Badania typu urządzeń elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej

fot. 1. Sterownik polowy e2 TANGO

Zaawansowane technicznie i tak ważne w energetyce urządzenia jak sterowniki zabezpieczeniowe, są stosowane do realizacji automatyk zabezpieczeniowych w strategicznych obiektach elektroenergetycznych, co narzuca stosowanie rozwiązań: sprawdzonych, przebadanych i dopuszczonych do eksploatacji.

Firma Elektrometal Energetyka jest producentem sterowników zabezpieczeniowych typu e²TANGO, służących do ochrony pól rozdzielczych średnich napięć, realizujących funkcje: zabezpieczeniowe, pomiarowe, sterownicze i rejestracyjne.

Po przeprowadzeniu całego cyklu badań sterowników e²TANGO (fot. 1) na zgodność z najnowszą normą PN-EN 60255-1 Przekaźniki pomiarowe i urządzenia zabezpieczeniowe, w artykule przedstawiono nasze spojrzenie na ten temat. Wspomniana norma określa wszystkie najważniejsze wymagania dla elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (EAZ).

Cyfrowy zespół zabezpieczeń jest urządzeniem służącym m.in. do realizacji algorytmów zabezpieczeniowych i automatyk dla ochrony pola rozdzielczego. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z 13 sierpnia 2007 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla sprzętu elektrycznego, producent takiego urządzenia zobligowany jest do wykonania badań typu zgodnie z normami PN-EN 60255. Dopiero na podstawie wykonanych badań można wystawić Deklarację Zgodności oraz oznaczyć wyrób znakiem CE. Coraz częściej użytkownicy urządzeń elektroenergetycznych wymagają potwierdzenia spełnienia wysokich standardów - nie tylko przez przedłożenie deklaracji zgodności, ale również certyfikatu zgodności wydanego przez niezależne jednostki badawcze i laboratoryjne.

Z doświadczeń rynkowych wynika, że najistotniejsze dla przekaźników zabezpieczeniowych są testy w zakresie zakłóceń elektromagnetycznych (EMC). Dlatego położyliśmy szczególny nacisk na ten obszar badań. Aby zapewnić wysoką odporność i niezawodność produktu, zabezpieczenie e²TANGO zostało sprawdzone pod względem odporności na wyższy (nawet o 100%) poziom zaburzeń niż wymagany. Na przykład wymaga się, aby poziom odporności na serie szybkich elektrycznych stanów przejściowych (BURST rys. 1) oraz odporność na udary (SURGE) wynosił 2 kV (strefa B typowy poziom zaburzeń wg PN-EN 60255-26). Zespół zabezpieczeń e²TANGO spełnia wspomniane wymagania na poziomie 4 kV (strefa A - podwyższony poziom zaburzeń ww. normy).

Rys. 1. Przebiegi zakłóceniowe BURST (IEC 61000-4-4)

Norma PN-EN 60255 Przekaźniki pomiarowe i urządzenia zabezpieczeniowe w części I: Wymagania wspólne zawiera zestaw badań, którym należy poddać aparaturę EAZ. Należą do nich:

• testy funkcjonalne i pomiarowe - seria PN-EN 60255-100,
• badania bezpieczeństwa - PN-EN 60255-27:
  - stopień IP,
  - napięcie udarowe,
  - wytrzymałość elektryczna,
  - rezystancja izolacji,
  - rezystancja połączeń ochronnych,
• badania środowiskowe elektryczne - PN-EN 60255-27:
  - przeciążenia termiczne krótkotrwałe.
  - przekaźniki wyjściowe, prąd podczas zamykania zestyków i prąd ciągły,
• badania środowiskowe - PN-EN 60255-27:
  - atmosfera sucha gorąca - warunki pracy,
  - atmosfera zimna - warunki pracy,
  - atmosfera sucha gorąca - w maksymalnej temperaturze magazynowania,
  - atmosfera zimna - w minimalnej temperaturze magazynowania,
  - atmosfera wilgotna gorąca,
• badania mechaniczne - seria PN-EN 60255-21:
  - wibracje,
  - udary pojedyncze,
  - udary wielokrotne,
• kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) - PN-EN 60255-26:
  - emisja radiowa,
  - emisja przewodzona,
  - ESD,
  - odporność na pola o częstotliwości sieci zasilającej, odporność na zakłócenia przewodzone indukowane przez pola 0 częstotliwości radiowej (przemiatanie częstotliwości, częstotliwości punktowe),
  - odporność na serie szybkich elektrycznych stanów przejściowych (BURST),
  - odporność na udary (SURGE),
  - odporność na zapady i zaniki napięcia,}
  - odporność na pola o częstotliwości radiowej (przemiatanie częstotliwości, częstotliwości punktowe),
  - odporność na tłumione przebiegi oscylacyjne,
  - składowa zmienna w zasilaniu stałym,
  - stopniowe wyłączenie/włączenie (dla zasilania d.c.),
  - odporność na napięcie o częstotliwość zasilania na we/wy. 

Badania i certyfikacja przeprowadzona przez niezależne i renomowane jednostki badawcze jest korzystna dla użytkowników - daje komfort, że nie pominięto żadnych badań i prób oraz że spełnione są najnowsze normy i wymagania dla tak ważnych urządzań jak sterowniki EAZ. Certyfikat potwierdza, że w sytuacji wystąpienia niekorzystnych okoliczności sterowniki nie będą źródłem problemów i zagrożeniem dla użytkownika.

Podsumowanie

Zapewnienie bezpieczeństwa użytkowników urządzeń EAZ i bezawaryjności systemu stanowiło priorytet firmy Elektrometal Energetyka przy projektowaniu i badaniach sterownika e²TANGO, co zostało potwierdzone wydaniem przez Instytut Energetyki certyfikatu nr 005/2015 (rys. 2), poświadczającego pełną zgodność urządzenia z normą PN-EN 60255-1:2010 oraz informującego o przebadaniu sterownika i dopuszczeniu go do stosowania w energetyce.

Rys. 2. Certyfikat Instytutu Energetyki dla e²TANGO