Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Rozdzielnice SN w inteligentnych sieciach (smart grids)

Medium voltage switchgear in smart grids
W artykule omówione zostały wybrane elementy inteligentnych sieci elektroenergetycznych: rozdzielnice średniego napięcia oraz reklozery. Zwrócono uwagę na poprawne nazewnictwo oraz elementy zapewniające bezpieczeństwo w czasie eksploatacji sieci inteligen
W artykule omówione zostały wybrane elementy inteligentnych sieci elektroenergetycznych: rozdzielnice średniego napięcia oraz reklozery. Zwrócono uwagę na poprawne nazewnictwo oraz elementy zapewniające bezpieczeństwo w czasie eksploatacji sieci inteligen
Rys. redakcja EI

Jednym z podstawowych elementów każdej sieci dystrybucyjnej lub zasilającej są rozdzielnice średniego napięcia. Najczęściej, ze względów praktycznych (bezpieczeństwo, ilość zajmowanej przestrzeni) rozdzielnie SN wykonywane są jako wnętrzowe. Ze względu na różnorodność producentów i aparatury wykorzystywanej do ich budowy mogą się one od siebie znacznie różnić. Niezmiennym jednak pozostaje ich przeznaczenie, i nadal służą do łączenia i rozdziału obwodów elektrycznych, bardzo często w połączeniu z pomiarem wybranych wielkości elektrycznych.

W artykule:

• Bezpieczeństwo eksploatacji rozdzielnic SN
• Sieci inteligentne
• Reklozery

Budowa i wyposażenie rozdzielnic są podstawowymi czynnikami determinującymi powstawanie sieci inteligentnych.

Podstawowe definicje

Smart grids – inteligentne sieci elektroenergetyczne, w których istnieje komunikacja pomiędzy wszystkimi uczestnikami rynku energii, mająca na celu dostarczanie usług elektroenergetycznych na odpowiednim poziomie, zapewniając przy tym obniżenie kosztów i zwiększenie efektywności oraz zintegrowanie rozproszonych źródeł energii, w tym także energii odnawialnej.

Rozdzielnia SN – wyodrębniona część stacji elektroenergetycznej, obejmująca wydzielone pomieszczenie (kilka pomieszczeń) lub teren, gdzie znajduje się zespół urządzeń rozdzielczych SN, umożliwiających dokonywanie czynności łączeniowych, tworzących funkcjonalną całość.

Rozdzielnica – zespół urządzeń elektrycznych składający się z przyrządów rozdzielczych, zabezpieczeniowych, pomiarowych, sterowniczych i sygnalizacyjnych wraz z elementami przewodowymi, izolacyjnymi i wsporczymi, tworzący układ elektryczny zdolny do rozdziału energii elektrycznej.

Pole rozdzielnicy – wydzielona funkcjonalnie i najczęściej konstrukcyjnie część rozdzielnicy elektrycznej przeznaczona do realizacji określonego zadania. Wyróżnia się głównie pola:

  • liniowe zasilające,
  • liniowe odbiorcze,
  • pomiarowe,
  • transformatorowe,
  • potrzeb własnych,
  • sprzęgłowe.

Reklozer – wyłącznik samoczynny (mogący wyłączać uszkodzony odcinek linii SN bez udziału dyspozytora) stosowany najczęściej w napowietrznych sieciach elektroenergetycznych średniego napięcia.

Napięcie międzyfazowe (potocznie: napięcie przewodowe, międzyprzewodowe lub liniowe) – wartość skuteczna napięcia elektrycznego pomiędzy dwoma wybranymi przewodami fazowymi w układzie trójfazowym.

Napięcie fazowe – wartość skuteczna napięcia pomiędzy wybranym przewodem fazowym a przewodem neutralnym lub ziemią.

Bezpieczeństwo eksploatacji rozdzielnic SN

Produkowane obecnie rozdzielnice średniego napięcia mają coraz mniejsze gabaryty, co wymusza stosowanie odpowiednich środków ochrony zapewniających nie tylko bezpieczeństwo podczas normalnej eksploatacji, ale również ochronę przed dynamicznym i cieplnym oddziaływaniem prądów zwarciowych.

Zapewnienie bezpieczeństwa użytkownikom oraz ograniczenie możliwości pomyłek łączeniowych zapewnia się przede wszystkim poprzez zastosowanie zwartych obudów oraz stosowanie blokad uniemożliwiających otwarcie drzwi rozdzielnicy gdy jest ona pod napięciem czy też wykonywanie łączeń w niewłaściwej kolejności.

Niestety, żadne zabezpieczenia nie są w stanie zapewnić stuprocentowej ochrony i uwolnić operatora od myślenia i odpowiedzialności. Stanowią one kompromis pomiędzy poziomem bezpieczeństwa a nakładami finansowymi, jakie należy ponieść w celu uzyskania wymaganego poziomu ochrony.

