To pytanie zadaje sobie wiele osób, a odpowiedź jest dość prosta: niezależnie od tego, czy zarządzasz zautomatyzowaną linią produkcyjną, centrum danych czy elektrownią fotowoltaiczną, należy monitorować pięć podstawowych wskaźników:-harmoniczne, migotanie, brak równowagi, zapad i częstotliwość-. Działają jak pełna kontrola stanu, mierząc prawdziwy stan sieci energetycznej z różnych wymiarów. Poniżej omówimy te pojęcia jeden po drugim, korzystając z przypadków, którymi się zajmowaliśmy.
Harmoniczne to zasadniczo zniekształcenia-o wysokiej częstotliwości nałożone na standardowe sinusoidalne napięcie i prąd. Im więcej-obciążeń nieliniowych w fabryce,-takich jak falowniki, zasilacze impulsowe i systemy UPS o dużej-pojemności,-tym „brudniejszy” staje się przebieg. Dla tych z nas, którzy pracują nad rozwiązaniami zabezpieczającymi przekaźniki, problemy powodowane przez harmoniczne nie ograniczają się do przegrzania linii neutralnej lub skróconej żywotności transformatorów i kondensatorów; co ważniejsze, mogą poważnie ingerować w decyzje dotyczące ochrony. Trzecia harmoniczna przepływająca przez linię neutralną często powoduje fałszywe zadziałanie przekaźników nadprądowych o sekwencji zerowej, odłączając obwody produkcyjne, które nie powinny się wyłączać. Dlatego nasze cyfrowe zaciski zabezpieczające obliczają całkowite zniekształcenia harmoniczne w czasie rzeczywistym, oddzielając składowe harmoniczne od prądów zwarciowych, aby uniknąć fałszywego wyłączenia i pomóc zlokalizować źródło harmonicznych.
Termin „migotanie” może wydawać się nieznany, ale zjawisko to jest z pewnością znajome.-Światła migoczą nieregularnie, powodując zmęczenie oczu po dłuższej ekspozycji. Migotanie odzwierciedla szybkie i powtarzalne wahania amplitudy napięcia, często spowodowane obciążeniami udarowymi, takimi jak elektryczne piece łukowe lub duże zgrzewarki punktowe, wielokrotnie pobierające energię z sieci dystrybucyjnej. W środowiskach obróbki precyzyjnej, pakowania półprzewodników i obrazowania medycznego te milisekundowe-wahania napięcia mogą zniszczyć całe partie produktów. W naszych przekaźnikach napięciowych wbudowaliśmy-krótkoczasową ocenę migotania w oparciu o normy IEC. Gdy skumulowana wartość zbliża się do limitu, ostrzega personel konserwacyjny przed wystąpieniem incydentu związanego z jakością, zapewniając proaktywne podejście znacznie lepsze niż rozwiązywanie problemów po-incydencie.
Brak równowagi to często niedoceniany,-wolno działający zabójca. Idealny układ trój-fazowy ma równe amplitudy i różnicę faz wynoszącą 120-stopni. Jednak w rzeczywistości liczne obciążenia jednofazowe-, starzejące się połączenia i awarie bezpieczników jednofazowych- zakłócają tę równowagę. Brak równowagi generuje pole magnetyczne o składowej przeciwnej wewnątrz silnika, indukujące dwukrotnie większy prąd-o częstotliwości, co powoduje miejscowe przegrzanie wirnika,-przegrzanie, którego konwencjonalne zabezpieczenie przed przeciążeniem nie jest w stanie wykryć. Spotkaliśmy się z licznymi przypadkami powtarzających się przepaleń silników pompowni, których podstawową przyczyną była niezmiennie-nierównowaga napięcia trójfazowego przekraczająca 3%. Dlatego w naszych zintegrowanych urządzeniach zabezpieczających włączyliśmy prąd składowej przeciwnej-jako oddzielny element zabezpieczający, specjalnie przeznaczony do zwalczania tego typu „prądu ukrytego”, eliminując wiele niewytłumaczalnych awarii silnika na miejscu.
Zapady napięcia są dla fabryk jeszcze bardziej uciążliwe niż długotrwałe przerwy w dostawie prądu. Uderzenia piorunów, gałęzie drzew dotykające linii napowietrznych, zwarcia w sąsiednich warsztatach, a nawet bezpośredni rozruch dużych silników mogą spowodować spadek napięcia poniżej 10% wartości znamionowej w ciągu pół cyklu, trwający zaledwie od kilkudziesięciu do setek milisekund. Niestety, w tym momencie następuje zadziałanie zabezpieczenia podnapięciowego sterowników PLC, styczników i przetwornic częstotliwości, powodując wyłączenie całej linii produkcyjnej, mimo że w zapisie usterki nie można znaleźć-prądu zwarciowego. Nasze urządzenie do monitorowania napięcia integruje kryteria krzywej tolerancji zwisu, wyraźnie rozróżniając trwałe usterki wymagające natychmiastowego wyłączenia od tymczasowych zakłóceń, które można „wstrzymać”, znacznie redukując w ten sposób niepotrzebne przestoje produkcyjne.
Z drugiej strony częstotliwość stale odzwierciedla dynamiczną równowagę pomiędzy wytwarzaniem i zużyciem energii. W systemach 50 Hz lub 60 Hz nawet odchylenie 0,5 Hz wskazuje na obciążenie sieci-potencjalnie awarię dużego generatora lub poważny niedobór energii w sieci wyspowej. Długotrwałe niewielkie odchylenia mogą powodować dryft prędkości silnika synchronicznego i zmęczenie łopatek turbiny w wyniku rezonansu. Do ochrony przekaźników powszechnie stosuje się przekaźniki częstotliwościowe do wyspowego wykrywania rozproszonych źródeł zasilania oraz jako ostatnią linię obrony przed utratą obciążenia przy niskich-częstotliwościach. W poprzednim projekcie modernizacji mikrosieci wyspowej regulator generatora diesla nagle oscylował, szybko wahając się w zakresie od 49,2 do 50,4 Hz. Tylko wykrywając nietypowe tempo zmian częstotliwości, byliśmy w stanie na czas wdrożyć strategię dopasowania obciążenia, zapobiegając przerwom w dostawie prądu na całej wyspie.
Tych pięć wskaźników nigdy nie jest izolowanych; pogorszenie w jednym obszarze często wywołuje reakcję łańcuchową. Integrujemy analizę harmonicznych, ocenę migotania, kryteria niezrównoważenia, rejestrację zapadów i zabezpieczenie częstotliwości w jedną platformę zabezpieczeń przekaźników. Naszym celem jest dostarczanie praktycznych ocen, a nie zajmowanie się mnóstwem rozproszonych alarmów. Jeśli konfigurujesz schemat ochrony obiektu, podaj szczegółowe informacje na temat typowych typów obciążenia i architektury zasilania, abyśmy mogli wspólnie znaleźć najbardziej odpowiednie ustawienia parametrów i kombinacje zabezpieczeń.
