Urządzenia energoelektroniczne

(aktualizacja 28.07.2008 r.)

Spis tresci:

1. Rodzaje i zastosowanie
2. Budowa, elementy składowe i charakterystyki
3. Zabezpieczenia
4. Wpływ urządzeń na sieć zasilającą
5. Ochrona przeciwporażeniowa
6. Zasady eksploatacji

1. Rodzaje i zastosowania urządzeń energoelektronicznych

Urządzenia energoelektroniczne służą do przekształcania energii elektrycznej i sterowania jej przepływem. Charakteryzują się wysoką sprawnością energetyczną oraz możliwością niemal dowolnego kształtowania postaci energii elektrycznej dla potrzeb różnego rodzaju odbiorników.

Zakres zastosowania urządzeń i elementów energoelektronicznych jest bardzo szeroki i ulega ciągłemu rozszerzaniu. Obejmuje praktycznie większość dziedzin elektroniki i elektroniki w przemyśle, gospodarce komunalnej oraz w urządzeniach elektrycznych powszechnego użytku. Przemiany energii elektrycznej realizowane przez urządzenia energoelektroniczne są różnorodne i dotyczą przekształtników o mocy od kilkudziesięciu watów do dziesiątków, a nawet setek megawatów. Szacuje się, że na dzień dzisiejszy w kraju ok. 20÷30% energii [20] jest przetwarzanej za pośrednictwem różnego rodzaju przekształtników.

W ogólnym przypadku przekształtnik energoelektroniczny można określić jako układ przekazujący energię elektryczną między dwoma obwodami, w których może występować różna częstotliwość oraz różne poziomy napięć i prądów.

Jednym z podstawowych kryteriów podziału układów przekształtnikowych jest rodzaj przetwarzania energii elektrycznej. Kierując się tym kryterium, można wyróżnić następujące grupy przekształtników energoelektronicznych:

a) prostowniki – służące do przekształcania energii prądu przemiennego w energię prądu stałego,

b) falowniki – umożliwiające przekształcenia energii prądu stałego w energię prądu przemiennego,

c) przekształtniki energii prądu stałego – realizujące bezpośrednie lub pośrednie (za pośrednictwem obwodu prądu przemiennego) przetwarzanie energii prądu stałego w energię prądu stałego o różnej wartości napięcia i prądu,

d) przemienniki częstotliwości:

— bezpośrednie – umożliwiające przemiennoprądowe przekształcanie energii prądu przemiennego w energię prądu przemiennego o różnych wartościach napięć, prądów i częstotliwości,

— pośrednie – z pośredniczącymi obwodami napięcia lub prądu stałego, o możliwościach analogicznych jak dla przemienników bezpośrednich.

Działanie układów przekształtnikowych jest związane z procesami załączania lub wyłączania półprzewodnikowych przyrządów (elementów) mocy. Ze względu na to, że najszerzej stosowanym źródłem energii elektrycznej jest sieć elektroenergetyczna o napięciu sinusoidalnym przemiennym największą grupę przekształtników stanowią przekształtniki sieciowe (przekształtniki prądu przemiennego). Do grupy tej należą:

— prostowniki,

— falowniki o komutacji sieciowej,

— sterowniki napięciowe częstotliwości,

— bezpośrednie przemienniki częstotliwości.

Jak podano wyżej obszar zastosowań urządzeń energoelektronicznych jest bardzo szeroki. Jako najczęściej występujące dziedziny zastosowań urządzeń energoelektronicznych można wymienić:

— regulowane napędy z silnikami prądu stałego i przemiennego,

— zasilanie urządzeń elektrotermicznych (głównie jako statyczne przemienniki częstotliwości w nagrzewaniu  indukcyjnym),

— zasilanie urządzeń oświetlenia elektrycznego,

— kompensacja mocy biernej i ograniczanie wahań napięcia w sieciach,

— zasilanie urządzeń pokładowych samolotów za pomocą lokalnej sieci specjalizowanej 400 Hz,

— zasilanie urządzeń spawalniczych i galwanotechnicznych,

— zasilanie urządzeń trakcji elektrycznej (napędy i podstacje zasilające),

— układy rezerwowego (bezprzewodowego) zasilania prądu przemiennego 50 Hz stosowane głównie w sieciach komputerowych, w telekomunikacji i w medycynie,

— stabilizowane źródła napięcia i prądu.

