Elektrika.cz, reportážní portál instalační elektrotechniky, vyhlášky, schémata zapojení .

KORONAVIRUS a ...

Poslechněte si ve zprávách v krytí IP 007 aktuální stav omezení v oblasti ...

ILPC 2020: Záznam ...

Jan Hájek hovořil o ochraně před bleskem a přepětím. Kapitoly jeho ...
 
Oddíly
reklama
Bleskovky
29.03.2020 TIP na infrapasivní snímače s bluetooth. Nové snímače přítomnosti se pyšní moderním designem a např. možností ovládání přes Bluetooth. Kromě standardních výstupů s relé a s polovodičem je k dispozici i varianta pro ovládání předřadníků DALI. Nový průmyslový snímač pohybu najde využití v halách, skladech nebo nakládacích rampách. Montážní výška může být 10 až ...
28.03.2020 IP007: Ochrana jímače před bleskem. Má smysl chránit jímač před úderem blesku. Je to chyba nadpisu nebo záměr? Má vůbec smysl něco, co je jímačem před bleskem chránit? To jsou otázky, na kterými se v živém vysílání K2K diskutovalo s Janem Hájkem. V tomto audio podcastu si můžete vše poslechnout znovu. Buď ..
28.03.2020 FYI: Koncepce osvětlení hlavního autobusového nádraží v Gelsenkirchenu využívá technologii TRIdonic LED pro výrazný iluminující efekt. Futuristické a funkční: přizpůsobená technologie LED od společnosti Tridonic dělá z přepracované centrální autobusové stanice v Gelsenkirchenu atraktivní ...
27.03.2020 Milióntý kus elektromobilu Tesla sjel z výrobní linky. Elon Musk přišel na Twitteru se zajímavou zprávou a to, že automobilka vyrobila již milion vozů. Tím pomyslným milníkem se stal červený kompaktní SUV model Y. Z montážní linky sjel asi 17 let po založení společnosti v Silicon Valley a 12 let od vyrobení svého prvního modelu Roadster. V roce 2020 chce Elon Musk vyrobit 500 tisíc elektromobilů, a tak je ...
26.03.2020 HANNOVER MESSE 2020 oficiálně zrušen! Vzhledem k nepříznivému vývoji pandemie Covid-19 nelze letošní ročník uspořádat. Region Hannover vydal vyhlášku, která zakazuje pořádání tohoto předního světového veletrhu pro průmysl a technologie. Od této chvíle až do příštího ročníku HANNOVER MESSE v dubnu 2021 bude hlavní informační platformou síťová konektivita internetu. Jak se tohoto nástroje ujmou ...
25.03.2020 IP007# (KORONAVIRUS) O rouškách a nanovláknech nyní s Jiřím Kůsem! Jiří Kůs popisuje rozdíly mezi rouškami a respirátory, jejich třídy a jak by mohly nanovlákna pomoci s bojem proti koronaviru. Například jako výměnný filtr z nanovláken, který lze použít u doma vyrobených ...
Za které tři funkce rádi zaplatíte korunu denně?
Za které tři funkce rádi zaplatíte korunu denně?
Původní nestříhaný záznam
Výběr toho podstatného
Stopáž záznamu
Audioverze - podcast
Textový přepis záznamu
Souvislosti záznamu
Diskutovat k záznamu
Výsledky budou zveřejněny později

[ Výsledky | Hlasování ]
Hlasů : 152
Bazar
Poptávka, koupím ...
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Nabídka, prodám ....
Osobní nástroje

Řešení rozvaděčů pro energetické systémy s garantovanou spolehlivostí


Document Actions
Řešení rozvaděčů pro energetické systémy s garantovanou spolehlivostí
Rozvaděč je elektrické zařízení, které vykonává řadu jednoduchých i složitějších operací a je složeno z mnoha součástek: od řadových svorek až po inteligentní přístroje obsahující vlastní procesory. Provést rozbor funkce takového zařízení znamená provést exaktní stavovou analýzu, zahrnující všechny možné stavy kontaktních prvků a také popsat spolehlivost všech prvků s ohledem na jejich okamžité výkonové zatížení. Více se dočtete zde ...
Komerční sdělení, ze dne: 30.08.2011
reklama

 

Obecně známé principiální schéma energocentra (obr. 1), ale i jiných technologií, kde dochází k výrobě či spotřebě elektrické energie, se může případ od případu lišit, ale jedno je vždy společné: záhadná skříňka s názvem "rozvaděč".

Rozvaděč je elektrické zařízení, které vykonává řadu jednoduchých i složitějších operací a je složeno z mnoha součástek: od řadových svorek až po inteligentní přístroje obsahující vlastní procesory. Provést rozbor funkce takového zařízení znamená provést exaktní stavovou analýzu, zahrnující všechny možné stavy kontaktních prvků a také popsat spolehlivost všech prvků s ohledem na jejich okamžité výkonové zatížení. Hledisek, které by bylo třeba vzít do úvahy při řešení spolehlivosti je více a vše se dále navyšuje počtem prvků v rozvaděči.

Zkušenosti ukazují, že kritickým místem rozvaděčů z hlediska provozní spolehlivosti jsou výkonové kontaktní prvky a také komponenty, využívající interní procesorové jednotky.Pro ilustraci je na obr. 2 uvedena závislost počtu možných provozních stavů u hypotetického rozvaděče, obsahujícího pouze kontaktní prvky.

Vidíme, že počet možných provozních stavů narůstá do velkých hodnot již při tak relativně malém počtu prvků (např. stykačů nebo relé). Ve skutečnosti je situace poněkud příznivější – řada provozních stavů v praxi nemůže nastat, nebo pro posuzování spolehlivosti nemají zásadní vliv. Z praxe při hodnocení provozní spolehlivosti řídicích rozvaděčů energocenter NZ2® je známo, že skutečně reálných provozních stavů je jen asi 50% z teoretické hodnoty, ukázané na obr. 2. Přesto je provozní spolehlivost kontaktních prvků (zejména těch výkonových) v rozvaděčích klíčová pro hodnocení celého rozvaděče.

Na tomto místě je třeba uvést, že (na rozdíl od jiných součástek v rozvaděčích), výrobci kontaktních prvků uvádí většinu údajů, nutných pro posuzování spolehlivosti, ve svých katalozích. Jedná se především o garantovaný počet provozních cyklů (který je jakousi analogií Střední doby mezi poruchami (MTBF), ale pro naše účely s daleko větší vypovídací schopností), který je udáván většinou ve formě grafů v závislosti na velikosti a charakteru vypínaného proudu, případně na teplotě. Spolehlivost kontaktních prvků při spolehlivostní analýze modelujeme (tak jako většinu elektrotechnických součástek) pomocí exponenciálního rozdělení.

Pak je pravděpodobnost přepnutí dána vztahem:

Obecná teorie spolehlivosti nezná termín "počet pracovních cyklů součástky". Při výpočtu spolehlivosti proto musíme vždy znát frekvenci spínání kontaktního prvku, abychom dokázali jeho spolehlivost popsat v čase. To většinou není problém (například při hodnocení záložního energocentra stačí znát průměrnou frekvenci výpadků v síti a ta bude odpovídat frekvenci přepínání stykačů v záskokovém rozvaděči).

Selhání (neuskutečnění přepnutí) znamená vždy ztrátu napětí na zátěži. Z tohoto pohledu je výběr a správné dimenzování kontaktních prvků klíčovou úlohou projektanta rozvaděče.

Při vývoji energocenter NZ2® bylo posuzováno použití výkonových kontaktních prvků (jističů, stykačů) od čtyř různých výrobců. V rámci objektivity nebudou v dalším textu uváděna jména výrobců, ale značky výrobců kontaktních prvků budou uváděny pod čísly 1 – 4.  Poté byla provedena spolehlivostní analýza celého energocentra.

Tabulka 1 uvádí spolehlivostní parametry kontaktních prvků pro různé výkony energocenter NZ2®.


Tabulka 1
Pro větší náhled kliknout!


Tabulka 2
Pro větší náhled kliknout!

Tyto parametry pak byly použity jako vstupy pro software PZ-IN, který se používá pro analýzu provozní spolehlivosti energocenter. Byly vypočteny parametry R(14) a R(365) (body pravděpodobnostní funkce pro čas=2 týdny a jeden rok) a dále dostupnost systému A.Výsledky výpočtů jsou v Tabulce 2.

Dalším prvkem elektrických rozvaděčů, jehož vliv na spolehlivost je často podceňován, je řídicí počítačový systém (řídicí jednotka, PLC). Tento prvek vstoupil do konstrukce rozvaděčů asi před dvaceti lety a dnes si prakticky žádné elektrické zařízení nedovedeme představit bez této "chytré krabičky".

Z hlediska spolehlivosti dělíme řídicí jednotku na hardwarovou a softwarovou část a jejich spolehlivosti se modelují odděleně.