Podczas wyłączania prądów roboczych i zwarciowych występują w polu rozdzielnicy zarówno duże siły dynamiczne (pochodzące od prądów zwarciowych), jak również wysoka temperatura, będąca skutkiem palącego się łuku elektrycznego. Dlatego w budowie rozdzielnic SN na szczególną uwagę zasługują elementy zapewniające dekompresję gazów powstających w czasie zwarcia, przy zachowaniu odpowiedniego stopnia ochrony zapewnianej przez obudowy (kodu IP), który umożliwi pracę rozdzielnicy w określonych warunkach środowiskowych (temperatura, wilgotność, zapylenie). Kable do rozdzielnicy podłączane są coraz częściej poprzez głowice konektorowe łączone na wcisk z izolatorem przepustowym [4].

W celu ograniczenia skutków wyłączania prądów zwarciowych w rozdzielnicach SN bardzo często w tylnej ścianie pól stosowane są otwory dekompresyjne. W razie potrzeby otwierają się one i kierują nadmiar gazów pod ciśnieniem poza rozdzielnicę.

Ryzyko uszkodzenia ciała obsługujących rozdzielnice, w przypadku wystąpienia na łączniku łuku wewnętrznego, można zminimalizować również poprzez wyposażenie pól w kanały wydmuchowe i filtry. Wówczas w tylnej ścianie każdego pola wycina się najczęściej dwa otwory dekompresyjne zamknięte klapami wydmuchowymi.

Górny otwór dekompresyjny przeznaczony jest dla przedziału szyn zbiorczych i rozłącznika, a dolny – dla wyłącznika i przedziału kablowego.

Innym rozwiązaniem zastosowania klap wydmuchowych jest umieszczenie ich na górze rozdzielnicy, dzięki czemu gazy powstałe podczas palenia się łuku elektrycznego wyrzucane są w kierunku sufitu. Jednakże przy tym rozwiązaniu konieczne jest uzyskanie odpowiedniej przestrzeni nad rozdzielnicą (nie mniejszej niż ta zalecana przez producenta rozdzielnicy).

W praktyce można sprecyzować następujące podstawowe wymagania stawiane układom rozdzielnic SN, ze względów bezpieczeństwa i ekonomicznych [3]:

  • duża pewność dostawy energii elektrycznej, zależna od rodzaju zasilanych odbiorców oraz możliwych strat wynikających z niezaplanowanych przerw w dostawie energii, które mogłyby nie wystąpić przy bardziej racjonalnie zaprojektowanym układzie elektroenergetycznym,
  • możliwość zmiany układu w miarę rozwoju sieci lub rozbudowy i zmiany roli stacji w systemie elektroenergetycznym, bez konieczności instalowania nowych urządzeń oraz bez długotrwałych przerw w zasilaniu,
  • możliwość odłączenia spod napięcia dowolnego łącznika w celu wykonania jego naprawy lub konserwacji bez długotrwałej przerwy w pracy połączonej z nim linii,
  • duża elastyczność układu, stwarzająca możliwość zasilania odbiorców podczas planowanych lub zakłóceniowych operacji łączeniowych,
  • przejrzystość sposobu rozmieszczenia urządzeń elektroenergetycznych i dogodna ich eksploatacja, zapewniająca personelowi zarówno bezpieczną obsługę, jak i łatwą identyfikację poszczególnych elementów rozdzielnicy,
  • zakłócenia występujące w sieciach elektroenergetycznych powinny obejmować jak najmniejszą liczbę odbiorców (np. poprzez zastosowanie podziałów sieci czy reklozerów).

Sieci inteligentne

Pojawiające się obecnie w kraju zagrożenia wynikające zarówno z deficytu mocy wytwarzanej, niskiej efektywności jej wytwarzania (wynikającej między innymi z dużych odległości przesyłowych) i zwiększającego się zapotrzebowania na energię elektryczną piętnują potrzebę tworzenia inteligentnych systemów dostawy energii znanych powszechnie jako „smart grids”. Mają one przede wszystkim poprawić bezpieczeństwo energetyczne poprzez eliminację przerw w dostarczaniu odbiorcom usług energetycznych oraz maksymalizację efektywności przepływu energii od źródła jej wytwarzania do odbiorcy końcowego.

Ponadto sieci smart grids powinny umożliwić:

  • optymalne wykorzystanie lokalnych zasobów energii,
  • dostosowanie poziomu jakości dostarczanej energii elektrycznej do potrzeb klienta,
  • bieżącą kontrolę nad wytwarzaną lub pobieraną energią elektryczną poprzez zastosowanie np. inteligentnych liczników energii elektrycznej,
  • bieżące monitorowanie stanu sieci elektroenergetycznych w zakresie jakości energii elektrycznej oraz pewności zasilania,
  • pełną kontrolę nad ilością oraz jakością energii wytwarzanej w odnawialnych źródłach energii,
  • prawidłową pracę zabezpieczeń elektroenergetycznych w sieciach o zmiennym kierunku przepływu energii elektrycznej (np. pochodzących ze źródeł rozproszonych).

