Kategorie Agregaty prądotwórcze

Silniki elektryczne w agregatach prądotwórczych

Silnik elektryczny w agregacie prądotwórczym

Silniki elektryczne są jednymi z najbardziej rozpowszechnionych odbiorników energii elektrycznej. Powszechność ich występowania powoduje, że w wielu przypadkach muszą one posiadać możliwości zasilania ze źródeł awaryjnych, a w sporadycznych przypadkach również ze źródeł napięcia gwarantowanego.

Najpowszechniej stosowanymi silnikami elektrycznymi są silniki trójfazowe indukcyjne (asynchroniczne) oraz trójfazowe silniki synchroniczne. Stosowane są również silniki indukcyjne jednofazowe o niewielkich wartościach mocy przy napięciu zasilającym 230 V. Trójfazowe silniki indukcyjne i silniki synchroniczne produkowane są na napięcia 230 V; 400 V; 500 V oraz 6000 V. Moce dostępnych silników mieszczą się w przedziale od kilkunastu watów do kilku megawatów. Silniki niskiego napięcia budowane są do mocy 250 kW.

Podstawowymi parametrami charakteryzującymi silniki są:

  • Moc znamionowa,
  • Napięcie nominalne,
  • Współczynnik mocy,
  • Moment rozruchowy,
  • Prąd rozruchu.

Moc znamionowa silników jest to moc oddawana przez silnik, definiowana również jako moc mechaniczna na wale.

Silniki klatkowe

Silniki indukcyjne zwarte (klatkowe) posiadają najprostszą budowę spośród wszystkich silników elektrycznych. Prosta jest również eksploatacja co spowodowało, że są one powszechnie stosowane w różnych układach napędowych.

Prędkość obrotową w tych silnikach można wyrazić następującym wzorem:

N=60 x f x (1-s)/p

Gdzie:

f- częstotliwość napięcia zasilającego [Hz],

s – liczba par biegunów silnika [Hz],

s – poślizg

Prędkość ta różni się od prędkości synchronicznej pola wirującego o wartości poślizgu, która w silnikach indukcyjnych zwartych wynosi (1,5 – 5) %.

Regulacja prędkości obrotowej w tych silnikach może być regulowana przez zmianę częstotliwości napięcia zasilającego. Możliwa jest również zmiana prędkości przez zmianę napięcia zasilającego ale tylko „w dół”. Zwiększenie napięcia powyżej wartości nominalnej grozi uszkodzeniem izolacji uzwojeń. Zmiany prędkości obrotowej przez zmianę częstotliwości realizowane są z wykorzystaniem układów przekształtnikowych.

W silnikach klatkowych z charakterystyki mechanicznej wynika, że zwiększenie częstotliwości ponad wartość nominalną (50 Hz) wymaga również zwiększenia napięcia zasilającego co jest niemożliwe ze względu na zwiększający się pobór prądu magnesującego, wzrost strat oraz niebezpieczeństwo uszkodzenia izolacji uzwojeń.

Wiele silników klatkowych znajduje zastosowanie w prostych układach napędowych, gdzie silnik z napędzanym urządzeniem stanowi sztywne połączenie (obrabiarki, piły tarczowe, itp.) Prędkość obrotową silnika w takich napędach zmienia się w niewielkich granicach w zależności od obciążenia. Natomiast przekroczenie przez moment obciążenia wartości nominalnej momentu obrotowego silnika skutkuje gwałtownym spadkiem prędkości obrotowej, a tym samym zwiększeniem pobieranego z sieci prądu. Moment silnika indukcyjnego zwartego zależy od jego prędkości obrotowej.

W silnikach indukcyjnych klatkowych nieznaczne zmniejszenie  napięcia zasilającego powoduje znaczne zmniejszenie momentu obrotowego silnika. Dla przykładu zmniejszenie napięcia zasilającego silnik zaledwie o 10 % powoduje zmniejszenie momentu obrotowego o 19 %. Zmiana momentu obrotowego powoduje nieznaczne zmniejszenie prędkości obrotowej silnika co skutkuje wzrostem prądu pobieranego ze źródła zasilającego. Wzrost prądu powoduje zwiększenie strat oraz grzanie się uzwojeń co może doprowadzić w skrajnym przypadku do zniszczenia izolacji uzwojeń, a tym samym stwarzań zagrożenie porażeniowe oraz pożarowe. Podobne skutki powoduje zwiększenie napięcia ponad wartość nominalną. Dlatego też napięcie zasilające silnik indukcyjny musi spełniać warunek U = Un +- 5%.