2. Budowa, elementy składowe i charakterystyka urządzeń energoelektronicznych

Urządzenie energoelektroniczne jest złożone z kilku zespołów funkcjonalnych, które pokazano w sposób uproszczony na rys. 1.2.20.1.   

                                      Rys. 1. Zespoły funkcjonalne urządzenia energoelektronicznego.

W skład układu energoelektronicznego wchodzi najczęściej trzy części:

a) przekształtnik umieszczony w szafie (obudowie) lub kilku szafach,

b) pulpit sterowania (w niektórych wykonaniach jest umieszczony na drzwiach szafy),

c) obiekt regulacji (silnik napędowy lub inny odbiornik energii).

Najważniejszym elementem układu jest przekształtnik zbudowany z półprzewodnikowych elementów, zwanych łącznikami lub zaworami, współpracujących z elementami magazynującymi energię tzn. dławikami i kondensatorami, a niekiedy także z elementami rozpraszającymi energię np. rezystorami.

Do przekształcenia energii w przekształtnikach są stosowane zawory niesterowane (diody), półsterowane (tyrystory klasyczne), w których steruje się tylko ich włączaniem i w pełni sterowalne (tyrystory typu GTO lub tranzystory IGBT), pozwalające sterować ich załączanie i wyłączanie.

W układzie energoelektronicznym jest szereg obwodów, które ze względu na jego funkcjonowanie są od siebie oddzielone podstawową względnie podwójną izolacją. Należą do nich następujące obwody:

a) obwody główne przekształtnika — oddzielone od sieci zasilającej przez transformator prostownikowy lub dławiki (dławiki sieciowe nie powodują oddzielenia galwanicznego od sieci, jednak mają istotny wpływ na przebieg prądu w przypadku doziemienia),

b) obwody sterowania załączaniem zaworów,

c) obwody regulacji,

d) obwody diagnostyki,

e) obwody pomiarowe,

f) obwody pomocnicze (sterowania przekaźnikowe i sterowania pracą wentylatorów).

Obwód a) jest obwodem energetycznym, silnoprądowym, natomiast pozostałe obwody b), c), d), e), i f) są zazwyczaj obwodami prądu stałego niskiego napięcia.

Urządzenia energoelektryczne są urządzeniami o dużym stopniu złożoności i różnorodności.

Przykładowy typowy energoelektroniczny układ napędowy dużej mocy z silnikiem indukcyjnym prądu przemiennego pokazano na rys. 1.2.20.2.

Rys. 2. Energoelektroniczny układ napędowy dużej mocy z silnikiem prądu przemiennego:

a) schemat blokowy układu, b) schemat ideowy układu.

W niektórych przypadkach mogą one przekształcać energię wielokrotnie i być zlokalizowane w kilku obudowach. Ponadto kilka układów energoelektronicznych może ze sobą współpracować, np. napędzając wielolosilnikową maszynę papierniczą lub drukarską. Urządzenia energoelektroniczne są odbiornikami powodującymi zakłócenia radioelektryczne, wymagają więc stosowania filtrów umieszczanych bezpośrednio na wejściu do układu energoelektronicznego. Filtry do ograniczenia bądź eliminacji zakłóceń radioelektrycznych nie są stosowane we wszystkich układach.

Układy energoelektroniczne charakteryzują się specyficznymi właściwościami, a zwłaszcza:

— dużym prądem w przewodzie ochronnym PE (I > 10mA),

— prądem zwarcia, zależnym od kąta wysterowania zaworów,

— składową stałą prądu zwarcia w przewodzie ochronnym,

— prądem upływowym w przewodzie ochronnym, o częstotliwości f = 50÷20000 Hz (w przypadku falowników).

Wymienione czynniki utrudniają dobór środków ochrony przeciwporażeniowej i przeciwpożarowej, zapewniającej bezpieczną pracę obsługi i urządzenia. Przekształtniki są urządzeniami energoelektronicznymi, w których przy przekształceniach energii wydziela się ciepło. Stąd istotny jest problem jego odprowadzenia, szczególnie w przekształtnikach dużej mocy.

Półprzewodnikowe przyrządy mocy odznaczają się dużą sprawnością energetyczną, lecz ich małe wymiary w porównaniu z przenoszonymi mocami utrudniają odprowadzenie wydzielonego ciepła.

Straty mocy w elementach półprzewodnikowych (diodach, tranzystorach czy tyrystorach) powodują wzrost ich temperatury oraz wywołują wzrost temperatury innych elementów urządzenia energoelektronicznego. Przekroczenie temperatury maksymalnej może spowodować cieplne uszkodzenie struktury elementu, a więc ma wpływ na jego niezawodność.

W celu odprowadzenia ciepła z elementów półprzewodnikowych instaluje się je na specjalnych radiatorach (zwykle aluminiowych) chłodzonych powietrzem, wodą lub innym medium chłodzącym.

3. Zabezpieczenia przetężeniowe i ziemnozwarciowe urządzeń energoelektronicznych

Producenci urządzeń energoelektronicznych powinni je wyposażyć w urządzenia zabezpieczające przed prądami przetężeniowymi i prądami ziemnozwarciowymi (płynącymi do przewodu ochronnego). W przypadku rezygnacji ze stosowania tych urządzeń powinny być podane ich podstawowe parametry. Jest to szczególnie istotne w przypadku przekształtników stanowiących części składowe układu napędowego. Układy energoelektroniczne mogą mieć szereg zabezpieczeń elektronicznych, ograniczających przetężenia przy doziemieniach. Wśród tych zabezpieczeń wyróżnia się układy:

— ograniczenia prądu,

— kontroli prądu ziemnozwarciowego,

— kontroli zaniku napięcia w jednej fazie,

— wyłączania przekształtnika przy przetężeniu.

Jeżeli przekształtnik ma zabezpieczenie przęteżeniowe i ziemnozwarciowe, to zabezpieczenia stosowane w rozdzielni zasilającej powinny chronić głównie instalację przed skutkami termicznymi zwarć i przed pożarem. Zabezpieczenia te powinny działać w każdym przypadku nie zadziałania zabezpieczeń znajdujących się w przekształtniku. Jeżeli producent układu energoelektronicznego nie zastosuje zabezpieczeń przęteżeniowych i ziemnozwarciowych, to rozdzielnię zasilającą należy wyposażyć w zabezpieczenia służące ochronie zarówno linii zasilającej, jak i przekształtnika przed przetężeniami i prądami zwarć doziemnych (do masy). A zatem zabezpieczenie zasilania układu energoelektronicznego powinno zawierać człon przetężeniowy i człon ziemnozwarciowy. Jeżeli na wyjściu prostownika (w obwodzie źródła prądu stałego pośredniczącego) jest stosowany filtr kondensatorowy, to zabezpieczenie nadprądowe musi wytrzymywać spodziewany prąd załączania jego baterii. W tym przypadku może zaistnieć potrzeba zwiększenia obciążalności prądowej zabezpieczenia nadprądowego.

W celu zabezpieczenia się przed doziemieniem w obwodzie układu energoelektronicznego najkorzystniej jest stosować wyłączniki różnicowoprądowe typu B, które działają przy doziemieniu na prąd stały i przemienny o dowolnej częstotliwości. Wyłączniki te są jednak bardzo drogie i czasami warto przeanalizować celowość zastosowania do ochrony przeciwzwarciowej wyłączników nadprądowych, różnicowoprądowych typu A oraz wzmocnionego systemu połączeń ochronnych. Należy jednak pamiętać, że w przypadku doziemienia na wyjściu prostownika (w obwodzie prądu stałego) wyłączniki różnicowoprądowe typu A mogą nie zadziałać.

