisnych zjwisk doszło do uszkodzeni 3 zsilczy UPS, o mocy 160 kva kżdy. Zsilcze UPS prcowły wtedy równolegle i były zsilne przez zespoły prądotwórcze, prcujące n wyspę. W trkcie nlizy zdrzeń i w wyniku przeprowdzonych pomirów okzło się, że istotnym elementem powodującym nsilnie się zjwisk wnikni skłdowej stłej prądu do przewodu neutrlnego był różnic w sumrycznej rezystncji wewnętrznej bterii kumultorów głęzi dodtniej względem ujemnej. Jeżeli n skutek whń npięci w sieci zsilnej z zespołów prądotwórczych zsilcz przełączy się w tryb prcy bteryjnej, to płynący prąd w obwodzie bterii wywoł różny spdek npięci n sumrycznej rezystncji wewnętrznej bterii w głęzi + i względem środk bterii, do którego podłączony jest przewód neutrlny. N rysunku 10. przedstwiono schemt zstępczy bterii kumultorów w obwodzie zsilni flownik UPS. Resumując możn stwierdzić, że w omwinej sytucji punkt gwizdowy genertor nie jest uziemiony bezpośrednio przy genertorze, ok. 100 m dlej w RGnn. Niestety między punkt gwizdowy genertor punkt PEN w RGnn włączon jest szeregowo impedncj obwodu stycznik i krótkich przewodów o przekroju zncząco mniejszym od przekroju przewodu roboczego (zmist 2 240 mm 2 stycznik podłączony jest przewodmi 3 50 mm 2 ). W stnch nieustlonych podczs złączeni różnej mocy odbiorów w systemie obiektu zsilnego z zespołów prądotwórczych dochodzi do zminy potencjłu przewodu neutrlnego względem PE, co skutkuje pojwiniem skłdowej stłej w przewodzie neutrlnym orz w przewodch fzowych. To z kolei powoduje zminę wrtości skutecznych npięć fzowych flownik UPS względem przewodu neutrlnego, czego skutkiem był wri zsilczy UPS 3 160 kva, konkretnie uszkodzenie trnzystorów IGBT flownik UPS jk również części odbiorów prcujących w systemie zsilni obiektu. [3]. reklm n r 1 2 / 2 0 1 4 53 Ktrzynski rtykul jkoscene53 53 17-12-2014 14:11:08
s y s t e m y g w r n t o w n e g o z s i l n i Rys. 9. Rejestrcj spdku npięci n styczniku w przewodzie N dl zespołu prądotwórczego nr 2 w stosunku do przewodu PE w czsie próby prcy wyspowej zespołów prądotwórczych. [3] Rys. 10. Schemt zstępczy obwodu DC bterii kumultorów w zsilczu UPS. Środek bterii podłączony jest do przewodu neutrlnego obiektu. W jednej głęzi znjdują się 32 kumultory 12 V. Rezystncj wewnętrzn dl pojemności 65 Ah wynosi ok. 4 mw. Jeżeli zdrzy się kilk uszkodzonych bterii o rezystncji kilkukrotnie większej, to może zdrzyć się sytucj, że: rezystncj zstępcz sekcji 1 wynosi: R w2 = 32 0,004 = 0,128 W, rezystncj zstępcz sekcji 1 wynosi: R w1 = 32 0,008 = 0,256 W. Dl prądu rozłdowni bterii I 0 = 100 A npięci U 1 i U 2 wyniosą odpowiednio: U 1 = E I 0 R w1 = 383 V 25,6 V = 357,4 V, U 2 = E I 0 R w2 = 383 V 12,8 V = 370,2 V [5] podsumownie Zstosownie styczników w przewodzie neutrlnym jko niezleżnego prtu łączeniowego niesie ze sobą duże zgrożenie dl bezpiecznej prcy obiektu, wynikjące z możliwości nierównoczesnego złączeni stycznik orz wyłącznik genertor. Zgodnie z normą PN-HD 60364-4 pkt. 431.3: Rozłącznie i powtórne łączenie przewodu neutrlnego w ukłdch wielofzowych [6] stwierdz się, że: Jeżeli rozłączenie przewodu neutrlnego jest wymgne, to rozłączenie to i ponowne połączenie powinno być tkie by przewód neutrlny nie był rozłączony przed przewodmi liniowymi i by był połączony w tym smym czsie lub wcześniej niż przewody liniowe. Stosownie