Za jedną z podstawowych przeszkód w rozwoju sieci inteligentnych uważa się brak wykształconej kadry, rozumiejącej potrzebę oraz kierunki rozwoju w tym obszarze technologicznym.

Czytaj też: Rozdzielnice SN – rozwiązania zapewniające bezpieczeństwo >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Jaki grzejnik elektryczny wybrać?

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Jaki grzejnik elektryczny wybrać? Rola miedzi w energetyce słonecznej
Sezon grzewczy za pasem. Pora zastanowić się nad wyborem systemu ogrzewania bądź modernizacją aktualnego. Wiele osób wzbrania się przed zastosowaniem ogrzewania(...) czytam dalej » Sektor energii słonecznej umacnia się coraz bardziej. Według Solar Power Europe, w roku 2017 została zainstalowana globalnie większa moc energii fotowoltaicznej niż (...) czytam dalej »

Zobacz osprzęt i rozwiązania stosowane w przemyśle »

Osprzęt i rozwiązania dla przemysłu WRozwiązania elektryczne stosowane w przemyśle muszą być wytrzymałe i odporne na wiele czynników. Począwszy od zalania, zabrudzenia (...) czytam dalej »


Stabilność systemu elektroenergetycznego»

Targi Energetab 2018 już wkrótce »

Stabilność systemu elektroenergetycznego - książka Enegetab targi 2018
System elektroenergetyczny jest to zbiór urządzeń przeznaczony do wytwarzania, przesyłu, rozdziału, magazynowania i użytkowania energii elektrycznej, połączonych ze sobą w system umożliwiający realizację dostaw energii elektrycznej na terenie kraju w sposób ciągły i (...) czytam dalej » Przed nami 31. edycja targów ENERGETAB 2018. Przez kolejne trzy dni będą spotykać się czołowi przedstawiciele sektora elektroenergetycznego i poznawać najnowsze rozwiązania (...) czytam dalej »

Projektuj za pomocą bezpiecznej i niezawodnej aparatury łączeniowej »
Projektowanie z aparaturą łączeniową

Aparatura łączeniową i sterownicza dla automatyki przemysłowej, techniki medycznej oraz automatyki budynków... czytam dalej »


Jak sprawdzić gdzie mogą nastąpić awarie w urządzeniach elektrycznych»

Pierwszy oscyloskop klasy średniej z pasmem 8 GHz i prędkością próbkowania 25 GS/s jednocześnie na wszystkich 4 kanałach»

Diagnozowanie urządzeń elektrycznych Oscyloskop klasy średniej
Wykrycie elementu przegrzanego i prawidłowa klasyfikacja zagrożenia w zależności od obciążenia prądowego i przyrostu temperatury – to typowe zadania ... czytam dalej » Tektronix oferuje jeszcze większą prędkość próbkowania oraz najniższy poziom szumów zapewniając najwyższą wiarygodność pomiaru dzięki MSO serii 6 Mixed Signal Oscilloscope (...) czytam dalej »

Bezpłatne ebooki dla elektryków i nie tylko !
Ebooki dla elektryków i nie tylko

Darmowe ebooki i poradniki: projektowanie, budowa, osprzęt... (...) czytam dalej »


Jak w czasie rzeczywistym monitorować pobór mocy i jakość dostarczanej energii?

Projektowanie i wykonawstwo instalacji elektrycznych średnio- i niskonapięciowych»

Monitoring poboru mocy Prąd budowlany - skąd czerpać?
Jak pozyskiwać, gromadzić, przetwarzać oraz archiwizować dane o poborze energii, jej rozpływie, wielkość mocy czynnej i biernej, a także... czytam dalej » Zasoby materialne w dziedzinie projektowania nowoczesnych (pod względem technicznym) konstrukcji i technologii oraz wykonywania niezbędnego oprzyrządowania zadaniowego do realizacji produkcji podstawowej i usług oraz planowanych prac modernizacyjnych i (...) czytam dalej »
mgr inż. Karol Kuczyński
mgr inż. Karol Kuczyński
Absolwent Wydziału Mechatroniki Politechniki Warszawskiej. Uzyskał stopień magistra inżyniera w 2004 r. na kierunku automatyka i robotyka w specjalności przemysłowe systemy pomiarowe. W tym samym roku... więcej »
dr inż. Zbigniew Skibko
dr inż. Zbigniew Skibko
Absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej. Od 2001 roku pracuje w Zakładzie Elektroenergetyki na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej, gdzie w 2008 roku uzyskał stopień d... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne urządzenia rozdzielcze zwiększające bezpieczeństwo pracy
  • - Projekt zasilania osiedla domków jednorodzinnych w energię elektryczną
Zobacz szczegóły
Essentra Components Essentra Components
Essentra plc jest spółką notowaną w indeksie FTSE 250 i wiodącym międzynarodowym dostawcą specjalistycznych produktów i rozwiązań ....
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl