MCC czyli Motor Control Centre

Rozdzielnice MCC (Motor Control Centre) to urządzenia, które służą zarówno do zasilania, jak i sterowania napędami silnikowymi. Współcześnie najczęściej spotyka się je w postaci rozdzielnic z członami wysuwnymi. Zastosowanie takich rozdzielnic zapewnia wysoki poziom niezawodności oraz oferuje duże możliwości w zakresie konfiguracji układów sterowania napędami elektrycznymi, zarówno prądu przemiennego (AC), jak i stałego (DC).

W niniejszym artykule skupimy się na rozdzielnicach MCC przeznaczonych do zasilania silników prądu przemiennego.

Jako uzupełnienie zasilania w instalacjach produkcyjnych funkcjonują tablice pomocnicze, o których więcej informacji znajdziesz TUTAJ

Rozwiązania stosowane w przemyśle

W przemyśle, ze względu na różnorodne zagrożenia i potencjalne skutki awarii – zarówno techniczne, środowiskowe, ludzkie, jak i te związane z utratą marży – wymagania stawiane rozdzielnicom są bardzo wysokie.

Podczas ich oceny należy uwzględniać nie tylko normy związane z budową rozdzielnic elektroenergetycznych (m.in. PN EN 61439) czy bezpieczeństwem maszyn (m.in. PN-EN 60204-1, PN-EN ISO 13849, PN-EN ISO 13850), ale również funkcjonalność i tzw. dobre praktyki inżynierskie. Czasami normy są mniej rygorystyczne, dlatego wiele bezpiecznych i funkcjonalnych rozwiązań wynika z praktyki – zarówno tej zdobytej w utrzymaniu ruchu, projektowaniu, jak i pracach rozruchowych.

Szczegółowe i często bardziej rygorystyczne niż normy wymagania znajdują się w standardach technicznych poszczególnych przedsiębiorstw i zakładów przemysłowych, a także w SIWZ (Specyfikacji Istotnych Warunków Zamówienia) lub PFU (Projekcie Funkcjonalno-Użytkowym).

Jeśli chodzi o wymagania dotyczące niezawodności i bezpieczeństwa, w przemyśle często stosowane są sieci dwupromieniowe. W tych systemach duże znaczenie mają rozdzielnice dwuczłonowe dwusekcyjne, które pracują w rezerwie ukrytej.

W przypadku rozdzielnic dwuczłonowych łączniki oraz aparatura pomiarowa i zabezpieczeniowa zabudowane są w wysuwanych kasetach (członach / wózkach / szufladach), gdzie w rozdzielnicach jednoczłonowych aparatura ta zamontowana jest na stałe.

Konstrukcja rozdzielnic niskiego napięcia

Z punktu widzenia niezawodności pracy i ciągłości zasilania, sercem rozdzielnic dwusekcyjnych są pola dopływowe oraz sprzęgłowe. Pola dopływowe często zasilane są poprzez mosty szynowe z transformatorów rozdzielczych. Pola dopływowe oraz sprzęgłowe wyposażone są najczęściej w wyłączniki powietrzne dużych mocy. Jednocześnie sprzęgło często zbudowane jest jako dwupolowe: sprzęgło – wyłącznik, odcinacz – rozłącznik lub odłącznik. Rolą odcinacza (odłącznika sekcyjnego) jest możliwość zapewnienia widocznej przerwy w całym polu sprzęgłowym.

Kolumny pól odpływowych wyposażone są w kasety wysuwne, które zapewniają dystrybucję energii elektrycznej do poszczególnych odbiorów.

Każda z kaset może pracować w trzech pozycjach; PRACA / PRÓBA (TEST) / ODŁĄCZONY.

Kasety wyposażone są w komplet aparatury łączeniowej, pomiarowej oraz zabezpieczeniowej.

Obwody pierwotne kasety podłączone jest systemu szyn zbiorczych oraz sekcji odpływowych poprzez odpowiednie złącza. Tak samo zrealizowane jest podłączenie obwodów wtórnych (sygnalizacji i sterowania).

Zastosowanie rozdzielnic dwuczłonowych wpływa na poprawę bezpieczeństwa prowadzenia prac. Po pierwsze poprzez możliwość wysunięcia kasety możemy zrobić widoczną przerwę w obwodzie, co jest istotne z punktu widzenia organizacji bezpiecznej pracy przy urządzeniach elektrycznych. Po drugie możemy zablokować kasety stosując system LOTO.

Automatyki stacyjne

W związku ze stosowaniem rozdzielnic dwusekcyjnych, które pracują w rezerwie ukrytej, dla zapewnienia ciągłości zasilania w przypadku zaników napięcia na jednej z sekcji, wykorzystuje się automatyki SZR (Samoczynne Załączanie Rezerwy). Automatyki SZR są najczęściej realizowane z wykorzystaniem mikroprocesorowych sterowników. Te urządzenia kontrolują nie tylko stan wyłączników w polach dopływowych oraz sprzęgła, ale także monitorują poziomy napięć na poszczególnych sekcjach. Dzięki temu możliwe jest realizowanie szybkich przełączeń, blokad oraz wprowadzanie dodatkowych funkcjonalności, takich jak na przykład PPZ (Planowe Przełączenie Zasilań).

Zabezpieczenie i sterowanie silnikami elektrycznymi

W odpływach silnikowych stosuje się wyłączniki silnikowe, wyposażone w wyzwalacz termiczny, który chroni uzwojenie silnika oraz wyzwalacz elektromagnetyczny, który chroni przed zwarciem. W przypadku większych lub krytycznych napędów stosowane są cyfrowe zespoły zabezpieczeń, zwane też przekaźnikami cyfrowymi. Oprócz podstawowych funkcji zabezpieczeniowych związanych z ochroną przed zwarciami lub przeciążeniami, mogą one realizować również inne funkcje zabezpieczeniowe:

Wejścia RTD/termistor [49/38],
Zabezpieczenie przed asymetrią [46],
Zabezpieczenie przed wydłużonym rozruchem [48],
Zabezpieczenie przed zablokowanym wirnikiem [51LR-50S],
Zabezpieczenie przed przekroczeniem limitu rozruchów [66],
Zabezpieczenia temperatury łożysk [38]
Zabezpieczenie przed asymetrią [47]
Zabezpieczenie przed zablokowanym wirnikiem
Zabezpieczenie pod i nadnapięciowe [27 i 59]
Zabezpieczenie od nadmiernych drgań [39]
ochrona przed odwróceniem kolejności faz

Więcej o informacji znajdziesz w artykule „Zabezpieczenie silników elektrycznych„

Przekaźniki te są coraz częściej traktowane jako sterowniki polowe, będące częścią inteligentnych rozdzielnic, zapewniając jednocześnie wysoki poziom bezpieczeństwa.

Współpraca z systemami SCADA/DCS

Zastosowanie zabezpieczeń cyfrowych, które jednocześnie są urządzeniami IED (Intelligent Electronic Device), umożliwia szeroką integrację rozdzielnic z systemami nadrzędnymi takimi jak SCADA/DCS. Wykorzystanie protokołów komunikacyjnych, takich jak MODBUS RTU czy PROFIBUS, pozwala na monitorowanie i sterowanie pracą napędów.

Pod pojęciem monitorowania rozumie się nie tylko kontrolę stanu pracy w trybach PRACA/STOP/AWARIA, ale przede wszystkim zdalny odczyt najważniejszych danych pomiarowych, takich jak prąd obciążenia, stan cieplny, moc itd., oraz informacji o zdarzeniach awaryjnych. To przekłada się na szybszą diagnostykę oraz efektywniejsze usuwanie awarii.

Podsumowanie

Projektowanie rozdzielnic MCC wymaga nie tylko zgodności z odpowiednimi normami, ale także powinno opierać się na standardach konkretnego zakładu przemysłowego oraz doświadczeniach jego SUR (Służb Utrzymania Ruchu). Dobrze zaprojektowany system wykorzystuje wszystkie zalety i możliwości automatyki rozdzielnicy, obejmujące zarówno pola dopływowe, sprzęgło, jak i pola silnikowe. Zapewnienie redundancji w odbiorach umożliwia maksymalną ciągłość zasilania procesu produkcyjnego, efektywne zarządzanie pracami oraz konserwacją. To wszystko przekłada się na elastyczność w zakresie optymalizacji obciążenia rozdzielnicy oraz równomiernego zużycia maszyn produkcyjnych.

Czy chcesz dowiedzieć się więcej o budowie i optymalizacji rozdzielnic MCC? Poznaj kluczowe zagadnienia i najlepsze praktyki z naszego bezpłatnego minikursu 'Podstawy Elektroenergetyki Przemysłowej’. Zdobądź cenne wskazówki i poszerz swoją wiedzę już teraz. Kliknij tutaj, aby rozpocząć swoją edukacyjną podróż w świecie elektroenergetyki przemysłowej!