Dobór wyłączników różnicowo-prądowych zależy od prądu upływowego i pojemnościowego płynącego w przewodzie ochronnym PE. Prąd ten zależy głównie od: filtrów przewidzianych do eliminacji zakłóceń radioelektrycznych, pojemności i upływności tranzystorów IGBT, pojemności ekranu przewodu łączącego silnik z przekształtnikiem (w przypadku układów napędowych oraz pojemności uzwojeń silnika względem masy), a także od asymetrii trójfazowego napięcia zasilającego.

W przypadku układów napędowych prąd wyzwalania wyłączników różnicowoprądowych powinien się zawierać w granicach 100÷300 mA. Wyłączniki te chronią instalację przed pożarem przy doziemieniu.

4. Wpływ urządzeń energoelektronicznych na sieć zasilającą

Sterowane urządzenia energoelektroniczne szczególnie o dużej mocy są układami nieliniowymi. Przyłączenie takiego odbiornika do sieci zasilającej, zwłaszcza przy małym poziomie mocy zwarciowej tej sieci, powoduje szereg niekorzystnych zjawisk, do których zaliczamy:

1) silne odkształcenia napięcia i prądu w sieci zasilającej poprzez wyższe harmoniczne,

2) wzrost poboru mocy biernej,

3) silną zależność współczynnika mocy od kąta opóźnienia wysterowania prostownika a (im większy kąt a tym mniejszy współczynnik cos j),

4) możliwość cieplnych przeciążeń torów prądowych i urządzeń, w tym kondensatorów.

W przypadku instalowania urządzeń energoelektronicznych zawierających prostowniki sterowane o dowolnej mocy należy podejmować działania ograniczające negatywny wpływ tych urządzeń na sieć zasilającą. Zwykle sprowadza się to do zastosowania filtrów wyższych hamowniczych oraz   urządzeń do nadążnej kompensacji mocy.

5. Ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach energoelektronicznych

Każde urządzenie energoelektroniczne może mieć różne własności w zależności od typu stosowanych zaworów (diody, tyrystory, tranzystory), systemu sterowania, poziomu ograniczania prądu i sposobu przetwarzania. Urządzenie może pracować w środowisku o różnym poziomie zapylenia i wilgotności oraz może być zasilane z sieci o różnej konfiguracji (TN, TT, IT) i o różnym poziomie mocy zwarcia.

Ochrona przeciwporażeniowa układów energoelektronicznych wymaga indywidualnego doboru do nich środków ochrony z uwagi na ich różną topologię, sposób działania i zasilanie. Prąd doziemienia wewnątrz przekształtnika zależy nie tylko od rezystancji pętli zwarcia, ale również od:

— reaktancji dławika sieciowego (lub transformatora prostownikowego),

— stopnia wysterowania zaworów,

— prądu ograniczenia przekształtnika,

— poziomu prędkości silnika (w przypadku układów napędowych prądu stałego),

— typu sieci zasilającej (TN, IT).

Układy energoelektroniczne są urządzeniami o dużym prądzie w przewodzie ochronnym (upływowym), wynikającym ze stosowania filtrów przeciwzakłóceniowych. Wymagają więc one specjalnych wyłączników różnicowo-prądowych, dostosowanych do prądu upływowego. W urządzeniach energoelektronicznych stosowana jest:

a) ochrona podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim),

b) ochrona dodatkowa (przed dotykiem pośrednim),

c) ochrona równoczesna polegająca na obniżeniu napięcia roboczego (głównie obwodów sterowania) do wartości bezpiecznej.

Głównym elementem ochrony podstawowej w urządzeniach energoelektronicznych jest zastosowanie odstępów izolacyjnych w powietrzu i wzdłuż powierzchni osłoniętego wyposażenia, które powinny być dostosowane do stopnia zapylenia środowiska i do poziomu przepięć przejściowych przychodzących z sieci.

Układy energoelektroniczne są budowane zwykle w II lub III klasie przepięciowej o izolacji dopasowanej do spodziewanych w sieci przepięć (kształt 1,2/50 ms) i do środowiska wykazującego II stopień zabrudzenia (środowisko wolne od pyłów przewodzących). Zastosowanie układu energoelektronicznego w innych warunkach może powodować to, że odstępy izolacyjne wzdłuż powierzchni lub w powietrzu będą niewłaściwie dobrane i warunki ochrony podstawowej nie będą spełnione. A zatem bezpieczna praca układu (z bezpośrednią ochroną przeciwporażeniową) wymaga, aby poziom przepięć przychodzących z sieci zasilającej nie przekraczał dopuszczalnej dla przekształtników wartości i aby warunki środowiskowe (zapylenie, wilgoć) nie były mniej korzystne, niż przewidział to producent. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim urządzenia energoelektronicznego polega na umieszczeniu go w szafie, której stopień ochrony — ze względu na wydzielające się w urządzeniu ciepło — zwykle nie jest wyższy niż IP 2X. Szafa powinna być zamykana na klucz lub wyposażona w wyłączniki drzwiowe, by w ten sposób obsługa była chroniona przed dotykiem bezpośrednim części przewodzących: obwodu głównego, sterującego i pomocniczego. Otwarcie drzwi wyposażonych w odpowiednie wyłączniki powinno powodować wyłączenie układu energoelektronicznego. Dostęp do pracującego układu po otwarciu drzwi może mieć tylko personel konserwujący układ, odpowiednio przeszkolony, przy czym sam układ musi być wyposażony w środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim. Elementy pod napięciem powinny być opisane, odizolowane i osłonięte. Napisy ostrzegawcze powinny być trwałe, czytelne i zrozumiałe dla użytkownika.

Ochrona dodatkowa (przed dotykiem pośrednim) polega na stosowaniu środków, które przy uszkodzeniu izolacji roboczej i pojawieniu się napięcia na osłonach urządzeń powodują albo samoczynne i szybkie ich wyłączenie, albo obniżenie występującego napięcia dotykowego do wartości nie zagrażającej porażeniem. Wyłączenie układu przekształtnikowego jest wymagane z trzech powodów:

— ochrony człowieka przed możliwością porażenia,

— ochrony przekształtnika i instalacji przed możliwością wystąpienia pożaru,

— możliwości uszkodzenia części składowych przekształtnika (zwłaszcza zaworów) i odbioru (silnika).

Ochrona człowieka przed porażeniem jest sprawą nadrzędną. Jednak koszt zaworów (tyrystorów lub tranzystorów) jest znaczny. W związku z tym półprzewodnikowe przyrządy mocy wymagają również ochrony. W przypadku zwarć międzyprzewodowych a do masy można dobierać przeciążalność prądową tak, że nie ulegną one uszkodzeniu przy przepływie prądu zwarcia. Zwykle wymaga się jednak, aby zwarcie zostało wyłączone w okresie kilkudziesięciu milisekund, co zwykle powodują bezpieczniki szybkie chroniące zawory. Bezpieczniki szybkie należy brać pod uwagę przy ochronie przeciwporażeniowej jako elementy zabezpieczające ludzi i przekształtnik przed zwarciem.

W przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej w elemencie przekształtnika, w przewodzie ochronnym PE obwodu głównego może płynąć prąd przemienny, stały lub zmienny o wartości zależnej od miejsca doziemienia. Prąd doziemienia może mieć różną wartość w zależności np. od kąta wysterowania prostownika. W związku z tym pojęcie pętli zwarcia w układach przekształtnikowych nie ma zastosowania. Ochrona pośrednia obwodów głównych przekształtnika wymaga więc stosowania skojarzonego systemu różnych środków obejmujących zarówno samą instalację, jak i pozostałe urządzenia. Środki te zależą od rodzaju przekształtnika, jego mocy oraz sposobu zasilania. W przypadku przekształtników umieszczonych w obudowach I klasy ochronności, do podstawowych środków skojarzonego systemu należą połączenia wyrównawcze między częściami składowymi układu energoelektronicznego i magistralą uziemiającą. Istotnym środkiem ochrony przeciwporażeniowej są połączenia wyrównawcze, gwarantujące ekwipotencjalizację stanowiska pracy, ponieważ układy energoelektroniczne mogą być wyłączane ze znacznym opóźnieniem. Oprócz tych połączeń zastosowanie mają:

— czujniki lub wyłączniki różnicowoprądowe działające na składową stałą i przemienną,

— blokada bramkowa,

— zabezpieczenie przetężeniowe przekształtnika, w tym szybkie bezpieczniki stosowane do ochrony zaworów,

— podzespoły elektroniczne do wyłączania układu w przypadku przepalenia się bezpiecznika,

— urządzenie do kontroli stanu izolacji w układach zasilanych z sieci typu IT.

Istotny element ochrony pośredniej stanowi szyna ochronna PE, instalowana wewnątrz obudowy przekształtnika, która powinna być połączona przewodem ochronnym z zaciskiem ochronnym PE rozdzielni zasilającej. Z szyną tą powinny być połączone przewodami wyrównawczymi, mocowanymi w sposób pewny, wszystkie części składowe układu i części przewodzące obce.

W odniesieniu do obwodów sterowania elektronicznego przekształtników, jeżeli obwody te są odizolowane od zasilania obwodów głównych i nie są uziemione, to producenci tych urządzeń stosują alternatywnie:

— transformatory o wzmocnionej izolacji (np. podwójnej) do zasilania obwodów regulacji i sterowania w sposób oddzielający te obwody od obwodów głównych,

— transformatory o pojedynczej izolacji z uziemianym ekranem między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym,

— urządzenia do kontroli stanu izolacji obwodów sterowania elektronicznego.

W obwodach niskiego napięcia układów sterowania z reguły nie stosuje się bezpieczników. Zwykle wyposaża się je w układy elektroniczne ograniczające prąd w przypadku zwarcia obwodu wyjściowego zasilacza.

6. Zasady eksploatacji urządzeń energoelektronicznych

6.1 Ogólne zasady eksploatacji urządzeń energoelektronicznych

Ogólne zasady eksploatacji urządzeń energoelektronicznych od strony formalnoprawnej są identyczne bądź bardzo zbliżone do zasad dotyczących innych urządzeń elektrycznych określonych w rozdziale 1.2.

Można podać następujące zasady ogólne odnoszące się do racjonalnego i bezpiecznego prowadzenie eksploatacji urządzeń energoelektronicznych:

1) Przy przyjmowaniu do eksploatacji urządzenia energoelektronicznego nowego lub po remoncie należy przeprowadzić badania stanu technicznego urządzenia w zakresie dokumentacji techniczno-ruchowej (DTR).

2) Po zainstalowaniu u użytkownika urządzenia energoelektronicznego, musi być ono poddane procedurze uruchomienia, obejmującej przede wszystkim dopasowanie (dostrojenie) nastaw układu sterowania do wymagań stawianych przez odbiornik i środowisko, w którym urządzenie pracuje.

3) Zainstalowanie i uruchomienie prostych urządzeń małej mocy może być wykonane przez użytkownika na podstawie dokumentacji i instrukcji opracowanej przez producenta.

4) W przypadku urządzeń energoelektronicznych o skomplikowanej strukturze, uruchomienia dokonywać powinien głównie personel serwisowy producenta, przy współudziale przedstawicieli użytkownika. Jest to szczególnie istotne w przypadku występowania konieczności sprzężenia urządzenia energoelektronicznego z systemem sterowania procesu technologicznego, w którym ma pracować przekształtnik.

5) Dla każdego urządzenia energoelektronicznego powinna być prowadzona dokumentacja techniczno-eksploatacyjna, w skład której wchodzą:

a) projekt techniczny wraz ze zmianami wprowadzonymi w trakcie realizacji,

b) protokół kwalifikacji pomieszczeń i stref w miejscu instalowania przekształtnika do właściwej kategorii  niebezpieczeństwa pożarowego i zagrożenia wybuchem,

c) dokumentacja fabryczna dostarczona przez wytwórcę urządzenia energoelektronicznego obejmująca: świadectwa,  karty gwarancyjne, DTR, instrukcje obsługi, opisy techniczne itp.,

d) dokumentacja eksploatacyjna obejmująca:

— protokół przyjęcia urządzenia energoelektronicznego do eksploatacji, w tym protokoły przeprowadzonych badań rozruchu i ruchu próbnego,

— instrukcję ruchu i eksploatacji,

— dziennik (książkę) pracy urządzenia,

— protokoły badań i pomiarów okresowych.

6) Eksploatację urządzenia energoelektronicznego należy prowadzić zgodnie z postanowieniami instrukcji ruchu i eksploatacji, która powinna podawać:

a) charakterystykę techniczną urządzenia energoelektronicznego,

b) charakterystykę sieci zasilającej i odbiornika,

c) kolejność czynności przy załączaniu i wyłączaniu urządzenia,

d) zasady postępowania obsługi w przypadku występowania awarii w układzie energetycznym lub w układzie sterowania,

e) zakres i terminy przeprowadzania oględzin i przeglądów, prób i pomiarów,

f)  wymagania odnośnie ochrony przeciwporażeniowej i przeciwpożarowej,

g) wymagania dotyczące kwalifikacji osób zajmujących się eksploatacją,

h) wymagania dotyczące bhp.

7) Podczas normalnej eksploatacji obsługa urządzenia energoelektronicznego polega na wykonywaniu takich czynności, jak: załączanie i wyłączanie, zmiana nastaw parametrów wyjściowych, przegląd podzespołów bez ich demontażu.

8) W czasie pracy urządzenia energoelektronicznego nie wolno demontować ani wymieniać jakichkolwiek osłon.

9) Przed przystąpieniem do jakichkolwiek prac naprawczych należy wyłączać urządzenie w taki sposób, aby uzyskać widoczną przerwę izolacyjną pomiędzy przekształtnikiem a linią zasilającą. Przerwę taką stanowi:

a) widoczne otwarcie zestyków odłącznika,

b) wyjęcie wkładek bezpiecznikowych,

c) zdemontowanie części obwodu zasilania.

10) Jeżeli w czasie wykonywania napraw część z obwodów została przestawiona pod napięciem, muszą one być wyraźnie wydzielone, osłonięte i tak oznakowane, aby osoby wykonujące czynności serwisowe wewnątrz przekształtników nie uległy porażeniu.

6.2 Oględziny, przeglądy i remonty urządzeń energoelektronicznych

W trakcie eksploatacji stan techniczny urządzeń energoelektronicznych ocenia się na podstawie przeprowadzonych oględzin i przeglądów.

Oględziny urządzeń energoelektronicznych należy przeprowadzać w terminach określonych w instrukcji ruchu i eksploatacji, jednak nie rzadziej niż raz na rok.

Oględziny urządzeń energoelektronicznych obejmują sprawdzenie:

a) stanu napisów i oznaczeń informacyjno-ostrzegawczych,

b) stanu części energetycznych przekształtnika oraz urządzeń układu sterowania,

c) stanu obwodów sygnalizacji stanów awaryjnych,

d) działania aparatury kontrolno-pomiarowej,

e) stanu wentylatorów i filtrów powietrza,

f)  stanu ochrony przeciwporażeniowej,

g) stanu połączeń i zamocowań elementów półprzewodnikowych.

