Właściwy dobór ogranicznika przepięć w przemyśle i OZE – dlaczego jest tak ważny?

Różne wykonania ograniczników przepięć  znajdziemy w sieciach elektrycznych wokół. Jednakże prawdziwym wyzwaniem jest dobór parametrów tych  urządzeń wykorzystywanych w systemach elektroenergetycznych  SN oraz WN. Takie potrzeby pojawiają się w energetyce zawodowej, przemyśle, ale także OZE. Sprawdź, jak dobiera się ograniczniki przepięć do instalacji średnich i wysokich napięć.

Czym są i jaką pełnią funkcję ograniczniki przepięć?

Ograniczniki przepięć to urządzenia elektryczne o nieliniowej charakterystyce. Właściwie dobrane, podczas pracy przy warunkach znamionowych w żaden sposób nie wpływają na działanie sieci zasilania. Dopiero w momencie pojawienia się przepięcia, spowodowanego np. wyładowaniem atmosferycznym lub przepięcia na skutek załączeniem czy też wyłączeniem w systemie elektroenergetycznym, ogranicznik przepięć zostaje pobudzony do zadziałania.

Działanie ogranicznika to stan, w którym przez wewnętrzną strukturę tego urządzenia do ziemi odpływa praktycznie cały ładunek przepięcia, a przepięcie zostaje ograniczone do wartości bezpiecznej dla systemu. Dzięki temu chronione przez ograniczniki urządzenia czy układy zasilania pracują bez zakłóceń. Pamiętajmy jednak, że ograniczniki to elementy zaprojektowane i wyprodukowane do wieloletniej pracy, a same przepięcia zwykle trwają ułamki sekund i mogą wielokrotnie się powtarzać. Dlatego tak ważne jest, aby po zadziałaniu ogranicznika i zaniku przepięcia, ogranicznik jak najszybciej powrócił do stanu normalnej pracy.

Ograniczniki pracują w tak trudnych warunkach

Aby zrozumieć, w jak trudnych warunkach muszą pracować ograniczniki, należy wiedzieć, że w okresie nawet kilkudziesięcioletniej eksploatacji muszą skutecznie chronić sieci przed przepięciami, zachowując w tym czasie zdolność rozpraszania energii bez utraty swoich właściwości. Poza tym napowietrzne ograniczniki przepięć odporne są na długotrwałe (często wieloletnie) działanie:

• promieni słonecznych oraz promieniowania UV,
• zmienne temperatury otoczenia,  
• opady atmosferyczne,
• obciążenia mechaniczne,

Z drugiej strony właściwie dobrane ograniczniki przepięć charakteryzują się szerokim zakresem ochrony. Na przykład w sieci o nominalnym napięciu 15 kV mogą powstawać przepięcia o napięciu nawet 100 kV, które skutecznie odprowadzane są przez ograniczniki do ziemi. Co więcej, przepięcia o takim potencjale mogą się wielokrotnie powtarzać, a wymagania użytkowników przewidują dla ograniczników przepięć nawet 30-letnie okresy eksploatacyjne.

Dobór ogranicznika przepięć. Parametry, które należy uwzględnić.

Właściwy dobór parametrów ograniczników przepięć uwzględnia wiele aspektów. Wykonujemy go w oparciu o procedurę, w której określamy podstawowe dane dotyczące:

• najwyższego napięcia  systemu Us
• prądu zwarciowego w miejscu zainstalowania ogranicznika,
• współczynnika zwarcia doziemnego,
• maksymalnego czasu trwania zwarcia doziemnego,
• sposobu uziemienia sieci elektroenergetycznej i podłączenia chronionych urządzeń,
• długości odcinków kablowych,
• przewidywanej odległość pomiędzy ogranicznikami a chronionymi urządzeniami,
• napięcia trwałej pracy ogranicznika Uc w stosunku do Us sieci,
• znamionowego napięcia ogranicznika w odniesieniu do przepięć dorywczych TOV,
• wartości spodziewanych piorunowych prądów wyładowczych przepływających przez ogranicznik.
• znamionowego poziomu izolacji urządzeń.

W ten sposób wstępnie dobieramy ogranicznik spełniający powyższe wymagania. W następnym etapie określamy charakterystyki ochronne ogranicznika dla udarów piorunowych  i łączeniowych. Wtedy przychodzi czas na wybór najlepszej lokalizacji ogranicznika, który powinien być zamontowany tak blisko chronionego urządzenia, jak to możliwe. Nie zawsze jest to jednak wykonalne z powodów warunków technicznych projektu lub obiektu. Tak było na przykład podczas współpracy z jednym z naszych klientów.

Niewłaściwy dobór ogranicznika — skutki

Doborem parametrów ograniczników przepięć zajmują się projektanci, służby nadzorujące eksploatację oraz firmy takie, jak Protektel, które wspierają tych specjalistów. Zdarza się nawet, że tylko na podstawie schematu lub jedynie opisu projektu sieci, dobieramy ograniczniki o odpowiednich parametrach. Proces ten niesie ze sobą olbrzymią odpowiedzialność, ponieważ niewłaściwy dobór ograniczników jest fatalny w skutkach.

Wystarczy bowiem uświadomić sobie, że urządzenia te pracują również w sieciach o najwyższym w Polsce napięciu oraz w najważniejszych obiektach energoelektrycznych. Awaria sieci przesyłowej o napięciu 400 kV, która może być konsekwencją niewłaściwie dobranego ogranicznika, może pozbawić zasilania infrastrukturę np. krytyczną, w tym szpitale i obiekty przemysłowe.

Kolejny przykład to elektrownia Jaworzno, której produkcja pokrywa aż 10% krajowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Niewłaściwy dobór ograniczników w tym miejscu może doprowadzić do rozległej i trudnej do usunięcia awarii. Jej skutki byłyby katastrofalne w skali całego kraju.

Chcesz skonsultować dobór ogranicznika?

Wiemy już zatem, dlaczego właściwy dobór ograniczników przepięć jest tak ważny i jakie mogą być konsekwencje pomyłek w tym procesie. Dysponujemy wiedzą i doświadczeniem niezbędnymi do tego, aby zapewnić skuteczną ochronę Twoich urządzeń elektrycznych oraz układów zasilania. Dlatego, jeżeli zastanawiasz się, jaki ogranicznik wybrać — skontaktuj się z nami, a doradzimy w zakresie doboru ograniczników przepięć. Taka rozmowa zawsze ma charakter niezobowiązujący, a nasi eksperci chętnie służą poradą.