Przykłady użycia analizatorów Sonel PQM. Część 11. Brak zasilania rezerwowego z generatora

Rezerwowe zasilanie jest często krytycznym elementem infrastruktury elektroenergetycznej w placówkach, gdzie priorytetem jest bezpieczeństwo (np. szpitale, serwerownie) lub wysokie koszty strat (np. procesy produkcyjne). Generatory napędzane silnikami spalinowymi są powszechnie stosowane tam, gdzie niezbędne jest rezerwowanie zasilania. Dobrze dobrany generator, który jest na bieżąco serwisowany jest skutecznym źródłem zasilania.

Opis rozpoznanego problemu

Generator o ciągłej mocy pozornej 124 kVA (oraz czynnej 99 kW) zasila awaryjnie wentylatory oraz automatykę, która odpowiada za bezpieczne wyłączenie pieca przemysłowego w razie braku zasilania sieciowego. Podczas zaniku napięcia sieciowego, generator automatycznie uruchamia się, ale nie zasila krytycznych urządzeń. Skutkiem tego jest brak włączenia wentylatorów chłodzących piec.

Zastosowane narzędzia pomiarowe

• Analizator Sonel PQM-710
• Komplet cęgów F-2A (In=3000 A)
• Oprogramowanie Sonel Analiza

Rys. 1. Przebiegi napięć i prądów z uśrednianiem 10 ms, brak przepływy prądu po uruchomieniu generatora

 

Rys. 2. Przebiegi napięć i prądów z uśrednianiem 200 ms, brak sekwencji startu urządzeń krytycznych

 

Rys. 3. Przebiegi napięć i częstotliwości z uśrednianiem 200 ms

 

WNIOSKI WSTĘPNE:

1. Pierwsza próba zasilania z generatora nie powidła się (Rys. 1), z powodu ustawienia zbyt krótkiej zwłoki między startem generatora a załączaniem urządzeń krytycznych.
2. Po wydłużeniu czasu zwłoki, nadal nie działała prawidłowo automatyczna sekwencja uruchomień kolejnych wentylatorów (pola nr 1 na Rys. 2 oraz Rys. 3). Zaobserwować można znaczne wahania napięcia i częstotliwości spowodowane znacznymi prądami rozruchowymi (Rys. 2).

Po przeanalizowaniu wstępnych wniosków, przeprowadzono ręczną sekwencję startową wszystkich wymaganych urządzeń krytycznych do bezpiecznego wygaszenia pieca. Celem tego eksperymentu było sprawdzenie, czy moc generatora jest wystarczająca, aby wykluczyć ten powód. Aby mieć precyzyjne pomiary, zastosowano uśrednianie co 200 ms. Na Rys. 4 pokazane są przebiegi poboru mocy z generatora przy załączaniu kolejnych odbiorników. Efektem końcowym była poprawna praca wszystkich wymaganych urządzeń. Moc pozorna przy największym obciążeniu osiągnęła wartość 81,95 kVA a moc czynna 53,03 kW. W stanie ustalonym stosowne moce kształtowały się na poziomie 48 kVA oraz 40 kW.

 

Rys. 4. Przebiegi trójfazowych mocy pozornej i czynnej z uśrednianiem 200 ms dla ręcznej sekwencji

 

Dzięki uśrednianiu pomiarów co 200 ms, na Rys. 5 można precyzyjnie zauważyć wahania napięcia i częstotliwości występujące podczas prądów rozruchowych. Wahania te jednak nie wpłynęły negatywnie na pracę urządzeń.

 

Rys. 5. Przebiegi napięć i częstotliwości z uśrednianiem 200 ms dla ręcznej sekwencji

 

WNIOSKI KOŃCOWE:

1. Zastosowanie analizatora Sonel PQM-710 z krótkimi okresami uśredniania pomiarów, umożliwiły jednoznaczne rozwiązanie rozpoznanego problemu. 
2. W pierwszej kolejności wykazano, że brak zasilania urządzeń przez generator spowodowany był zbyt krótką zwłoką czasową pomiędzy uruchomieniem generatora a startem urządzeń.
3. Następnie zidentyfikowano, że generator zapewnia odpowiedni zapas mocy potrzebny dla krytycznych urządzeń przy wygaszaniu pieca. Podczas ręcznego rozruchu urządzeń, moc pozorna osiągała wartości do 81 kVA a moc czynna do 57 kW. Po uruchomieniu wszystkich wymaganych urządzeń, moc pozorna ustabilizowała się na poziomie 47 kVA a moc czynna 40 kW. W żadnym przypadku nie zostały przekroczone moce ciągłe generatora.
4. Przyczyn braku zasilania z generatora należy szukać w innym miejscu (np. złe nastawy automatyki załączającej generator, błędne połączenia lub uszkodzenia elementów automatyki).

ZALECENIA:

1. Należy skontrolować poprawność połączeń w rozdzielnicy urządzeń odpowiedzialnych za włączanie urządzeń krytycznych.
2. Należy sprawdzić potencjalne uszkodzenia automatyki.
3. Należy przeprowadzić diagnostykę ustawień automatyki.

 

Autor:
Marcin Szkudniewski