Poruchy hardwarové části se opět modelují pomocí exponenciálního rozdělení s parametrem λHW. Vzhledem k tomu, že PLC je v provozu neustále, nemusíme rozlišovat spolehlivost v zátěži, resp. v záloze, jako je tomu např. u spolehlivosti elektrocentrály.

Softwarovou část PLC modelujeme tím, že ke každé akci, která vyžaduje činnost řídicího systému (např. přepnutí zátěže ze sítě na elektrocentrálu) přiřadíme pravděpodobnost, která určuje, že software úspěšně vykoná danou akci. I tato pravděpodobnost má exponenciální rozdělení s parametrem λSW. Při chybě softwaru se řídicí systém automaticky restartuje, což modelujeme jako proces opravy (opět s exponenciálním rozdělením) s parametrem μSW .

Systém je navržen tak, že při výpadku hardwarové části PLC, případně při chybné akci programu, dojde vždy k přepnutí zátěže na elektrocentrálu. I při selhání PLC nedojde tedy ke ztrátě napětí na zátěži. Pokud by ale došlo k poruše PLC a současně i k poruše elektrocentrály nebo výkonových přepínačů, dojde ke ztrátě napětí na zátěži.

Zkušenosti ukazují, že nejčastějším zdrojem problémů s funkcí PLC není samotný procesor, ale jeho pomocné obvody, především čidla a napájecí zdroje. U energocenter instalovaných v budovách kritické infrastruktury je pro napájení PLC použito až 5 zdrojů (běžné napájení ze dvou zdrojů připojených na síť, napájení ze startovací baterie elektrocentrály a ještě napájení ze dvou nezávislých akumulátorů.

Velmi aktuální je dnes problematika decentralizované výroby elektrické energie. Při stále vyšším riziku plošného výpadku (blackoutu) je tato problematika řešena nejen technicky, ale i z pohledu fungování státu jako společensko-ekonomické komunity. V České republice se touto problematikou nejvíce zabývá Ministerstvo průmyslu a obchodu, a také vedení Hasičského záchranného sboru ČR (v gesci Ministerstva vnitra). V obou případech jde o zachování provozu objektů kritické infrastruktury při mimořádných událostech.

Tento "katastrofický" pohled na problematiku decentralizované výroby elektrické a tepelné energie dostává v poslední době další rozměr: budování tzv. Smart regionů, tj. městských aglomerací včetně sousedních regionů, které budou v určité míře nezávislé na centrální dodávce elektrické a tepelné energie.

V případě energetických zdrojů vyrábějících elektrickou i tepelnou energii (někdy nazývané Kogenerační jednotky) plní rozvaděč obdobné funkce, a kromě toho plní i další úlohy, související především s výrobou tepla. Z elektrotechnického hlediska se jedná především o vyšší počet čidel a převodníků neelektrických veličin (teplota, tlak, průtok, ...), což znamená také vyšší počet pomocných zařízení (zdrojů) pro tato čidla a převodníky. V neposlední řadě tato zařízení vykazují vyšší stupeň automatizace provozu (v řadě případů se jedná o bezobslužná zařízení). Pro tyto rozvaděče platí tedy všechny poznatky, uvedené u rozvaděčů pro energocentra.

Vzhledem k složitější technologii může nastat více praktických provozních stavů a odhad 50% teoretické hodnoty uvedený pro rozvaděče energocenter, je potřeba navýšit na hodnotu až 75%.


Obr. 3 V popředí rozvaděč pro řízení dvoupalivového systému,
v pozadí je pak standardní rozvaděč pro záskok a řízení kogenerační jednotky.

Nejmodernější verze těchto zdrojů jsou schopny spalovat různé druhy paliva, včetně jejich kombinací. Největší perspektivy v tomto směru má dieselový agregát upravený pro spalování směsi nafta-zemní plyn. Tento zdroj má příznivou výrobní cenu el. energie (díky použití zemního plynu), ale současně si zachovává příznivé dynamické vlastnosti dieselového motoru, který na rozdíl od čistě plynového soustrojí snese i prudké změny zátěže. Rozvaděč pro řízení takového zdroje vyhodnocuje např. teploty v jednotlivých válcích motoru a řídí jednotlivé vstřikovací trysky.


Obr.4 Detail obou rozvaděčů.

Karel Kuchta

Tato přednáška je součástí sborníku přednášek č.45

  Cena sborníku je 350,-Kč, pro členy Clusteru 300,-Kč. K ceně sborníku bude připočten expediční poplatek 130,-Kč (zahrnuje poštovné i balné!)

