Utrzymanie jakości sieci elektro-energetycznej cz.2

W drugiej części artykułu o jakości sieci elektro-energetycznej skupiamy się na skutkach niedostatecznych parametrów energii oraz na roli, jaką normy jakości odgrywają w zapewnieniu nieprzerwanego dostępu do bezpiecznej i efektywnej energii elektrycznej.

Rozpatrzymy, jak nowoczesne rozwiązania technologiczne, takie jak aktywne kompensatory mocy biernej, mogą przyczynić się do zwiększenia efektywności energetycznej i zmniejszenia kosztów operacyjnych.

Skutki niedostatecznych parametrów energii

Jakość energii elektrycznej definiuje się poprzez parametry takie jak ciągłość zasilania, wartość napięcia, jego kształt, odchylenia czasowe, niesymetrię oraz częstotliwość.

Skutkami niedostatecznych parametrów energii dla niskich częstotliwości mogą być:

• migotanie źródeł światła powodujące zmęczenie fizyczne i psychiczne,
• trudności w stabilizacji zasilania urządzeń elektrycznych i układów elektronicznych,
• niestabilna praca napędów większej mocy, powodująca szybsze zużycie elementów mechanicznych,
• wyłączenia i załączenia dużych odbiorców lub fragmentów sieci energetycznej.

Niedostateczne parametry energii elektrycznej i ich konsekwencje

Niedostateczne parametry energii elektrycznej mają szeroki zakres skutków, wpływających negatywnie na działanie systemów i urządzeń elektrycznych. Zaburzenia te mogą mieć zarówno bezpośrednie, jak i pośrednie konsekwencje dla użytkowników i infrastruktury.

Na przykład, migotanie światła nie tylko obniża komfort pracy i życia, ale może także prowadzić do problemów ze wzrokiem i ogólnego zmęczenia. W przypadku przemysłowych i domowych urządzeń elektrycznych, niestabilność zasilania zwiększa ryzyko awarii i skraca ich żywotność, co wiąże się z dodatkowymi kosztami napraw i wymiany.

W szczególności, zaburzenia związane z wysokimi częstotliwościami mogą prowadzić do znacznych strat energetycznych w całym systemie elektroenergetycznym, obniżając jego ogólną sprawność. Uszkodzenia urządzeń energoelektronicznych i sterowniczych mogą zakłócić procesy produkcyjne, powodując przestoje i straty finansowe. Narażenia termiczne, zwiększające się straty i przegrzewanie się izolacji skracają żywotność komponentów i zwiększają ryzyko pożarów.

Wpływ zaburzeń związanych z wysokimi częstotliwościami

W obszarze zaburzeń związanych z kształtem napięcia (wyższe częstotliwości), można wskazać następujące negatywne skutki:

• spadek sprawności energetycznej praktycznie wszystkich rodzajów odbiorników energii elektrycznej oraz elementów systemu elektroenergetycznego,
• uszkodzenia lub nieprawidłowe działanie urządzeń energoelektronicznych, urządzeń sterowniczych,
• narażenia termiczne powodujące przyspieszone starzenie się izolacji, zwiększenie strat,
• oscylacje, drgania mechaniczne podwyższona temperatura pracy generatorów i silników,
• zwiększony hałas,
• ryzyko powstawania rezonansów i wystąpienia ich negatywnych skutków,
• wibracje mechaniczne napędów,
• zmniejszenie mocy silników asynchronicznych,
• powstawanie w napędach dodatkowych pulsujących momentów mechanicznych prowadzących do degradacji układów przeniesienia napędu,
• w układach przekształtnikowych pojawiają się pulsacje prądu ujemnie wpływające na sieć zasilającą,
• narażenie odbiorników jednofazowych na zasilenie napięciem o zbyt dużej wartości,
• przegrzewanie się odbiorników, spadek ich sprawności.

Oscylacje i drgania mechaniczne wprowadzają niestabilność do pracy generatorów i silników, co może prowadzić do ich przyspieszonego zużycia i awarii. W rezultacie, zwiększone obciążenie mechaniczne wpływa negatywnie na trwałość i niezawodność całych układów napędowych. Rezonanse i wibracje mogą również powodować uszkodzenia konstrukcyjne i mechaniczne, co w ekstremalnych przypadkach może prowadzić do katastrofalnych awarii.

