Przykłady użycia analizatorów Sonel PQM. Część 15. Synchronizacja faz

Kompleksowe pomiary diagnostyczne jakości zasilania, bardzo często wymagają przeprowadzenia pomiarów w kilku punktach jednocześnie. Jednak podłączenie kilku analizatorów w różnych punktach nic nie da, jeśli wszystkie one nie będą posiadały dokładnie takiego samego czasu, a ich końcówki pomiarowe nie będą podłączone dokładnie do tych samych faz.

Opis rozpoznanego problemu

Wykonano pomiary pracy transformatora żywicznego SN o napięciach 20 kV/2x690 V. Uzwojenia transformatora były w układzie D/y11/d0. Do pomiarów użyto trzech analizatorów klasy A z zewnętrzną synchronizacją czasu przy pomocy wbudowanych modułów GPS. Czy można precyzyjnie zweryfikować zgodność faz pomiędzy poszczególnymi punktami pomiarowymi?

 

 

Zastosowane narzędzia pomiarowe

• 3 x analizator Sonel PQM-702 (zobacz następcę Sonel PQM-710)
• Komplet cęgów F-3A (In=3000 A) oraz komplet cęgów C-6A (In=10 A)
• Oprogramowanie Sonel Analiza

Rys. 1. Oscylogramy napięć i prądów chwilowych po stronie SN w układzie trójkąta (D)

 

Rys. 2. Oscylogram napięć i prądów chwilowych po stronie nN w układzie gwiazdy (y11)

 

Rys. 3. Oscylogram napięć i prądów chwilowych po stronie nN w układzie trójkąta (d0)

WNIOSKI WSTĘPNE:

1. We wszystkich punktach pomiarowych zachowany jest kierunek wirowania (następstwo) faz.
2. Na wszystkich trzech oscylogramach fazy L1, L2 i L3 są ze sobą zgodne z dokładnością do 2ms.

W celu dokładniejszego przeanalizowania danych, dla sieci 50 Hz występują zależności:

• jeden pełny okres sieci trwa 20ms, co odpowiada obrotowi wektora napięcia o kąt 360°,
• każde przesunięcie wektora napięcia o 30° odpowiada czasowi 1,67ms,
• kąty przesunięcia fazowego dla układów trójkąta i gwiazdy zawsze podawane jest jako wielokrotność 30°.

Analizując przejście przebiegów przez zero dla napięcia międzyfazowego U L1-2 (markery nr 1 na Rys. 1, 2, 3), można zauważyć, że czasy tych samych punktów pomiarowych wynoszą odpowiednio:

• po stronie SN w układzie trójkąta (D) - 18:00:00.122 
• po stronie nN w układzie trójkąta (d0) - 18:00:00.122
• po stronie nN w układzie gwiazdy (y11) - 18:00:00.120

WNIOSKI KOŃCOWE:

1. Do precyzyjnej synchronizacji analizatorów wymagany jest aktywny GPS.
2. Na podstawie analizy jednoczesnych oscylogramów w stanie ustalonym, można identyfikować zgodność faz w wielu punktach pomiarowych.
3. Dla pary uzwojeń trójkąt-trójkąt (D/d0), przesunięcie fazowe wynosi 0ms (0°) i jest zgodne z oczekiwaniami, gdyż taki układ połączeń nie powinien wprowadzać przesunięcia fazowego. Przesunięcie godzinowe „0” określa brak przesunięcia wektorów napięć pomiędzy stroną pierwotną a wtórną transformatora.
4. Dla pary uzwojeń trójkąt-gwiazda (D/y11) przesunięcie fazowe wynosi ok. 2ms (ok. 36°). Po uwzględnieniu błędów pomiarowych, potwierdza to zgodność wektorów napięć w układzie gwiazdy „y” z napięciami w układzie trójkąta „D”. Przesunięcie godzinowe „11” określa przesunięcie wektorów napięć pomiędzy stroną pierwotną a wtórną transformatora o 330° (napięcie po stronie wtórnej wyprzedza napięcie po stronie pierwotnej o 30°).

 

Autorzy:
Krzysztof Lorek, Marcin Szkudniewski