Szigetelt egyenáramú villamosrendszerek
A villamos energetikában gyakran alkalmazunk egyenáramú rendszereket. Például a nagyfeszültségű transzformátor alállomások és erőművi blokkok készülékeinek tápellátása 220 Vdc egyenáramú rendszerekkel történik, melyek energiaforrásai akkumulátor telepekből állnak. A mai korszerű, elektromos meghajtású autók és akkumulátoros energiatárolók energiaforrása is nagy kapacitású lítiumion akkumulátorokkal történik. A fotovoltaikus naperőművek sztringjei, amiket a napelem panelek, villamos sorba kötésével állítunk elő szintén egyenáramú rendszerek.
Az egyenáramú rendszerek nagy része – mint például a fotovoltaikus naperőművek is – szigetelt, ami azt jelenti, hogy a „+” és „-” pólusok a földtől, illetve a készülékek fémházaitól szigetelve, galvanikusan független működnek. Ennek nagy előnye, hogy egy esetleges egypólusú földzárlat alkalmával a rendszer tovább működhet, tehát nagyobb a rendelkezésre állása, mint a földelt rendszereké. Ezt az előnyt azonban csak akkor lehet kihasználni, ha a keletkező földzárlatot érzékelni tudjuk és a hibát minél rövidebb időn belül kijavítjuk. A hibajavítást akkor tudjuk elkezdeni, ha azt behatároltuk és meghatároztuk a hiba helyét.
Az egyenáramú rendszerek földzárlatainak érzékelésére és a hibahely behatárolására fejlesztette ki az INFOWARE az EFL (Earth Fault Location) rendszerét. Ennek sajátosságait mutatjuk be ebben a cikkben.
Az IWE EFL MU01 telepített rendszer működése
A rendszer elvi felépítését és a DC hálózatban való elhelyezkedését az 1. ábra mutatja. A 2. ábrán a készülék fotója látható.
A műszer feladata a földpotenciáltól galvanikusan leválasztott DC hálózat Rp+, Rp-, Cp+, Cp- földelési ellenállás és kapacitás paramétereinek észrevétele és nagyságuk meghatározása. A műszer változtatható belső ellenállású generátorral tud áramot injektálni a DC hálózat pozitív vagy negatív pólusa és a védőföld közé.
Az injektált feszültség és áram megmérésével, valamint a generátor belső ellenállásának ismeretében a földzárlati értékeket a készülék meghatározza. A telepített verziójú készülék azon felül, hogy megállapítja a földzárlat nagyságát és a hálózati kapacitás mértékét, megtalálja a hibás földzárlatos leágazást is, azaz hiba lokalizálást is végez.
A lokalizálás külső készülékek rendszerbe iktatásával érhető el. Ebben az esetben a telepített földzárlat érzékelő injektáló áramot hajt a földzárlati helyen keresztül, amit a külső leágazás figyelő IWE EFL 1601-es készülékek képesek megmérni és kommunikációs úton továbbítani a telepített készülék számára.
A telepített készülék ezen kívül rendelkezik digitális kimeneti és bemeneti kontaktusokkal is a további magasabb szintű funkciók megvalósítására.
1. ábra Az IWE EFL MU01 telepített készülék felépítés és DC hálózatba illesztése
2. ábra Az IWE EFL MU01 telepített készülék
Az IWE EFL MUC01 hordozható készülék működése
A hordozható készülék működése hasonló, mint a telepített készüléké, de üzemszerűen portábilis kivitelben készül, belső energiaellátása pedig akkumulátorról történik. Ennek megfelelően a hordozható érzékelő segítségével kézi módszerrel a DC hálózati kábelek mentén végezve a vizsgálatot, a zárlati hiba helyét pontosan meg tudjuk határozni.
A készülék DC hálózatba illesztését a 3. ábra, fényképét pedig a 4. ábra mutatja.
3. ábra Az EFL MUC01 hordozható készülék illesztése a DC hálózatba
4. ábra Az EFL MUC01 hordozható készülék fényképe
Összefoglalás
Az itt bemutatott rendszer alkalmas a nagy kiterjedésű, nagy elektromos kapacitással és szigetelési ellenállással rendelkező hálózatokban való alkalmazásra, mint amilyenek a nagy erőművi blokkok és a nagyfeszültségű villamos alállomások DC sajátenergia-ellátó, vagy a fotovoltaikus naperőművek DC oldali rendszerei. Az EFL rendszer már több nagy erőművi blokkban évek óta megbízhatóan üzemel.
Szigetszentmiklós, 2022. december 15.
Készítette: Kertész Sándor, INFOWARE Zrt.
