Sonel PQM - Leistungsanalysator - Verwendungsbeispiel Nr. 11: Keine Notstromversorgung vom Generator

Die Notstromversorgung ist oft ein kritisches Element der Strominfrastruktur in Einrichtungen, in denen die Sicherheit Priorität hat (z. B. Krankenhäuser, Serverräume) oder hohe Verlustkosten (z. B. Produktionsprozesse) anstehen. Von Verbrennungsmotoren angetriebene Generatoren werden üblicherweise dort eingesetzt, wo Notstrom erforderlich ist. Ein gut ausgewählter Generator, der regelmäßig gewartet wird, ist eine effektive Energiequelle.

Beschreibung des erkannten Problems

Der Generator mit einer Dauerscheinleistung von 124 kVA (und einer Wirkleistung von 99 kW) versorgt die Ventilatoren und die Automatisierung, die bei Stromausfall für das sichere Herunterfahren des Industrieofens sorgt, mit Notstrom. Bei einem Stromausfall startet der Generator automatisch, versorgt jedoch keine kritischen Geräte mit Strom. Infolgedessen schalten sich die Ofenkühlgebläse nicht ein.

Eingesetzte Messmittel

• Sonel PQM-710 Analysator
• Zangensatz F-2A (In=3000 A)
• Software Sonel Analysis

Abb. 1. Wellenformen von Spannungen und Strömen mit 10 ms Mittelung, kein Strom fließt nach dem Start des Generators

 

Abb. 2. Spannungs- und Stromwellenformen mit 200-ms-Mittelung, keine Startsequenz für kritische Geräte

 

Abb. 3. Spannungs- und Frequenzwellenformen mit 200-ms-Mittelung

 

VORLÄUFIGE SCHLUSSFOLGERUNGEN:

1. Der erste Versuch, Strom vom Generator einzuspeisen, scheiterte (Abb. 1), weil die Verzögerung zwischen dem Start des Generators und kritischen Geräten zu kurz eingestellt war.
2. Nach Verlängerung der Verzögerungszeit funktionierte die automatische Startfolge der Ventilatoren immer noch nicht richtig (Felder Nr. 1 in Abb. 2 und Abb. 3). Bedingt durch hohe Einschaltströme sind erhebliche Spannungs- und Frequenzschwankungen zu beobachten (Bild 2).

Nach Überprüfung der vorläufigen Schlussfolgerungen wurde eine manuelle Startsequenz für alle erforderlichen kritischen Geräte durchgeführt, um den Ofen sicher abzuschalten. Das Ziel dieses Experiments war es, herauszufinden, ob die Generatorleistung ausreicht, um diesen Grund auszuschließen. Um genaue Messungen zu haben, wurde eine Mittelung alle 200 ms verwendet. Fig. 4 zeigt die Wellenformen des Stromverbrauchs vom Generator, wenn aufeinanderfolgende Empfänger eingeschaltet werden. Das Endergebnis war der korrekte Betrieb aller erforderlichen Geräte. Die Scheinleistung bei höchster Last erreichte den Wert von 81,95 kVA und die Wirkleistung 53,03 kW. Im eingeschwungenen Zustand lagen die jeweiligen Leistungen bei 48 kVA und 40 kW.

 

Abb. 4. Dreiphasige Schein- und Wirkleistungskurven mit 200-ms-Mittelung für manuellen Ablauf

 

Durch Mittelung der Messungen alle 200 ms zeigt Bild 5 genau die Spannungs- und Frequenzschwankungen, die bei Einschaltströmen auftreten. Diese Schwankungen beeinträchtigten den Betrieb der Geräte jedoch nicht.

 

Abb. 5. Spannungs- und Frequenzwellenformen mit 200-ms-Mittelung für manuelle Sequenz

 

ABSCHLIESSENDE SCHLUSSFOLGERUNGEN:

1. Die Verwendung des Analysators Sonel PQM-710 mit kurzen Mittelungszeiträumen der Messungen ermöglichte eine eindeutige Lösung des identifizierten Problems.
2. Zunächst zeigte sich, dass die fehlende Stromversorgung der Geräte durch den Generator durch eine zu kurze Zeitverzögerung zwischen dem Start des Generators und dem Start der Geräte verursacht wurde.
3. Es wurde dann festgestellt, dass der Generator beim Abschalten des Ofens ausreichend Kopffreiheit für kritische Geräte bietet. Bei der manuellen Inbetriebnahme der Geräte erreichte die Scheinleistung Werte bis 81 kVA und die Wirkleistung bis 57 kW. Nach dem Start aller erforderlichen Geräte stabilisierte sich die Scheinleistung bei 47 kVA und die Wirkleistung bei 40 kW. In keinem Fall wurde die Dauerleistung des Generators überschritten.
4. Die fehlende Stromversorgung durch den Generator hat andere Ursachen (z. B. falsche Einstellungen der Einschaltautomatik des Generators, falsche Anschlüsse oder Beschädigung der Automatikelemente).

EMPFEHLUNGEN:

1. Die Korrektheit der Anschlüsse in der Schaltanlage von Geräten, die für das Einschalten kritischer Geräte verantwortlich sind, sollte überprüft werden.
2. Mögliche Schäden der Automatisierung sollten überprüft werden.
3. Diagnostizieren Sie die Automatisierungseinstellungen.

 

Autor:
Marcin Szkudniewski