Układy SZR ze sterownikiem programowalnym Need

137
uk≥ady SZR ze sterownikiem programowalnym Need
Układy SZR ze sterownikiem
programowalnym Need
Bartłomiej Szydłowski
Uk≥ady samoczynnego za≥πczenia rezerwy SZR stosowane w duøych obiektach sπ czÍsto drogimi i skomplikowanymi urzπdzeniami. Istnieje jednak wiele mniejszych instalacji, w ktÛrych
nie ma potrzeby inwestowania w tego typu rozwiπzania, a wystarczajπcy jest prosty uk≥ad automatyki oparty na monitorowaniu napiÍcia oraz realizacji za≥πczenia rezerwowego ürÛd≥a
energii elektrycznej i powrotu podstawowego zasilania. W tego typu aplikacjach znajduje zastosowanie sterownik programowalny Need firmy Relpol.
zia≥anie uk≥adÛw samoczynnego
za≥πczania rezerwy SZR musi byÊ
udokumentowane zgodnoúciπ
z odpowiednimi normami. Podstawowπ regulacjπ, ktÛrπ naleøy kierowaÊ siÍ przy
projektowaniu i wdraøaniu uk≥adÛw SZR
jest norma numer PN-EN 60947-6-1 ÑAparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapiÍciowa. £πczniki wielozadaniowe. Automatyczne urzπdzenia prze≥πczajπceî.
Z uwagi na swojπ specyfikÍ uk≥ady te muszπ dodatkowo spe≥niaÊ wytyczne dwÛch
waønych dyrektyw:
D
ï 7323/EEC Dyrektywa Rady z dnia 19 lutego 1973 r. w sprawie harmonizacji
ustawodawstwa PaÒstw Cz≥onkowskich
dotyczπcego wyposaøenia elektrycznego
przewidzianego do stosowania w niektÛrych granicach napiÍcia (tzw. dyrektywa
niskonapiÍciowa),
ï 89/336/EEC Dyrektywa Rady z dnia 3
maja 1989 r. w sprawie ujednolicenia
przepisÛw prawnych KrajÛw Cz≥onkowskich w zakresie kompatybilnoúci elektromagnetycznej.
Wymagania wobec
uk≥adÛw SZR
Wymienione dokumenty jednoznacznie
okreúlajπ wymagania, ktÛre muszπ spe≥niaÊ uk≥ady SZR. Aplikacja przede wszystkim powinna posiadaÊ blokady uniemoøliwiajπce za≥πczenie obydwu obwodÛw zasilania na liniÍ odbiorczπ: blokadÍ mechanicznπ pomiÍdzy stycznikami lub wy≥πcznikami, blokadÍ elektrycznπ pomiÍdzy
stycznikami lub wy≥πcznikami, blokadÍ
programowπ w urzπdzeniu sterujπcym
(w omawianym przyk≥adzie ñ w sterowniku programowalnym Need). Kolejnym
waønym wymaganiem jest kontrola stanÛw cz≥onÛw wykonawczych, czyli badanie po≥oøenia stycznikÛw (On/Off) oraz
w przypadku wy≥πcznikÛw stanu wyzwolenia ñ Trip. Zapewnieniu bezpieczeÒstwa
s≥uøy rÛwnieø moøliwoúÊ wspÛ≥pracy
uk≥adÛw SZR z wy≥πcznikami przeciwpoøarowymi. Algorytm programu musi rÛwnieø posiadaÊ moøliwoúÊ ustawiania zw≥ok
czasowych pomiÍdzy za≥πczeniami oraz
powrotem napiÍcia podstawowego. Pozwala to uniknπÊ wy≥πczeÒ obwodÛw zasiUk≥ady SZR
Rys. 1.
Uk≥ad
samoczynnego
za≥πczania
rezerwy SZR
typu sieÊ-sieÊ
W przypadku braku lub duøego obniøenia napiÍcia w podstawowym ürÛdle zasilania uk≥ad
samoczynnego za≥πczenia rezerwy SZR ma
za zadanie utrzymanie ciπg≥oúci zasilania dla
najwaøniejszych odbiorcÛw energii elektrycznej. Proces automatyki obecny w tego typu
rozwiπzaniach polega na prze≥πczeniu odbiorÛw z podstawowego ürÛd≥a zasilania na rezerwowe. Powoduje to minimalizacjÍ przerw
w dostawie energii odbiorcom w stanach awaryjnych oraz podczas prze≥πczeÒ planowych.
