Powrót do listy artykułów Aktualizowany: 2011-09-23
Praca równoległa zespołów prądotwórczych z siecią - zło konieczne czy alternatywa zbudowania rozproszonej sieci energetycznej?

Jak pokazują doświadczenia poprzedniej zimy, szczególnie na terenie polski południowej,jest ona szansą dla odbiorców indywidualnych i zakładów produkcyjnych na zapewnienie ciągłości dostaw zasilania.
Obecne wymagania prawne  dość skutecznie  zniechęcają inwestorów do instalowania agregatów prądotwórczych do pracy równoległej z siecią.
Sytuacja jednak zaczyna się zmieniać, ponieważ wymóg produkcji zielonej energii z OZE, który nakłada na nas Unia Europejska powoduje, że na terenie całego kraju powstaje, co raz więcej np. biogazowi.

Zarówno agregat kogeneracyjny jak i agregat dieslowski, jako źródło awaryjne mogą być wyposażone w taki sam sterownik, który umożliwia nam synchronizację do sieci energetycznej. 

Sterowniki agregatów prądotwórczych, oprócz funkcji umożliwiających synchronizację i zarządzanie pracą agregatu zarówno w trybie automatycznym jak i manualnym, posiadają także szereg funkcji zabezpieczających tj.;  df/dt czy utrata synchronizmu pozwalające na bardzo szybkie odstawienie agregatu od uszkodzonej sieci z wyborem dalszej pracy agregatu na wyspie lub całkowitego zatrzymania zespołu prądotwórczego. Pozostałe zabezpieczenia to:







Silnik:

  • Przekroczony czas pracy (przegląd dni)
  • Przekroczony czas pracy (przegląd godz.)
  • Od zwyżki obrotów
  • Niezamierzone zatrzymanie
  • Awaria wyłączenia
  • Błąd pomiaru prędkość/częstotliwość
  • Awaria uruchomienia
  • Awaria alternatora
  • Czerwona lampka stop (J1939)
  • Bursztynowa lampka ostrzegawcza (J1939)
  • Napięcie akumulatora zbyt niskie/wysoki

Generator:

  • Nad/pod napięciowe               [59/29 ]
  • Asymetria napięcia                  [47]
  • Pod/nad częstotliwościowe   [81O/U]
  • Przeciążenie   [32]    
  • Mocowe/zwrotnomocowe      [32R/F]
  • Asymetria obciążenia             [46]
  • Nadprądowe                            [50/51]
  • Nadprądowe IEC                   [IEC 255]
  • Zwyżka obrotów(MPU)           [12]
  • Mierzony prąd doziemny        [50G]
  • Obliczony prąd doziemny   

Sieć:

  • PF (cos phi)
  • Kier. wirowania faz ZRWZ/PRWZ       
  • Pzadana ⇔ Pbieżąca niedopasowanie    
  • Nad/pod napięciowe      [59/27 ]
  • Pod/nad częstotliwościowe [81O/U]
  • Mocowe    32]
  • PF (cos phi)
  • napięcia utrata synchronizmu   [78 ]
  • Kierunek wirowania pola

Poniżej postaramy się przedstawić Państwu kilka możliwych aplikacji i zastosowań jednostek prądotwórczych zarządzanych przez dedykowane sterowniki firmy Woodward oraz dodatkową automatykę zabezpieczeniową.


Rys.1 – Przykład zastosowania sterownika Easygen 3200 do pracy agregatu równolegle z siecią i pełnej kontroli pracy dwóch wyłączników

Przykład zastosowania (rys.1) mógłby być wykorzystywany także przez  zakłady energetyczne.

Wyobraźmy sobie sytuację, że mamy planowane wyłączenie transformatora np. sN/nN. 

Możemy dokonać takiej czynności bez pozbawiania odbiorców końcowych czasowego zasilania poprzez podłączenie do ww. transformatora mobilnego zespołu prądotwórczego, zsynchronizowanie go z siecią, przekazanie obciążenia na agregat i odstawienie transformatora na czas naprawy lub konserwacji.

Odwrotny proces przeprowadzamy po zakończonych pracach a  odbiorcy końcowi cieszą się bezprzerwowym zasilaniem, w podobny sposób może postępować przy różnego rodzaju awariach sieci.

Kolejnym, ciekawym zastosowaniem może być bezprzerwowy powrót na zasilanie z sieci energetycznej w wszelkiego typu zakładach produkcyjnych lub jednostkach użyteczności publicznej.