Pokud máte o sborník zájem, můžete si ho objednat níže uvedeným formulářem!

 

 
 

 

Diskutující k tomuto článku

   (počet diskutujících: 1)
TEXT Z OBLASTÍ SOUVISEJÍCÍ KONTAKT
LPE s.r.o.
Zaslání vizitky
Zobrazit záznam v adresáři


FIREMNÍ TIPY
Jak se architekt dozví, co má po projektantovi chtít? Ne všechny technické podklady mohou být vhodné pro další profese, které se v technickém řetězci objevují. Ne nadarmo se někteří výrobci objevují na událostech určené pro koncové spotřebitele, respektive architekti. Holt, obal prodává ... a obal by měl navrhnout také odborník, slýcháváme z mnoha stran. Technici pak vyžadují při projektování a instalaci osoby znalé. Tento popisovaný technický sešit je velice dobrý, jako podklad pro zadavatele!
V následujícím záznamu Leoš Blažek popisuje svou představu o digitalizačním procesu ve společnosti RITTAL. Vysvětluje, proč je tento proces klíčový. Digitalizace není pouze o možnosti sdílení dat, ale také o možnosti využití různých softwarových aplikací. Ty uživatel ocení zejména v případě různých specifických úprav nakupovaných produktů. Tím se logicky zkracuje zadávací proces a i v takové malé výseči přináší digitalizace přidanou hodnotu. V dalších návaznostech se pak využívá již jednou použitých dat pro další plánování výroby a přichází další úspory ...
ABB přispívá k Digitální transformaci (nejen) českého průmyslu. ABB totiž není zdaleka pouze dodavatelem robotů, byť je to jedna z domén. ABB, jako jeden z technologických leaderů je globálně unikátní v rozsahu svého portfolia. Pro průmyslové podniky jsme schopni dodat vše počínaje elektrifikací, automatizací, pohony nebo právě robotizaci. To co je však zcela zásadní je technologické propojení jednotlivých řešení pomocí platformy ABB Ability. Jedněmi z témat, které bych určitě rád zmínil specificky jsou nástroj pro řízení výrobních procesů ABB Ability Manufacturing Operations Management a sw řešení pro prediktivní údržbu, využívající umělé inteligence ABB Ability Ellipse, říká v tomto rozhovoru David Řehoř ...
Na vývoj elektromobility lze pohlížet z mnoha úhlů. Někdo řeší finanční úspory, ekologii, technologii, funkčnost, komfort. Jiní chtějí být jen IN. Techniky zajímá spíše zákulisí, jak vše funguje nebo naopak nefunguje. Pro toho, kdo chce být v nějakém přibližném obraze o stavu energetického novotvaru, je důležité sledovat co nejvíce relevantních zdrojů informací. Přednáška Romana Portužáka (Siemens) o elektromobilitě k rozšíření povědomí o rozvoji elektromobilních technologií pohledem koncernových specialistů ...
DALŠÍ FIREMNÍ ODKAZY
V současné době platí povinnost nechat certifikovat každý rozvaděč, ať už se jedná o malou rozvodnici s jedním modulem nebo velký průmyslový rozvaděč. Neustálým bodem diskuzí mezi odbornou veřejností je pak spor o této povinnosti u malých domovních rozvaděčů, které se prakticky skládají z již certifikovaných komponentů. Přeptali jsme se tedy přímo konkrétních řemeslníků, jaký je jejich názor ...
Znáte společnost HENNLICH INDUSTRIETECHNIK? V tomto článku máme zaostřeno na jejich divizi LIN-TECH, zabývající se produkty pro průmyslové stroje a zařízení, konkrétně na sortiment energetických řetězů IGUS a vysoce flexibilních kabelů CHAINFLEX ...
Zajímavé záznamové zařízení představila na brněnském strojírenském veletrhu 2010 společnost TR instruments. Pokud exportujete své zboží a zajímá vás, jak bylo po čas transportu se zbožím zacházeno, máte možnost využít speciálního záznamníku.
Univerzálnost a efektivnost, spolu s velmi kompaktním provedením jsou hlavními přednostmi nového programovatelného mikro-PLC Simatic S7-1200 od společnosti Siemens, který lze využít pro široké spektrum aplikací. Čím se odlišuje od předchozích modelů a co nového dokáže nabídnout?
Terminolog
Vyhledávání
Hledaný text zadávejte prosím s diakritikou



Panacek
Autor článku
reklama
Tiráž

Neomezený náklad pro česky a slovensky hovořící elektrotechnickou inteligenci.

ISSN 1212-9933