137
138
uk≥ady SZR ze sterownikiem programowalnym Need
Oferuje ona uk≥ady SZR serii P-Need-2Z
(dwie sieci zasilania) lub P-Need-1Z (jedna sieÊ zasilania + jeden agregat). Uk≥ady
te sπ modu≥ami, ktÛre po pod≥πczeniu niezbÍdnego okablowania nie wymagajπ øadnej konfiguracji lub regulacji. Stanowiπ samodzielne urzπdzenia mogπce wspÛ≥pracowaÊ ze zdalnπ blokadπ automatyki, czyli oddalonymi urzπdzeniami, ktÛrych celem jest moøliwoúÊ za≥πczania lub wy≥πczania ca≥ego uk≥adu. Ca≥a automatyka
projektowana i wdraøana jest na bazie sterownikÛw programowalnych Need. Natomiast w obwodzie wykonawczym pracujπ
styczniki z nowej linii Relpol z blokadπ
mechanicznπ lub wy≥πczniki mocy ñ w zaleønoúci od przeznaczenia i wielkoúci prπdu obciπøenia.
Rys. 2. Sterownik programowalny NEED w aplikacji SZR
lania w przypadku wahaÒ napiÍÊ zasilania
podstawowego i rezerwowego. Aby zachowana zosta≥a ciπg≥oúÊ zasilania, normy
precyzujπ wymagania dotyczπce zapewnienia pracy uk≥adu SZR z samopowrotem
i bez samopowrotu napiÍcia zasilania podstawowego.
èrÛd≥o zasilania rezerwowego powinno
posiadaÊ moc, ktÛra zapewni prawid≥owπ
pracÍ przy≥πczonych urzπdzeÒ. W przypadku, gdy zasilanie rezerwowe nie posiada takiej mocy, uk≥ad SZR naleøy wyposaøyÊ w dodatkowπ automatykÍ wy≥πczajπcπ mniej waøne odbiory.
Uk≥ady automatyki SZR ñ
podzespo≥y Relpol
W przypadku odbiorÛw niskiego napiÍcia, gdzie nie ma potrzeby stosowania specjalistycznych urzπdzeÒ, kontrola napiÍcia
moøe polegaÊ na elektronicznym monitorowaniu napiÍcia sieci poprzez nadzorcze
Rys. 3. Diagram dzia≥ania algorytmu uk≥adu SZR
138
przekaüniki napiÍcia Relpol serii MR-EU3M1P. Na podstawie informacji o poziomie napiÍcia uk≥ad automatyki podejmuje
decyzjÍ o prze≥πczeniu obciπøenia na zasilanie rezerwowe. Bardzo waønym elementem przy projektowaniu prostych uk≥adÛw
SZR jest czas dzia≥ania, czyli okres od
chwili powstania zak≥Ûcenia, ktÛre uruchamia dzia≥anie automatyki, do momentu
przywrÛcenia zasilania na skutek za≥πczenia toru zasilania rezerwowego. Naleøy tutaj wziπÊ pod uwagÍ pewnπ zw≥okÍ czasowπ bÍdπcπ zabezpieczeniem przed niepotrzebnymi prze≥πczeniami.
Urzπdzenia Relpol pozwalajπ stworzyÊ
uk≥ady automatyki dla dwÛch sieci zasilania 400 V / 50 Hz lub dla jednej sieci zasilania i agregatu prπdotwÛrczego. Projektowaniem, montaøem i wdraøaniem uk≥adÛw
automatyki SZR bazujπcych na podzespo≥ach Relpol zajmuje siÍ firma Profesjonalne Systemy Automatyki z Radomia, bÍdπca integratorem systemÛw Need-Relpol.
Dzia≥anie
uk≥adu SZR
Praca ca≥ego uk≥adu SZR bazujπcego na
sterownikach Need polega przede wszystkim na nadzorze parametrÛw sieci trÛjfazowej, takich jak: kolejnoúÊ faz, zanik faz,
asymetria faz. Aplikacja pracuje w trzech
trybach: praca rÍczna, praca automatyczna
lub uk≥ad odstawiony. Ca≥y uk≥ad zabezpieczony jest dodatkowo wy≥πcznikiem
bezpieczeÒstwa lub/i wy≥πcznikiem poøarowym. Dodatkowymi funkcjami ca≥ego
systemu jest opcja tzw. zezwolenia na samopowrÛt oraz optyczna sygnalizacja stanu SZR.
Po up≥ywie okreúlonej, w zaleønoúci od
aplikacji, zw≥oce czasowej [to1] od momentu zaniku zasilania podstawowego zostaje wy≥πczony stycznik zasilania podstawowego K1. Zw≥oka czasowa pozwala
uniknπÊ prze≥πczeÒ podczas chwilowych
zanikÛw napiÍcia. NastÍpnie po up≥ywie
kolejnego opÛünienia czasowego [tp1] zostaje za≥πczone zasilanie rezerwowe za pomocπ stycznika K2 i jest to sygnalizowane
migajπcym úwiat≥em lampki sygnalizacyjnej. Od tego momentu ca≥y obwÛd zasilany jest z obwodu rezerwowego. W chwili
powrotu zasilania podstawowego zostaje
zliczona kolejna zw≥oka czasowa [to2],
ktÛra pozwala uniknπÊ prze≥πczeÒ, jeøeli
napiÍcie jest niestabilne lub za≥πczane (co
siÍ czÍsto zdarza) na bardzo krÛtki czas.
Po odmierzeniu tej zw≥oki czasowej zostaje wy≥πczony stycznik zasilania rezerwowego K2 i za≥πczony po kolejnym czasie
opÛünienia [tp2] stycznik K1 zasilania
podstawowego, co sygnalizowane jest
úwiat≥em ciπg≥ym lampki kontrolnej.
marzec 2008
139
uk≥ady SZR ze sterownikiem programowalnym Need
Rys. 4. Schemat po≥πczeÒ uk≥adu SZR:
K1 ñ stycznik zasilania podstawowego,
K2 ñ stycznik zasilania rezerwowego,
FP ñ zabezpieczenie przekaünika kontroli napiÍcia zasilania podstawowego,
FR ñ zabezpieczenie przekaünika kontroli napiÍcia zasilania rezerwowego,
F1 ñ zabezpieczenie sterowania uk≥adu SZR,
Podsumowanie
WiÍkszoúÊ uk≥adÛw SZR wymaga wy≥πcznie wyøej wymienionych funkcji,
a stosowanie skomplikowanych rozwiπzaÒ
nie jest w nich konieczne. W takich sytuacjach warte rozwaøenia jest wdroøenie
taÒszych, prostszych rozwiπzaÒ. Istotnym
elementem wyøej wymienionych dwÛch
uk≥adÛw SZR (sieÊ-sieÊ i sieÊ-agregat) jest
sterownik programowalny Need. Zapewnia on wszystkie moøliwoúci niezbÍdne do
sterowania uk≥adu SZR. Sygnalizacja stanÛw oúmiu wejúÊ i czterech wyjúÊ za pomocπ diod sygnalizacyjnych pozwala
w sposÛb przejrzysty informowaÊ o pracy
ca≥ego uk≥adu. Cz≥onem wykonawczym sπ
A1 ñ przekaünik kontroli napiÍcia zasilania podstawowego,
A2 ñ przekaünik kontroli napiÍcia zasilania rezerwowego,
S1 ñ prze≥πcznik zezwolenia na pracÍ,
S ñ styk lub szereg stykÛw pomocniczy do blokowania uk≥adu automatyki,
H1 ñ lampka kontrolna.
styczniki sterowane wyjúciami sterownika
Need. Przekaüniki wyjúciowe, dziÍki duøej obciπøalnoúci znamionowej, pozwalajπ
na pewne wysterowanie obydwu obwodÛw zasilania.
Elementem kontrolujπcym obie sieci zasilania sπ przekaüniki nadzorcze Relpol,
ktÛrych celem jest nadzÛr kolejnoúci faz,
zaniku fazy (zakres napiÍÊ 0,7 < Un < 1,3)
oraz kontroli poziomu asymetrii (w zakresie 5% ñ 25%). Przekaüniki te mogπ pracowaÊ zarÛwno w sieciach trÛj-, jak i czteroprzewodowych. Sygna≥ z przekaünika wyjúciowego podawany jest na wejúcie sterownika Need, ktÛrego zadaniem jest przetworzenie tej informacji i zgodnie z algorytmem pracy uk≥adu SZR.
Sterownik Need Max
Niebawem do oferty firmy Relpol zostanie wprowadzony nowy sterownik ñ Need
Max. Posiada on 16 wejúÊ i 8 wyjúÊ przekaünikowych, co jest ca≥kowicie wystarczajπcπ liczbπ przy wysterowaniu automatyki dowolnych uk≥adÛw SRZ. Jednπ
z podstawowych cech nowej konstrukcji
jest moøliwoúÊ monitorowania napiÍcia
trÛjfazowego dla wersji zasilania AC
(sprzÍtowa kontrola asymetrii i kierunku
faz). Pozwoli to na duøo wiÍksze moøliwoúci monitorowania sieci trÛjfazowej oraz
na okreúlenie dowolnych i zgodnych
z oczekiwaniami uøytkownika parametrÛw
nadzoru. Sterownik Need Max bÍdzie wyraünie dedykowany do automatyki SZR,
poniewaø jego zasoby sprzÍtowe, programowe oraz duøo wiÍksze moøliwoúci pomiarowe pozwolπ na duøo szerszy zakres
jego zastosowaÒ.
Bart≥omiej Szyd≥owski
Autor jest specjalistπ ds. marketingu
w firmie Relpol
Relpol S.A.
68-200 Øary
ul. 11 Listopada 37
tel. (68) 47 90 800
fax (68) 37 43 866
e-mail: [email protected]
www.relpol.com.pl
Rys. 5. Struktura przekaünika Need Max
139