dwóch niezleżnych prtów do łączeni przewodów fzowych orz przewodu neutrlnego niesie ryzyko łączeni przewodu neutrlnego w czsie rzeczywistym innym niż styki główne wyłącznik 3 polowego, co kłóci się z zpisem przytoczonej normy. Co więcej wri stycznik lub ukłdu sterującego prcą stycznik spowoduje zminę ukłdu zsilni z TNS n IT, co zmieni w sposób oczywisty bezpieczeństwo zsilni obiektu, projektownego jko TNS. Dobór stycznik o prądzie znmionowym mniejszym niż prąd znmionowy zespołu prądotwórczego, jk również zstosownie do podłączeni stycznik przewodów, których przekrój jest zncząco mniejszy od przewodów roboczych powoduje dodtkowe spdki npięć w przewodzie neutrlnym mjących szczególne znczenie w zmiennych wrunkch obciążeni obiektu. Jest to ewidentny błąd projektowy. Podczs bdń stwierdzono pojwinie się niekorzystnych zjwisk związnych ze skłdową stłą prądu w przewodzie neutrlnym dl wrunku zsilni obiektu z zespołów prądotwórczych. Zjwisko występowni skłdowej stłej o wrtości pond 100 A z czsem znikni od kilku do kilkunstu sekund zgrż bezpieczeństwu obiektu od strony ciągłości zsilni i pojwiniu się chwilowych wrtości npięć, mogących zkłócć prcę odbiorów. Wniknie skłdowej stłej do obwodów przemienno-prądowych stwrz duże zgrożenie dl poprwnej prcy odbiorów, może być powodem chwilowych zmin wrtości npięci zsiljącego, w konsekwencji przyczyną uszkodzeń odbiorów i zsilczy UPS, co miło miejsce w nlizownym obiekcie. Beztrnsformtorow technologi UPS wymg ciągłości przewodu neutrlnego w kżdym stnie prcy. Producenci beztrnsformtorowych zsilczy UPS wrunkują prwidłowe dziłnie UPS koniecznością ciągłości przewodu neutrlnego w kżdym stnie prcy UPS. Wy- bór beztrnsformtorowych zsilczy UPS do zsilni serwerowni w przypdku możliwości pojwieni się dodtkowej znczącej impedncji w przewodzie neutrlnym lub jego przerwnie zgrż bezpiecznej prcy serwerowni. Konieczne jest zpewnienie ciągłości przewodu neutrlnego o impedncji identycznej jk dl przewodów fzowych. [3]. litertur 1. Norm: PN-EN 50160:2010E Prmetry npięci zsiljącego w publicznych siecich elektroenergetycznych. 2. Norm: PN-EN 61000-4-30:2008 Testing nd mesurement techniques power qulity mesurement methods. 3. Ekspertyz prmetrów jkości energii elektrycznej (obiekt zstrzeżony), dr inż. Mrek Olesz, mgr inż. Jcek Ktrzyński, 2014. 4. Rport z pomirów jkości npięci zsiljącego wykonnych w dniu 3.01.2014 r. n szynch rozdzielnicy RGnn (obiekt zstrzeżony), dr hb. inż. Tomsz Trsiuk, mgr inż. Andrzej Piłt. 5. Audyt pewności zsilni serwerowi i systemów informtycznych budynku (obiekt zstrzeżony), dr inż. Mrek Olesz, mgr inż. Jcek Ktrzyński, 2014. 6. Norm: PN-HD 60364-4 Ochron dl zpewnieni bezpieczeństw, ochron przed prądem przetężeniowym rok wprowdzenie 2012. bstrct Microgrid power qulity in prticulr exmple of generting sets nd trnsformeless ups impct. Cse study Anlysis of neutrl line incresed impednce impct on phenomenon of trnsformerless UPS DC current lekge into AC instlltion is presented. It hs been pointed out tht the bigger is the vlue of instlltion neutrl impednce the stronger is negtive phenomenon of UPS DC current lekge into AC instlltion, supplied from generting sets. The effects of the impct hs been presented. Design nd instlltion mistkes hve been pointed out. 54 n r 1 2 / 2 0 1 4 Ktrzynski rtykul jkoscene54 54 17-12-2014 14:11:09