Systemy kontroli i sterowania w sieciach elektroenergetycznych
110
Zwykle instaluje się je razem z rozłącznikami sekcjonującymi, tzw. sek-
cjonalizerami (z ang.
sectionalizers
), czyli urządzeniami automatycz-
nie izolującymi uszkodzony odcinek sieci. Nie mają one wyłączników
i nie są w stanie przerywać prądów zwarciowych. Dlatego też zazwy-
czaj jeden reklozer jest montowany z kilkoma rozłącznikami sekcjo-
nującymi. Rozwiązanie to instaluje się w węzłach, w których schodzi
się kilka odcinków sieci. W przypadku wystąpienia trwałego zwarcia
w jednym z nich, tylko on zostaje odłączony. Reklozer mocuje się od
strony systemu elektroenergetycznego, czyli od miejsca dostarczania
energii elektrycznej, natomiast rozłączniki sekcjonujące – poniżej.
Ostatnio coraz częściej w sieci instaluje się modele sterowane zdalnie –
za pośrednictwem drogi radiowej.
x x x
Bilansowanie mocy
W systemie elektroenergetycznym konieczne jest zapewnienie bilansu
mocy. Ilość energii pobieranej przez odbiorców, powiększona o wystę-
pujące straty przesyłowe i eksport energii elektrycznej do innych
systemów, musi być taka sama, jak ilość generowanej i dostarcza-
nej z sąsiednich systemów elektroenergetycznych. Parametrem, który
wskazuje na występowanie niezbilansowania mocy jest częstotliwość –
przy nadmiarze wygenerowanej energii jej wartość wzrasta, natomiast
w przypadku deficytu – maleje. W systemach stosuje się zabezpiecze-
nia jedynie przed spadkiem częstotliwości (automatyka samoczynnego
częstotliwościowego odciążania (SCO)), ponieważ w razie jej wzrostu
można wprowadzić dość proste rozwiązania techniczne – odłączyć
niektóre bloki lub jednostki wytwórcze od sieci bądź ograniczyć gene-
rowaną moc.
Przy spadku częstotliwości działania operatora systemu przesyło-
wego polegają na wydawaniu dyspozycji do zwiększenia poziomu
mocy generowanej przez elektrownie. Jednak nie można tego robić
w nieskończoność – gdy wszystkie elektrownie pracują na najwyż-
szym poziomie, a w systemie nadal występuje spadek częstotliwości,
konieczne staje się ograniczenie poboru mocy. Sprowadza się to
do tego, że niektórzy z odbiorców nie otrzymają takiej ilości energii
elektrycznej, jakiej potrzebują i to niezależnie od tego, ile będą
w stanie za nią zapłacić lub jak bardzo byłaby potrzebna.
x x x
Utrzymanie wartości napięć i kontrola mocy biernej
Jednym z parametrów, które w sieciach elektroenergetycznych muszą
być kontrolowane, jest wartość napięcia (a dokładnie moduł napię-
cia). Podłączanie odbiorników o różnych charakterach poboru mocy
powoduje powstawanie określonych zjawisk. Jednym z nich jest
zmiana wartości napięcia w różnych węzłach sieci. W najprostszym
ujęciu podłączanie urządzeń większej mocy czynnej przyczynia się
do zmniejszenia wartości napięcia. Podobny skutek powoduje
wyższy pobór mocy biernej (stosowanie odbiorników o charakterze
indukcyjnym). Przyjęto, że w sieciach dystrybucyjnych dopuszczalne
są odchylenia (wolne zmiany) wartości napięcia w granicach
±10% U
n
. Określone jest to w normie PN-EN 50160:2010 „Para-
metry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroener-
getycznych”. Wartości tych parametrów zostały również wyszcze-
gólnione w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 4 maja
2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania
systemu elektroenergetycznego.
Sieć zbudowana jest z różnych elementów o określonych parame-
trach elektrycznych. Linie i transformatory wykonane są z elektrycz-
nych przewodów, więc mają zarówno rezystancję, jak i reaktancję.
Ponadto linie elektroenergetyczne składają się z przewodów oddzie-
lonych powietrzem, więc zbudowane są jak wielki kondensator
i dlatego, oprócz przepływu mocy czynnej, powstaje w nich również
moc bierna.
Występowanie tej ostatniej jest niekorzystne z kilku powodów:
• ogranicza przepustowość (zdolności przesyłowe, które określane są
dopuszczalną wartością skuteczną płynącego prądu lub poziomem
mocy pozornej) istniejących elementów sieciowych, ponieważ zwięk-
sza wartość prądu płynącego przez dany element,
• zmniejsza zdolność generowania mocy czynnej, gdyż część
wytworzonej mocy jest zużywana na indukowanie zmiennego pola
magnetycznego, a część zostaje zgromadzona jako ładunek
elektryczny w liniach podczas jednego półokresu sinusoidalnej
zmiany napięcia,
• jej przepływ powoduje zmniejszenie wartości napięcia oraz powsta-
wanie dodatkowych strat energii.
Jeżeli zatem nie będzie podejmowało się działań zmierzających do
ograniczenia przepływu (pulsacji) mocy biernej, to zajdzie konieczność
instalowania urządzeń o większej przepustowości (większej mocy zna-
mionowej). Ponadto duża część wygenerowanej energii będzie tra-
cona w wyniku przepływu energii biernej. Obecnie dąży się do tego,
aby w miarę możliwości kompensować moc bierną na tym poziomie
napięcia, na którym jest ona pobierana lub generowana. Dlatego
też stosuje się określone wytyczne zawarte w taryfie dystrybucyjnej,
dotyczące wymaganego stosunku ilości pobieranej mocy biernej
do czynnej.
fot. Thinkstock
Fot. 1. Reklozer
Centralny system automatycznej regulacji częstotliwości i mocy
wykorzystywany jest przez operatora systemu przesyłowego do
prowadzenia wymiany międzysystemowej pomiędzy KSE a pozo-
stałą częścią systemu synchronicznego kontynentalnej Europy.
Proces ten zachodzi poprzez automatyczną aktywację na jednost-
kach wytwórczych współpracujących z regulatorem centralnym
mocy w ramach regulacji wtórnej lub trójnej [1].