Wszyscy odbiorcy, którzy ze względów bezpieczeństwa lub kosztów ponownego uruchomienia instalacji chcą uniknąć dwóch przerw w zasilaniu mogą skorzystać z możliwości, jakie dają agregaty zarządzane przez sterowniki Woodward.  W tego typu zastosowaniach możemy tak zaprogramować sterownik, aby agregat pracował synchronicznie z siecią jeszcze przez określony czas na biegu jałowym i był gotowy na ponowne bezprzerwowe przejecie obciążenia, gdy ponownie zaniknie zasilanie z sieci energetycznej.  Przy pracy równoległej z siecią wbudowany układ kontroli importu/ eksportu mocy umożliwia nam sterowanie kierunkiem i wielkością jej przepływu.

Podobna zadanie spełniają agregaty instalowane na niektórych stadionach budowanych np. na EURO 2012. Ich zadaniem jest praca równoległa z siecią podczas całego wydarzenia tak, aby w razie awarii przejąć bezprzerwowo zasilanie obiektu.

Wiele jednostek pracujących równolegle z siecią
Rys.2 – Wiele jednostek pracujących równolegle z siecią

Innym przykładem mogą być agregaty, jako awaryjne źródło zasilania pracujące na wydzielaną sieć lokalną i muszą być okresowo testowane pod obciążeniem, co wiąże się z pewnymi komplikacjami. W klasycznym układzie musimy odłączyć zasilanie podstawowe, uruchomić agregat, obciążyć go odbiorami, a następnie ponownie wyłączyć agregat i przełączyć się na zasilanie podstawowe. Takie postępowanie powoduje dwie przerwy w zasilaniu obiektu.  Rozwiązaniem jest zainstalowanie agregatu pozwalającego na synchronizację dwóch wyłączników. Tego typu instalacje działają np. w elektrowniach wodnych z własną infrastrukturą energetyczną.

Adresatem naszej oferty są także firmy posiadające flotę jednostek prądotwórczych przeznaczonych pod wynajem. Sterowniki Woodward umożliwiają dzielenie mocy czynnej i biernej pomiędzy agregatami pracującymi równolegle na wyspie, do których można dołączyć kolejny agregat w przypadku zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną zasilanego obiektu.

Unikalne cechy naszych produktów takie jak:

  • Programowalna Logika w postaci bramek logicznych i wirtualnych funkcji,
  • 3 fazowy pomiar napięcia sieci, generatora a także jednofazowy pomiar na szynie
  • 3 dodatkowe, dowolnie konfigurowalne regulatory PID
  • Dowolna konfigurowane wejścia analogowe w zakresie +/- 10V, lub 0/4-20mA
  • Trójstopniowe zabezpieczenie prądowe generatora z charakterkami IEC
  • Synchronoskop dla dwóch synchronizowanych wyłączników

oraz dodatkowe urządzenia LS5 lub DTSC200 pozwalają zrealizować niemalże każdą aplikację zawierającą agregaty prądotwórcze.

Przyjrzyjmy się poniższemu rysunkowi który pokazuje zasilanie obiektu w układzie H dwa źródła i dwa agregaty plus sprzęgło:

wiele źródeł zasilania
Rys.3 – wiele źródeł zasilania

Sterownik agregatu może zarządzać pracą dwóch wyłączników, a co jeśli mamy ich aż 5?

Oczywiście możemy zastosować nadrzędny system PLC, ale niekoniecznie. Stosując nasze sterowniki z serii easYgen 3500 i sterowniki wyłączników LS5 zarządzamy praca takiego układu bez dodatkowych systemów i zabezpieczeń. Komunikacja między urządzeniami wykonana jest w oparciu o CANopen, co jednoznacznie upraszcza nam okablowanie tych urządzeń

Woodward posiada w swoje ofercie bardzo szeroką gamę sterowników agregatów prądotwórczych od tych najprostszych do pracy pojedynczej do tych bardzo zaawansowanych dedykowanych dla jednostek diesla i gazowych pracujących równolegle z siecią lub równolegle na wyspie. Warto dodać, że wszystkie oferowane prze nas urządzenia posiadają menu i dokumentację w języku polskim.

Firma Woodward oferuje także komponenty dla silników gazowych, które dostarcza na pierwszy montaż dla uznanych producentów silników stacjonarnych i producentów zespołów  prądotwórczych.

W naszej ofercie znajdują się między innymi;  komputery sterujące (ECU), zintegrowane zawory gazowe, mieszalniki, przepustnice, układy zapłonowe.

Szczegółowe informacje możecie Państwo znaleźć na naszej stronie internetowej: www.woodward.com lub zapraszamy do kontaktu z naszą fabryką w Polsce:

W sprawach handlowych:
Norbert Zabłocki
Tel:         +48 12 295 1320
Mob:       +48 784 057 959
E-mail:    norbert.zablocki@woodward.com

W sprawach technicznych:
Dawid Szostek
Tel:         +48 12 295 1321
Mob:       +48 784 057 956
E-mail:    dawid.szostek@woodward.com

Autor:
Norbert Zabłocki
Źródło:
Woodward Governor Poland
Dodał:
Woodward Poland Sp. z o.o.