Agregat prądotwórczy średniego napięcia

W dużych zakładach energia jest najczęściej rozdzielana na średnim napięciu (SN). Agregat prądotwórczy średniego napięcia to system zainstalowany tak, aby dostarczał energię bezpośrednio na poziomie średniego napięcia. Zamiast wytwarzać energię na niskim napięciu (400 V) i przesyłać ją na duże odległości, agregat diesla średniego napięcia pozwala rozdzielać ją na SN, co oznacza mniejsze straty i cieńsze kable.

Projekty średniego napięcia są zawsze realizowane indywidualnie. Moc, poziom napięcia, liczbę agregatów i wymagania dotyczące zabezpieczeń ocenia się łącznie; agregaty, rozdzielnicę i w razie potrzeby transformator projektuje się jako jeden system.

Dwa podstawowe rozwiązania

W systemach agregatów średniego napięcia stosuje się dwa rozwiązania:

• Agregaty z prądnicą średniego napięcia: prądnica wytwarza energię bezpośrednio na średnim napięciu. Agregat nie ma osobnego transformatora podwyższającego.
• Agregat niskiego napięcia + transformator podwyższający: stosuje się standardowy agregat 400 V, którego napięcie wyjściowe jest podnoszone transformatorem do średniego napięcia.

	Agregat z prądnicą SN	Agregat 400 V + transformator podwyższający
Wyjście agregatu	Bezpośrednio średnie napięcie	400 V, podnoszone transformatorem do SN
Transformator	Niepotrzebny	Wymagany transformator podwyższający
Dobór agregatu	Konfiguracja z prądnicą średniego napięcia	Dobór ze standardowych agregatów katalogowych
Zasilanie odbiorów 400 V	Wymagany osobny transformator obniżający	Odbiory 400 V można zasilać przed transformatorem
Odpowiednie projekty	Bardzo duża moc, zakłady z rozdziałem SN	Przyłączenie istniejących agregatów 400 V do SN, odbiory mieszane

Które rozwiązanie jest właściwe, ustala się na etapie projektowania na podstawie łącznej mocy, poziomu napięcia sieci, odległości rozdziału i istniejącej infrastruktury zakładu.

Dlaczego średnie napięcie?

Przy tej samej mocy wraz ze wzrostem napięcia maleje prąd. W praktyce daje to następujące efekty:

• Mniejsze straty: przy przesyle na duże odległości zmniejszają się spadki napięcia i straty cieplne.
• Cieńsze kable i szyny: zamiast wielu równoległych kabli i dużych szyn potrzebnych przy prądach rzędu tysięcy amperów na 400 V stosuje się mniejsze przekroje.
• Zgodność z infrastrukturą zakładu: w zakładach zasilanych średnim napięciem agregat przyłącza się do istniejącej sieci rozdzielczej SN; nie trzeba instalować osobnego agregatu przy każdej stacji transformatorowej.
• Praca równoległa: kilka agregatów może pracować równolegle na szynie średniego napięcia za pomocą szafy synchronizacji.

Praca synchroniczna na średnim napięciu

Duże zapotrzebowanie na moc najczęściej pokrywa nie jeden agregat, lecz kilka jednostek pracujących równolegle na szynie średniego napięcia. Sterowniki synchronizacji dopasowują napięcie, częstotliwość i kąt fazowy agregatów, przyłączają je do szyny i dzielą obciążenie. Przy wzroście obciążenia załącza się dodatkowy agregat, a przy spadku obciążenia agregat zostaje odłączony.

Takie rozwiązanie zapewnia jednocześnie redundancję: gdy jeden z agregatów jest w serwisie lub ulegnie awarii, pozostałe nadal zasilają odbiory krytyczne. Więcej o pracy równoległej piszemy w artykule praca synchroniczna agregatów.

Zabezpieczenia i eksploatacja

W układach średniego napięcia generator staje się częścią rozdzielczej sieci średniego napięcia zakładu. Dlatego układ zabezpieczeń rozpatruje się razem z istniejącymi zabezpieczeniami zakładu:

• Wyłącznik i przekaźniki zabezpieczeniowe: zabezpieczenia nadprądowe, ziemnozwarciowe i zwrotnomocowe nastawia się zgodnie z poziomem prądów zwarciowych zakładu.
• Uziemienie: sposób uziemienia punktu neutralnego generatora dobiera się do układu uziemienia średniego napięcia zakładu.
• Blokady: blokady między wyłącznikiem sieciowym a wyłącznikiem generatora projektuje się tak, aby wykluczyć błędne połączenia.
• Monitoring: stan pracy, alarmy i pomiary agregatów są nadzorowane z rozdzielnicy, a w razie potrzeby zdalnie.

Po uruchomieniu okresowa obsługa serwisowa i próby obciążeniowe utrzymują układ w gotowości do pracy w każdej chwili.

Jakie moce?

Agregaty do systemów średniego napięcia dobiera się spośród agregatów diesla dużej mocy z naszego katalogu. W katalogu agregaty do 1 100 kVA są oferowane w obudowie wyciszonej, a agregaty powyżej 1 100 kVA (1 250–4 125 kVA standby; z silnikami Baudouin, Cummins i Perkins) – w wersji kontenerowej.

Agregaty dużej mocy można przeglądać według mocy:

• Agregat 1000 kVA i agregat 1250 kVA
• Agregat 1500 kVA i agregat 2000 kVA
• Agregat 2500 kVA, agregat 3000 kVA i agregat 4000 kVA

Dla projektów wymagających dużej mocy z dwóch agregatów synchronicznych na jednej ramie zapraszamy także na stronę agregaty podwójne.

Zastosowania

• Duże zakłady przemysłowe i przedsiębiorstwa w strefach przemysłowych
• Centra danych i duże węzły telekomunikacyjne
• Kampusy szpitalne i uniwersyteckie
• Kopalnie i projekty energetyczne bez dostępu do sieci
• Centra handlowe i duże obiekty komercyjne zasilane średnim napięciem
• Instalacje kogeneracyjne

Etapy projektowania

1. Analiza potrzeb: określa się łączną moc, profil obciążenia, tryb pracy (standby lub prime) i odbiory krytyczne.
2. Wybór rozwiązania: wybiera się agregat z prądnicą SN lub agregat 400 V z transformatorem podwyższającym, liczbę agregatów i układ redundancji.
3. Rozdzielnica i zabezpieczenia: synchronizację, wyłączniki i zabezpieczenia projektuje się zgodnie z siecią rozdzielczą SN zakładu.
4. Miejsce instalacji: planuje się ustawienie agregatów w pomieszczeniu, obudowie lub kontenerze, układ paliwowy i wyprowadzenie spalin.
5. Testy i uruchomienie: każdy agregat przed wysyłką jest testowany w naszym zakładzie pod pełnym obciążeniem; na miejscu system jest uruchamiany po testach systemowych.

Informacje potrzebne do oferty

• Łączne zapotrzebowanie na moc i tryb pracy
• Poziom średniego napięcia i częstotliwość zakładu (50 Hz lub 60 Hz)
• Liczba agregatów i potrzeba pracy równoległej z siecią
• Odległość między agregatem a punktem rozdziału SN
• Miejsce instalacji i warunki na miejscu (temperatura otoczenia, wysokość n.p.m.)

Na podstawie tych informacji nasi inżynierowie przygotują odpowiednie rozwiązanie. Wyślij zapytanie ofertowe dla swojego projektu; w zakresie instalacji zapoznaj się z usługą montaż i uruchomienie, a na okres eksploatacji – z usługą serwis agregatów.