Przeglądy urządzeń energoelektronicznych należy przeprowadzać w czasie ich planowego postoju w terminach ustalonych w dokumentacji fabrycznej, lecz nie rzadziej niż raz na dwa lata. W odniesieniu do urządzeń zabudowanych na stałe w urządzenia technologiczne, przeglądy należy przeprowadzać w terminach przewidzianych dla przeglądów i remontów tych urządzeń.

Przeglądy urządzeń energoelektronicznych powinny obejmować w szczególności:

a) oględziny w zakresie podanym wyżej,

b) pomiary i próby eksploatacyjne w zakresie określonym w instrukcji eksploatacyjnej,

c) sprawdzenie stanu technicznego poszczególnych elementów układu,

d) sprawdzenie stanu osłon, blokad, urządzeń ostrzegawczych i innych zapewniających bezpieczeństwo pracy,

e) niezbędną konserwację i naprawy,

f)  czyszczenie kratek wentylacyjnych i odstępów izolacyjnych urządzenia przekształtnikowego z kurzu i pyłu.

Na podstawie oceny stanu technicznego urządzenia energoelektronicznego podejmuje się decyzję o ewentualnym przekazaniu urządzenia do remontu lub wymiany urządzenia.

6.3 Postępowanie w przypadku awarii i zakłóceń

Zaleca się stosować następujące postępowanie w przypadku wystąpienia awarii lub zakłóceń w pracy urządzeń energoelektronicznych:

·         W przypadku podejrzenia co do wystąpienia uszkodzenia urządzenia energoelektronicznego, nie wolno utrzymywać tego urządzenia w pracy, bez dokładnego wyjaśnienia przyczyn i usunięcia objawów. Wyjaśnienie przyczyn polega na dokonaniu badań, które powinny obejmować:

a) oględziny zewnętrzne,

b) pomiary rezystancji,

c) badania elementów przekształtnika i obwodu sterowania,

d) sprawdzenie aparatury kontrolno-pomiarowej i zabezpieczeń,

e) analizę stanu sygnalizacji i diagnostyki urządzenia,

f)  analizę warunków pracy urządzenia,

g) sprawdzenie nastaw zabezpieczeń przeciwzwarciowych i przeciwprzepięciowych,

·     Skuteczność i szybkość wykrycia rodzaju i przyczyny uszkodzenia zależy od kwalifikacji służb naprawczych użytkownika i służb serwisowych producenta urządzenia energoelektronicznego.

·     Użytkownik lub personel serwisowy producenta powinien dysponować w miarę pełnym zestawem podzespołów półprzewodnikowych zastępczych, gdyż umożliwia to szybką wymianę podzespołu uszkodzonego, a więc skraca czas przerwy w pracy układu przekształtnikowego.

6.4 Zakres badań eksploatacyjnych urządzeń energoelektronicznych

Szczegółowy zakres badań i pomiarów eksploatacyjnych zgodny z wymaganiami podanymi w dokumentacji producenta powinna określać instrukcja ruchu i eksploatacji urządzenia energoelektronicznego.

Badania te obejmują co najmniej trzy rodzaje pomiarów:

1) pomiary stanu izolacji urządzenia,

2) pomiary skuteczności ochrony przeciwporażeniowej,

3) pomiary parametrów elementów i układów półprzewodnikowych.

W trakcie przeprowadzania badań eksploatacyjnych urządzeń energoelektronicznych należy pamiętać o tym, że zawierają one podzespoły energetyczne i elektroniczne na różne napięcia znamionowe. Z tego względu należy dobrać odpowiednio napięcie probiercze, a przy pomiarach rezystancji izolacji, półprzewodnikowe elementy mocy zewrzeć za pomocą dodatkowych połączeń, natomiast obwody związane z podzespołami elektronicznymi odłączyć od podzespołów energetycznych.