Moment rozruchowy w silnikach klatkowych zawiera się w granicach (1,0 – 2,5) Mn.

Zbyt niskie napięcie zasilające podczas rozruchu może uniemożliwić uruchomienie silnika. Problemy te pojawiają się szczególnie wtedy gdy moment rozruchowy jest nie znacznie większy jak moment oporowy (obciążenie). W takim przypadku nawet nieznaczne obniżenie napięcia zasilającego może spowodować nie możliwość uruchomienia silnika lub znacznie przedłużyć jego rozruch i w konsekwencji skutkować nadmiernym nagrzaniem izolacji uzwojeń lub zniszczeniem silnika. Niekorzystną cechą silników klatkowych jest ich duży prąd rozruchowy, który wynosi (4- 8) In w zależności od mocy oraz konstrukcji silnika.

Duży prąd rozruchowy wynika z fizyki działania silnika. W chwili załączenia napięcia zasilającego silnik, jedynym oporem dla płynącego prądu są niewielkie rezystancje uzwojeń stojana. Wraz z upływem czasu indukuje się w nich  siła elektromotoryczna przeciw indukcji i wartość płynącego przez uzwojenia prądu ulega stabilizacji. Uzyskanie wartości nominalnej jest uzależnione od prędkości obrotowej silnika. Wartość prądu rozruchowego ulega zmniejszaniu wraz z upływem czasu aż w końcu ulega stabilizacji na poziomie wartości In, co następuje po osiągnięciu przez silnik nominalnej prędkości obrotowej.

Na uwagę zasługuje fakt, że obciążenie silnika nie wpływa na wartość prądu rozruchowego, a jedynie na czas trwania rozruchu. Czas rozruchu dłuższy niż 15 sekund może być powodem nadmiernego wzrostu temperatury uzwojeń co powinno być uwzględnione podczas projektowania instalacji zasilającej silnik. Rozruch silników klatkowych o mocy większej niż 5 kW należy realizować z wykorzystaniem układów rozruchowych ze względu na silne obciążenie sieci zasilającej i negatywny wpływ na odbiorniki wrażliwe na spadki napięć powodowane prądami rozruchowymi (np. żarówki)

Rozruch silników klatkowych

Spośród kilku stosowanych sposobów rozruchu, najbardziej popularnym jest rozruch silnika w układzie przełącznika gwiazda/trójkąt. W tym przypadku rozruch silnika odbywa się początkowa przy połączeniu uzwojeń stojana w gwiazdę, a następnie przełącza się je do połączenia w trójkąt. W czasie rozruchu uzwojenia silnika zasilane są napięciem mniejszym o pierwiastek z trzech, przez co prądy pobierane z sieci zasilającej są 3 kronie mniejsze. Skutkuje to również trzykrotnie mniejszym momentem rozruchowym przez co rozruch ten stosowany jest praktycznie przy rozruchu silników nieobciążonych (tzw. rozruch lekki).

W niektórych przypadkach rozruch silnika musi odbywać się przy obciążeniu, które niejednokrotnie jest dość duże (napęd windy, pompy głębinowe, itp.) . W takich przypadkach stosuje się silniki o innej konstrukcji (dwuklatkowe lub głębokożłobkowe), w których współczynnik prądu rozruchowego k<4, dzięki czemu w wielu przypadkach nie ma potrzeby stosowania układów rozruchowych. W takich silnikach moment rozruchowy jest znacznie większy niż w silnikach o wykonaniu normalnym.

Podczas projektowania instalacji zasilającej silnik należy pamiętać, że współczynnik mocy silnika podczas rozruchu znacznie się różni od wartości znamionowej. Posiada on duży wpływ na wartość spadku napięcia w przewodach zasilających silnik. Wartość współczynnika mocy dla silnika będącego w stanie rozruchu zawiera się w przedziale (0,1-0,4) i zależy od mocy silnika oraz jego konstrukcji.

Przy doborze silników należy jednak pamiętać by pracowały one odpowiednio obciążone (optymalne obciążenie występuje wówczas gdy moment obciążenia Mb jest znacznie mniejszy lub równy momentowi nominalnemu silnika Mn). Silnik obciążony momentem niższym jak nominalny powoduje pobór większej mocy biernej w stosunku do jej wartości nominalnej. Szczególnie duża wartość mocy biernej jest pobierana przez silnik pracujący w stanie jałowym, przez co należy unikać długotrwałej pracy silników na biegu jałowym.

Uwaga! Każdy silnik trójfazowy jest wrażliwy na pracę niepełnofazową. W celu uniknięcia skutków powodowanych brakiem (zanikiem) napięcia w jednej fazie, zabezpieczenie zanikowe silnika może zostać uzupełnione zabezpieczeniem od pracy niepełnofazowej.

Stosowane są również silniki dwuklatkowe oraz silniki głębokożłobkowe, które charakteryzuje mniejszy prąd rozruchowy oraz większy moment rozruchowy w stosunku do silników klatkowych powszechnego użytku.

Wirnik silnika dwuklatkowego ma dwie klatki: zewnętrzną (rozruchową) z prętami o małym przekroju oraz wewnętrzną (pracy) z prętami i dużym przekroju. Działanie klatki rozruchowej objawia się podczas rozruchu. Ich duża rezystancja powoduje zmniejszenie prądu rozruchowego. Moment tego silnika jest sumą dwóch momentów: momentu rozruchowego oraz momentu pracy. Silnik ten charakteryzuje mniejszy współczynnik mocy oraz mniejsza sprawność w stosunku do silnika jednoklatkowego. Silniki te dzięki dużemu momentowi rozruchowemu mogą być stosowane do rozruchu bezpośredniego lub do rozruchu z przełącznikiem gwiazda/trójkąt.

Silnik głębokożłobkowy charakteryzuje to, że głębokość żłobka jest bardzo duża w stosunku do jego szerokości. Dzięki takiej konstrukcji podczas rozruchu występuje zjawisko wypierania prądu co skutkuje zmiennością rezystancji wirnika. Podczas rozruchu rezystancja jest duża, a tym samym zmniejszeniu ulega prąd rozruchowy. Wraz z upływem czasu rozruchu, zjawisko wypierania prądu zanika i rezystancja klatki wirnika maleje. Silnik głębokożłobkowy przystosowany jest do rozruchu bezpośredniego.

Do napędów wentylatorów wyciągowych stosowane są niekiedy silniki wielobiegowe, w których uzwojenie jest przełączalne na dwie liczny biegunów. Mogą też być dwa uzwojenia w stojanie, co umożliwia zwiększenie liczby stopni prędkości kątowej.

Silnik pierścieniowy

Zastosowanie silników klatkowych w urządzeniach o ciężkim rozruchu jest ograniczone ze względu na mały moment rozruchowy oraz duże prądy rozruchu, które negatywnie oddziałowują na pracę innych odbiorników. Duży prąd rozruchowy może powodować znaczne spadki napięć w sieci zasilającej, które będą skutkowały zakłóceniami pracy innych odbiorników zasilanych ze wspólnej sieci.

W takich przypadkach niejednokrotnie stosuje się silniki pierścieniowe, które dzięki włączeniu rezystorów rozruchowych w obwodzie wirnika pozwalają uzyskać duży moment rozruchowy przy jednoczesnym zmniejszeniu prądu rozruchowego. Silnik pierścieniowy wymaga jednak rozrusznika. Włączenie do obwodu wirnika rezystorów rozruchowych umożliwia zmniejszenie prądu rozruchowego do wartości 2,5 In, przy współczynniku mocy podczas rozruchu o wartości w przedziale (0,6 – 0,7).

Silniki synchroniczne

Silniki synchroniczne mają dużo mniejsze zastosowanie niż silniki asynchroniczne.

Moment rozruchowy silników synchronicznych zależy od wartości napięcia zasilającego i przy obniżonej wartości napięcia zasilającego może stać się mniejszy od momentu oporowego. W takiej sytuacji silnik wypadnie z synchronizmu i zatrzyma się. Moment rozruchowy silnika synchronicznego jest praktycznie równy zero, przez co te silniki wymagają rozruchu, który jest realizowany asynchronicznie dzięki dodatkowemu uzwojeniu umieszczonemu w nabiegunnikach magneśnicy. Uzwojenie te jest podobne do uzwojenia wirnika silnika klatkowego. Po osiągnięciu prędkości obrotowej zbliżonej do synchronicznej zostaje wyłączone wzbudzenie i silnik wpada w synchronizm. Zaletą tych silników jest stała prędkość obrotowa i możliwość płynnej regulacji wartości współczynnika mocy.

Wartość współczynnika mocy w silniku synchronicznym zależy bezpośrednio od prądu wzbudzenia. Przy silniku niewzbudzonym współczynnik mocy ma charakter indukcyjny, a przy silniku przewzbudzonym, charakter pojemnościowy. Silniki te czasami są wykorzystywane do kompensacji mocy biernej, w zakładach przemysłowych. Moce produkowanych silników synchronicznych mieszczą się w przedziale od kilkudziesięciu kilowatów do kilku megawatów. Wartość pojemnościowego współczynnika mocy zależy od mocy wzbudnicy i zakresu regulacji jej napięcia oraz ograniczona jest przez dopuszczalną wartość prądu wzbudzenia silnika.

Silnik synchroniczny powszechnie nazywany maszyną synchroniczną jest maszyną przystosowaną do pracy silnikowej i prądnicowej.

Kategorie Agregaty prądotwórcze

Rodzaje mocy zespołu prądotwórczego

moc agregatu pradotworczego

Zgodnie z normą PB-ISO 8528-1 „Zespoły prądotwórcze prądu przemiennego napędzane silnikiem spalinowym tłokowym. Zastosowania, kwalifikacji i wymagania” definiuje się następujące moce oddawane przez zespół prądotwórczy:

  • Moc trwała (COP),
  • Moc szczytowa (PRP),
  • Moc ograniczona czasowo (LPT).

Zdefiniowane w normie moce odnoszą się do mocy czynnej oddawanej przez generator zespołu prądotwórczego i są podawane przez producentów zespołów prądotwórczych. Często w katalogach producentów zostaje określona znamionowa moc pozorna zespołu (podawana w [kVA]) oraz znamionowa moc czynna przy znamionowej częstotliwości i znamionowym współczynniku mocy generatora dla obciążenia indukcyjnego (podawana w [kW]).

Moc trwała

Moc trwała (COP) określa wartość mocy, którą można w sposób ciągły obciążyć zespół prądotwórczy przez cały rok z zachowaniem niezbędnych przerw koniecznych dla obsługi serwisowej. Jest ona określana w [kW] lub w procentach mocy znamionowej czynnej zespołu.

Moc szczytowa

Moc szczytowa (PRP), określa największą moc, którą można obciążyć zespół prądotwórczy pracujący w określonych warunkach otoczenia przy zmieniającym się obciążeniu, które może występować w czasie nieograniczonej liczby godzin w ciągu roku, z zachowaniem przerw niezbędnych dla obsługi serwisowej.

Przy określaniu mocy szczytowej, konieczne jest określenie średniej dopuszczalnej mocy oddawanej wciągu 24 godzin, czyli średniego dopuszczalnego obciążenia zespołu w ciągu doby. Moc ta jest określana przez producenta zespołu prądotwórczego na podstawie danych katalogowych silnika spalinowego napędzającego generator zespołu.

Moc ograniczona czasowo

Moc ograniczona czasowo (LPT), określa największą moc zespołu prądotwórczego pracującego w określonych warunkach otoczenia, która może być dostarczana z jego generatora w czasie nie przekraczającym 500 godzin rocznie z zachowaniem niezbędnych przerw koniecznych na obsługę serwisową zespołu, przy pracy ciągłej nie przekraczającej 300 godzin w ciągu roku.

Przekroczenie granicy mocy przy zasilaniu odbiorników z zespołu prądotwórczego spowoduje odcięcie dopływu paliwa do silnika spalinowego napędzającego generator i w konsekwencji przerwanie dostaw energii elektrycznej do zasilania odbiorników.

Dobierając moc agregatu prądotwórczego należy zwracać uwagę na podawane w katalogach producentów zdefiniowane wyżej moce określone w normie. Spełnienie wszelkich wymagań określonych w tym dodatku pozwoli na długotrwałą, bezawaryjną pracę zespołu prądotwórczego.

Należy bezwzględnie unikać długotrwałego obciążania zespołu prądotwórczego mocą znamionową z uwagi na silnik napędzający generator, który w takim przypadku ulegnie szybkiemu wyeksploatowaniu.

Kategorie Agregaty prądotwórcze

Projektowanie i badanie ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania w obwodach o układzie zasilania TN

Ochronę przeciwporażeniową w obwodach zasilających zasilacze UPS lub przemienniki częstotliwości poprzez samoczynne wyłączenie o układach zasilania TN, należy projektować zgodnie z ogólnymi zasadami określonymi w normie PN-IES 60364. Każdy obwód na początku musi posiadać zabezpieczenia zwarciowe w postaci wyłącznika nadprądowego lub bezpiecznika topikowego.

Prąd znamionowy bezpieczników lub prądy nastawcze członu zwarciowego wyłączników muszą zostać dobrane z uwzględnieniem różnych stanów roboczych oraz odkształcenia prądu tak by w normalnych warunkach pracy urządzenia nie następowało przerwanie zasilania.

Zasilacze UPS oraz niskonapięciowe przemienniki częstotliwości przy jednofazowym zwarciu na wyjściu lub w instalacji odbiorczej przez nie zasilanej nie wprowadzają asymetrii prądów wejściowych, co skutkuje niemożliwością wyłączenia zasilania w fazie objętej zwarciem. Przyczyną tego stanu jest falownik, który symetryzuje obciążenie w takt komutacji aktywnych elementów przekształtnika co skutkuje cyklicznym załączaniem na zwarcie wszystkich faz.

Przekształtniki zasilaczy UPS oraz przemienników częstotliwości ze względu na konieczność ochrony przed uszkodzeniem prądem zwarciowym elementów aktywnych są wyposażane w układy automatyki ograniczający prąd wyjściowy do wartości nie większej niż 2,5 In (gdzie: In – prąd znamionowy). Ograniczenie prądu zwarciowego powoduje trudności w uzyskaniu skutecznego samoczynnego wyłączenia zasilania na wejściu przekształtnika nawet gdy jest on urządzeniem jednofazowym.

Działanie automatyki ograniczającej prąd zwarciowy (stosowanej do ochrony półprzewodnikowych elementów kluczujących) nie powoduje przerwania galwanicznego obwodu zasilającego przez co nie może być traktowane jako samoczynne wyłączenie zasilania. W większości przypadków wzrost prądów wyjściowych w tych urządzeniach skutkuje przełączeniem zasilania na bypass wewnętrzny i ominięciem przekształtnika, jednak podczas projektowania ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie tego stanu nie należy brać pod uwagę chociażby ze względu na możliwość uszkodzenia toru obejściowego.

W związku z tym za kryterium ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach zasilanych przez UPS lub przemiennik częstotliwości należy przyjąć ograniczenie napięcia dotykowego do wartości dopuszczalnej długotrwale, przyjmowanej w zależności od warunków środowiskowych.

Przy pomiarze impedancji pętli zwarcia w obwodach zasilanych poprzez zasilacze UPS proponuje się wykonanie oceny skuteczności ochrony przeciwporażeniowej przed dotykiem pośrednim przez sprawdzenie, czy w czasie zwarcia doziemnego o prądzie zwarciowym równym Ia wystąpiłoby na częściach przewodzących dostępnych napięcie dotykowe o wartości nie przekraczającej napięcia dotykowego, dopuszczalnego długotrwale w danych warunkach środowiskowych.

Badanie stanu ochrony przeciwporażeniowej dla tak przyjętych zasad wykonuje się przez obliczenie spodziewanych wartości napięć dotykowych, jakie wystąpią na objętych ochroną częściach przewodzących dostępnych jednocześnie podczas metalicznego zwarcia doziemnego. Dla dokonaniu obliczeń należy wykonać pomiar impedancji pętli zwarcia z pominięciem (przez zmostkowanie zacisków wejściowych i wyjściowych jednej z faz) przemiennika częstotliwości i przy równoczesnym przerwaniu ciągłości przewodów pozostałych faz i przewodu neutralnego. Po wykonaniu pomiaru impedancji pętli zwarcia należy obliczyć impedancję przewodu PE przyjmując ją jako równą 0,5 zmierzonej impedancji.

Zgodnie z wymaganiami normy PN-IEC 60364 uważa się, że ochrona jest skuteczna, jeżeli napięcie dotykowe jest mniejsze od dopuszczalnego długotrwale w danych warunkach środowiskowych. Jeżeli warunek ten nie jest spełniony, to należy wykonać połączenie wyrównawcze dodatkowe (miejscowe), łączące badaną część przewodzącą dostępną z częściami przewodzącymi dostępnymi innych urządzeń elektrycznych, oraz z częściami przewodzącymi obcymi znajdującymi się w otoczeniu badanego urządzenia. Skuteczność wykonanego połączenia wyrównawczego dodatkowo sprawdza się przez obliczenie spodziewanej wartości napięcia dotykowego.

Kategorie Agregaty prądotwórcze

Układy współpracy zespołu prądotwórczego z siecią elektroenergetyczną

zespół prądotwórczy z siecią elektroenergetyczną

Poniżej przedstawiono ogólną koncepcję zasilania obiektu budowlanego z podziałem na kategorie zasilania zgodne z przyjętym podziałem funkcjonującym od szeregu lat w gospodarce elektroenergetycznej:

  • Kategoria I – odbiorniki dla których przerwa w zasilania powstała z dowolnej przyczyny może spowodować zagrożenie dla życia ludzi lub bardzo poważne straty w materiale.
  • Kategoria II – odbiorniki, dla których dopuszczalna przerwa w zasilaniu może wynosić do kilkudziesięciu sekund (czas potrzebny na uruchomienia źródła zasilania awaryjnego, z którego zasilane są tylko odbiorniki niezbędne dla normalnego funkcjonowania obiektu budowlanego).
  • Kategoria III – odbiorniki dla których przerwa w zasilaniu nie powoduje żadnych negatywnych skutków (rezerwowe źródło zasilania, tj. drugi transformator, jest instalowane tylko w uzasadnionych przypadkach, np.: szpital, zakład przemysłowy, centra przetwarzania informacji, dworce kolejowe i lotnicze, urzędy administracji państwowej, itp.)

Często można spotkać sytuację, że podstawowym źródłem zasilania obiektu budowlanego jest stacja transformatorowa przyłączona do Systemu Elektroenergetycznego (SEE). Źródłem rezerwowym jest stacja transformatorowa przyłączona do SEE i zasilana inną linią elektroenergetyczną niż stacja nr 1.

Zespół prądotwórczy jest przyłączany do instalacji elektrycznej połączonej z systemem elektroenergetycznym, przez co projektant jest zobowiązany do zapewnienia właściwej współpracy zespołu prądotwórczego z siecią elektroenergetyczną. Zespół prądotwórczy stanowi w tym przypadku źródło awaryjne, które nie może dostarczać energii do sieci elektroenergetycznej. Powoduje to konieczność projektowania układów uniemożliwiających pracę równoległą źródeł lub wsteczne podanie napięcia do sieci z generatora zespołu prądotwórczego. W przypadku zespołów prądotwórczych uruchamianych ręcznie należy stosować ręczne przełączniki zasilania.

Natomiast zespoły wyposażone w układy samorozruchu i samozatrzymania należy wyposażyć w układy automatyki SZR z blokadą mechaniczną i elektryczną.

W przypadku zespołów prądotwórczych wyposażonych w automatykę samorozruchu i samozatrzymania należy pamiętać, że część układów automatyki zainstalowana jest  zespole i w przypadku pozostawania zespołu w warunkach gotowości do pracy wymaga zasilania z sieci elektroenergetycznej (grzałki, dekoder zaniku faz, itp.). