Rosnąca automatyzacja, rozwój technologii napędowych i obecność źródeł rozproszonych sprawiają, że obciążenie sieci energetycznej w zakładach przemysłowych staje się coraz bardziej dynamiczne i nierównomierne.
Zjawisko to nie tylko obniża jakość energii elektrycznej, ale prowadzi też do przeciążeń transformatorów, spadków napięć i awarii urządzeń.
W dobie Przemysłu 4.0 kluczem do niezawodności jest utrzymanie równowagi obciążenia i stabilności zasilania – a więc świadome zarządzanie energią w czasie rzeczywistym.
Czym jest obciążenie sieci i dlaczego rośnie w zakładach przemysłowych
Obciążenie sieci energetycznej to całkowita moc pobierana przez wszystkie urządzenia zasilane z danego systemu. W idealnym świecie obciążenie byłoby równomiernie rozłożone w czasie i pomiędzy fazami.
W praktyce jednak – w środowisku przemysłowym – występują ciągłe wahania, wynikające z charakteru pracy maszyn.
Na wzrost i niestabilność obciążenia wpływają m.in.:
- szerokie zastosowanie falowników, prostowników i napędów VFD,
- szybkie zmiany poboru mocy przez roboty, linie pakujące, prasy i wtryskarki,
- integracja źródeł OZE (np. fotowoltaiki), które zmieniają kierunek przepływu energii,
- stosowanie odbiorników nieliniowych.
W efekcie sieć pracuje pod zmiennym obciążeniem, które wpływa na stabilność napięcia, efektywność energetyczną i trwałość infrastruktury.
Skutki nierównomiernego obciążenia – spadki napięć, przeciążenia, awarie
Nierównomierne lub nadmierne obciążenie sieci prowadzi do szeregu negatywnych zjawisk:
- Spadki napięć – wzrost prądu obciążenia powoduje większy spadek napięcia na przewodach, co skutkuje błędami sterowania i niestabilną pracą napędów.
- Przeciążenie transformatorów i kabli – prowadzi do ich przegrzewania, skrócenia żywotności izolacji i ryzyka awarii.
- Asymetria faz – gdy jedna faza jest bardziej obciążona, powoduje nierównowagę napięciową i prądy wyrównawcze w przewodzie neutralnym.
- Pogorszenie jakości energii – pojawiają się wyższe harmoniczne i wahania napięcia.
- Spadek efektywności energetycznej – wzrost strat w przesyle i mniejsza sprawność urządzeń powodują wzrost kosztów energii.
To właśnie dlatego równoważenie obciążenia i stabilizacja napięcia stają się dziś kluczowymi elementami nowoczesnych strategii utrzymania ruchu.
Jak mierzyć i analizować obciążenie sieci
Zarządzanie obciążeniem nie jest możliwe bez rzetelnej diagnostyki.
Analiza sieci energetycznej pozwala:
- określić poziomy obciążenia w poszczególnych fazach,
- zidentyfikować momenty przeciążenia transformatora,
- ocenić wpływ odbiorników nieliniowych na poziom wyższych harmonicznych i współczynnik mocy,
- określić potencjał poprawy efektywności energetycznej.
Do tego celu wykorzystuje się analizatory jakości energii, które rejestrują:
- napięcie i prąd w każdej fazie,
- współczynnik mocy (cos φ i tg φ),
- wskaźniki THD (zniekształcenia harmoniczne),
- profile obciążenia w czasie (doba, tydzień, cykl produkcyjny).
Zespół Elsta Elektronika prowadzi kompleksowe pomiary i analizy obciążenia sieci, które stanowią podstawę do doboru odpowiednich rozwiązań kompensacyjnych i stabilizujących.
Technologie równoważenia i stabilizacji
W nowoczesnych zakładach przemysłowych tradycyjne środki, takie jak dławiki czy kompensatory pasywne, często nie wystarczają.
Dlatego coraz częściej wdraża się inteligentne układy energoelektroniczne, które reagują na zmiany obciążenia w czasie rzeczywistym.
Filtr aktywny APF-300 – równoważenie prądów fazowych
Filtr aktywny APF-300 marki Elsta Elektronika to zaawansowane urządzenie kompensacyjne, które:
- równoważy prądy fazowe w sieciach trójfazowych, 4-przewodowych,
- eliminuje wyższe harmoniczne prądu,
- kompensuje moc bierną (indukcyjną i pojemnościową),
- stabilizuje parametry zasilania..
Dzięki natychmiastowej analizie i generowaniu prądów kompensacyjnych, APF-300 utrzymuje równomierne obciążenie faz, ograniczając ryzyko asymetrii i przeciążeń.
To szczególnie istotne w zakładach, gdzie praca maszyn jest cykliczna lub dynamicznie zmieniająca się.
Kondycjoner KN-01 – stabilizacja napięcia i wyrównanie asymetrii
Kondycjoner napięcia KN-01 to urządzenie przeznaczone dla operatorów sieci dystrybucyjnej (OSD), które zapewnia
- stabilizację napięcia w określonych granicach,
- symetryzację napięć fazowych,
- ochronę odbiorników przed zapadami i wahaniami napięcia,
- zmniejszenie liczby wyłączeń przydomowych instalacji PV.
Jak Elsta Elektronika POWER QUALITY TECHNOLOGY wspiera efektywność energetyczną
Technologia POWER QUALITY TECHNOLOGY, opracowana przez Elsta Elektronika, łączy:
- filtrację wyższych harmonicznych prądu,
- kompensację mocy biernej,
- równoważenie obciążenia faz,
- stabilizację napięcia,
- oraz monitoring jakości energii w jednym, zintegrowanym systemie.
Dzięki temu przedsiębiorstwa mogą:
- poprawić efektywność energetyczną,
- obniżyć koszty energii poprzez eliminację opłat za moc bierną,
- zwiększyć niezawodność zasilania i ograniczyć liczbę awarii,
- a operatorzy OSD – utrzymać zgodność parametrów napięcia zasilania z normą EN 50160.
System Elsta POWER QUALITY TECHNOLOGY to nie tylko urządzenia – to cała filozofia zarządzania energią elektryczną w sposób inteligentny, precyzyjny i ekonomiczny.
