Przykłady użycia analizatorów Sonel PQM. Część 8. Praca agregatu prądotwórczego

Jakość Energii Elektrycznej (JEE) to również brak przerw w dostarczaniu energii elektrycznej. Z dostępnych rozwiązań najpowszechniej są stosowane agregaty prądotwórcze napędzane silnikami Diesel 'a. Pozwalają one zabezpieczyć ciągłość zasilania zarówno w czasie chwilowych awarii  jak i przerw długotrwałych występujących w systemach dystrybucji energii. Ze względu na tymczasowe warunki pracy, norma PN-EN 50160 przewiduje odrębne parametry jakościowe w pracy wyspowej.

Opis rozpoznanego problemu

Agregat pracuje w trybie ciągłym zasilając fragment wrażliwego i niespokojnego procesu technologicznego. Należy ocenić wpływ skokowej zmiany obciążeń na pracę agregatu i istotne parametry jakościowe zasilania. Analizę przeprowadzono na podstawie wycinkowej rejestracji 24-godzinnej typowego okresu produkcyjnego.  

Zastosowane narzędzia pomiarowe

• Analizator Sonel PQM-702 (zobacz następcę Sonel PQM-710)
• Komplet cęgów F-1A 
• Oprogramowanie Sonel Analiza

Rys. 1. Obraz napięć i prądów podczas pracy agregatu

 

Rys. 2. Obraz częstotliwości na tle prądów podczas pracy agregatu

 

Rys. 3. Wykres napięć dla pracy agregatu prądotwórczego

 

Wnioski wstępne

1. Zmienność obciążenia (Patrz 1. i 2.) wpływa w widoczny sposób na częstotliwość sieci spowodowaną zmianą obrotów (Patrz 3. i 4.). 
2. Zmiany obrotów powodują dodatkowo widoczne efekty wahań napięcia (Patrz 4.). 

Nietypowe obserwacje

Wahania wartości RMS napięcia mogą być spowodowane zmianą częstotliwości. Innym powodem może być skojarzenie okresu zmienności sygnału z czasem uśredniania w mierniku, połączonym ze szybkimi zmianami kształtu przebiegów napięć i prądów. Może to powodować nieintuicyjny obraz sytuacji.

Obserwowane zdarzenia wzrostów napięcia (Patrz 5.) mają charakter efektu matematycznego w którym wartość RMS reprezentuje energię sygnału a nie poziomy chwilowe, co jest widoczne w skojarzeniu z oscylogramem wartości chwilowych (Patrz 6.). 

Rys. 4. Obraz RMS 20ms(1/2) napięć i prądów fazowych zdarzenia wzrostu napięcia podczas pracy agregatu

 

Rys. 5. Obraz oscylograficzny napięć i prądów fazowych zdarzenia wzrostu napięcia podczas pracy agregatu

 

Rys. 6. Obraz wycinkowy częstotliwości i napięć fazowych podczas pracy agregatu 

 

Rys. 7. Obraz wycinkowy zmian napięć fazowych w wyniku szybkich zmian obciążenia podczas pracy agregatu

 

Wnioski

1. Wahania wartości RMS napięcia (Rys. 6.) spowodowane mogą być zmianą częstotliwości oraz skojarzeniem okresu zmienności z czasem uśredniania, a także nieokresową zmianą kształtu przebiegów napięć i prądów, co może powodować nieintuicyjny obraz sytuacji. 
2. Agregat nie należy do bardzo „sztywnych” źródeł zasilania, dla tego skokowe zmiany obciążenia potrafią wywoływać duże zapady napięcia oraz zmiany częstotliwości sieci, powiązane z prędkością obrotową silnika (Rys. 6.).
3. Interpretacja zdarzeń związanych z przekroczeniami wartości RMS wymaga dodatkowej analizy oscylogramów obrazujących rzeczywiste zachowywanie się sygnałów.

 

Autor:
Krzysztof Lorek