ElektroPrůmysl.cz, září 2017

Elektro Průmysl .cz ENERGETIKA, TRANSFORMÁTORY, POHONY A MĚNIČE FREKVENCE 46 | září 2017 Hořící trafostanice není náhoda V tomto článku bychom rádi upozornili na nebezpečné jevy, které stále častěji vznikají v energetických systémech výrobních závodů, díky stále většímu nasazování řízených pohonů, UPS a dalších nelineárních spotřebičů bez předchozí a průběžné kontroly stavu elektrické sítě závodu vzhledem k možnému vzniku trvalých či přechodných stavů rezonance na harmonických frekvencích produkovaných těmito spotřebiči a využíváním nevhodně navržených kompenzátorů účiníku, nerespektujících konkrétní stav sítě závodu. Takováto situace pak vede ke zničení kompenzátoru, to v lepším případě, nebo k požáru kompenzátoru či dokonce transformátoru, to v případě horším. Prvky energetického systému jsou převážně induktivního charakteru. To znamená, že přidání paralelního kapacitoru pro korekci účiníku, nebo pro filtraci může způsobit cyklické přelívání energie mezi kapacitními a induktivními prvky na přirozené frekven- ci takto vzniklé soustavy. Podíváme-li se na situaci v místě, kde je připojen nelineární odběr (obr. 1), který sem přivádí zkreslený proud obsahující harmonické složky, kom- binace kapacity a indukčnosti zde může mít za následek sériovou nebo paralelní rezonanci. V energetickém systému závodu těmito kapacitory mohou být banky kon- denzátorů v kompenzačním systému, který sloučí k zlepšení účiníku pro, především, zabránění pokutám od distributora. Kombi- nace těchto kapacitorů a induktivních prvků energetického systému pak mohou zapříči- nit paralelní či sériovou rezonanci, případně obojí, a to podle místní konfigurace systé- mu a tím vytvořit abnormální situaci. Paralelní rezonance je běžnější při reakci banky kapacitorů s indukčností systému transformátor, vedení atd. (obr.1). Pokud je pak rezonanční frekvence takto vzniklého obvodu blízká, či dokonce shodná s někte- rou harmonickou složkou produkovanou nelineárními spotřebiči v síti závodu, pak dojde k razantnímu nárůstu napětí na této frekvenci na prvcích obvodu s katastrofální- mi následky. Vznik sériové rezonance může mít za následek nepředpokládaný nárůst proudu protékajících jednotlivými prvky systému. Velký proud na dané harmonické pak způ- sobí nechtěné vybavení ochran, vypálení pojistek či přehřívání kabelů a při trvalé rezonanci i k požáru. Sériová rezonance je obecně problémem v situaci, kdy napětí nadřazené sítě (obr. 1) obsahuje harmonické složky. Pak ekviva- lentní sériová impedance nadřazené sítě, transformátoru, sítě závodu a kapacitorů kompenzačních bank v dané situaci vytvo- ří sériový rezonanční obvod s rezonanční frekvencí blízkou nebo shodnou s frekvencí některé harmonické přiváděné z primární strany. Obr. 1