Pulsacje prądu w układach przekształtnikowych, oprócz negatywnego wpływu na sieć zasilającą, mogą generować niepożądane zakłócenia wpływające na pracę innych urządzeń. Wysokie napięcie zasilające jednofazowe odbiorniki może przekroczyć ich dopuszczalne parametry, co zwiększa ryzyko uszkodzenia. Przegrzewanie się odbiorników, wynikające z nieefektywnej pracy, nie tylko obniża ich sprawność, ale także zwiększa ryzyko awarii i przyczynia się do niepotrzebnego marnotrawienia energii.

Rozumienie tych skutków i ich przyczyn jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii zarządzania jakością energii, które mogą minimalizować negatywne konsekwencje dla odbiorców i systemów energetycznych. Implementacja odpowiednich rozwiązań, takich jak systemy aktywnej kompensacji, w połączeniu z przestrzeganiem norm jakości energii, stanowi fundament dla zrównoważonego i bezpiecznego dostępu do energii elektrycznej.

Pomiar i normy jakości energii elektrycznej

Wartości parametrów wyznaczane poprzez pomiar i służące do oceny jakości energii elektrycznej powinny być mierzone za pomocą przyrządów pomiarowych, których struktury oraz algorytmy działania są opisane w dokumentach normalizacyjnych, a więc definicje mierzonych parametrów i ich realizacje są narzucane mocą normy: PN-EN 60868, PN-EN 61000. Przyrządy do pomiaru jakości energii elektrycznej podlegają przepisom ustawy z dnia 11 maja 2001 roku: „Prawo o miarach", co skutkuje rozwiązaniami prawnymi opartymi na wynikach pomiarów za pomocą tych przyrządów.

Zdefiniowano szereg wielkości – wskaźników, które dla pewnych grup odbiorców określają jakość energii elektrycznej. Pomiar tych wskaźników weryfikuje założenia związane z budową systemu energetycznego i może stanowić przesłankę do jego modernizacji. Umożliwia też kontrolę zaburzeń sieci wprowadzanych przez odbiorców. 

Podsumowanie

Rolą Sodexo jako zaufanego partnera w ekspertyzie zastosowań nowoczesnych rozwiązań technologicznych jest nieustanne weryfikowanie jakości parametrów pracy sieci elektro-energetycznej Klienta, wykrywanie zagrożeń i proponowanie rozwiązań celem zapewnienia bezpiecznego, nieprzerwanego i oszczędnego funkcjonowania instalacji technicznych.

Sodexo nie tylko wskazuje problematyczne obszary, ale również proponuje skuteczne i innowacyjne rozwiązania, które mogą znacząco poprawić działanie instalacji technicznych. Może to obejmować wdrażanie systemów aktywnej kompensacji mocy biernej, które są dostosowane do specyficznych potrzeb danego obiektu, a także zalecenia dotyczące modernizacji i optymalizacji istniejących systemów energetycznych.

Działania te mają na celu nie tylko zapewnienie ciągłości i bezpieczeństwa dostaw energii, ale również przyczyniają się do zwiększenia efektywności energetycznej i redukcji kosztów eksploatacyjnych dla Klientów. 

O autorze

Wojciech Zastąpiło
Regional Operations Manager

Wojciech posiada wieloletnie doświadczenie w zakresie zarządzania usługami Facility Management. W 2003 roku dołączył do Sodexo na stanowisku Project Managera w ówcześnie tworzonym Dziale Mobilnej Obsługi Technicznej.

Na przestrzeni dwóch dekad wniósł znaczący wkład w budowę ekspertyzy Sodexo Polska w zakresie FM.

Zobacz profil eksperta

Zapisz się do newslettera

Odkryj sekrety najlepszych ekspertów! Zapisz się już teraz do naszego newslettera i zyskaj dostęp do najświeższych newsów

Bądź na bieżąco!