Zasilanie świateł nowej drogi startowej

Do prawidłowej pracy portu lotniczego, niezbędna jest infrastruktura energetyczna, nazywana systemem energetycznym i składająca się z licznych urządzeń niezbędnych do prowadzenia przesyłu, rozdziału, magazynowania i czasami wytwarzania energii elektrycznej, na potrzeby całego portu lotniczego. Ta niezwykle skomplikowana i rozległa infrastruktura energetyczna jest najczęściej bardzo mało widoczna, a większość służb pracujących w portach lotniczych nie zagłębia się w tę tematykę.

Nie da się w jednym tekście opisać i scharakteryzować całego systemu energetycznego, ale warto przybliżyć system zasilania urządzeń nawigacyjnych, który jest na każdym lotnisku najbardziej rozbudowany i wyposażony w niektóre urządzenia specyficzne dla branży lotniskowej.  Wytyczne dotyczące tego jak powinien wyglądać taki system znajdują się w załączniku 14 (tom I) do konwencji o międzynarodowym lotnictwie cywilnym ustanowionej przez Organizację Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego. We wspomnianym dokumencie w rozdziale nr.8 „Systemy elektryczne” jako uwaga wstępna wskazane jest, że: „bezpieczeństwo operacji lotniczych na lotnisku zależy od jakości dostarczanej energii elektrycznej. ”

W związku z budową nowej drogi startowej system energetyczny w Katowice Airport przeszedł dużą modernizacje w zakresie zasilania urządzeń nawigacyjnych, i stał się nie tylko bardzo bezpiecznym, skomplikowanym, rozległym lecz co ważne niezwykle nowoczesnym na tle innych portów w Polsce i prawdopodobnie na świecie.

Kluczową role w systemie zajmuje stacja transformatorowa o nazwie ST8A, w której transformowane jest podstawowe i rezerwowe źródło zasilania zgodnie z przepisami załącznika 14 ICAO p. 8.1.1 i p.8.1.6 oraz prowadzony jest rozdział tej energii elektrycznej na poszczególne elementy systemu nawigacyjnego.

Stacja wyposażona jest w pierwszy element podwyższający jakość systemu zasilania, zwany Samoczynnym Załączeniem Rezerwy (SZR) i polegającym na wykonaniu automatycznego łączenia pola sprzęgłowego (na rys. Q3), pomiędzy zasilaniem podstawowym i rezerwowym.

Schemat systemu Samoczynnego Załączenia Rezerwy (SZR).

Taki układ zasilania pozwala spełnić wymagania w zakresie przepisów ICAO dla lotnisk w kategorii I gdzie czas przełączeń wynosi max. 15 sek. Dla lotnisk w kategorii II/III wymagania co do przełączeń pomiędzy zasilaniami skrócono do max. 1 sek. Dla tak krótkiego czasu przełączeń należy w system energetyczny wprowadzić urządzenia, które pomogą zagwarantować prawie ciągłość zasilania. Najczęstszym sposobem jest zastosowanie zasilaczy UPS, by podtrzymały zgromadzoną w akumulatorach energią, napięcie zasilania na czas przełączeń układu SZR.

W tym miejscu nasze lotnisko posiada pierwszy element, który jest wyjątkowy i niezwykle nowoczesny na tle innych lotnisk, jest to urządzenie UBT+, którego zadanie kluczowe jest takie jak dla zasilaczy UPS, jednak energia magazynowana jest nie w akumulatorach, a w zasobniku energii kinetycznej zwanym POWERBRIDGE.

Schemat zasobnika energii kinetycznej

Także inaczej niż w tradycyjnym zasilaczy UPS brak jest elementów inwerterowych odpowiedzialnych za jakość uzyskanej energii elektrycznej, natomiast zastosowana jest maszyna motor/generator zwana UNIBLOCK, która kontroluje cały proces przetwarzania, magazynowania, przesyłania energii do odbiorników.

Schemat generatora

Dzięki urządzeniu UBT+ na naszym lotnisku czas przełączeń pomiędzy zasilaniami podstawowym a rezerwowym nie występuje, co w praktyce gwarantuje ciągłość zasilania dla urządzeń nawigacyjnych. Jednak zgodnie z p.8.1.11 przepisów ICAO wymagania dotyczące zasilań powinny uwzględniać dodatkowe wymagania na wypadek awarii podstacji czy linii przesyłowych i wprowadza awaryjne zespoły prądotwórcze jako niezależne źródło zasilania. W systemie naszego lotniska agregat prądotwórczy zespolony jest właśnie z urządzeniem UBT+ i stanowi dodatkowe awaryjne źródło zasilania dla urządzeń nawigacyjnych.

Dla większości lotnisk na świecie w tym miejscu kończy się rozbudowę systemu pod względem tzw. pewności zasilań, jednak w Pyrzowicach zastosowano dodatkowy element, który podwyższa ową niezawodność i jest nim APOTRANS.

Urządzenie z nowej generacji zwanej Static Transfer Switches (STS), działa podobnie jak tradycyjny SZR jednak czas przełączania pomiędzy dwoma zasilaniami podstawowym i rezerwowym trwa mniej niż 3 milisekundy, co w praktyce dla wszystkich urządzeń oznacza bezprzerwowe zasilanie. Dodatkowo urządzenie posiada możliwość kontrolowania sieci wyjściowej i w szerokim zakresie utrzymywanie jej na wysokim poziomie pod względem parametrów.

Schemat systemu APOTRANS

 Cały system jest niezwykle stabilny i wykazuje dużą przewidywalność oraz niski poziom awaryjności co daje pewność, że bezpieczeństwo operacji lotniczych na pyrzowickim lotnisku jest na najwyższym możliwym poziomie. Z całą pewnością można stwierdzić, że nowa droga startowa Katowice Airport posiada najnowocześniejszy w Polsce system zasilania w energię elektryczną.

Tekst: Marcin Szymończyk, Dział Energetyczny Katowice Airport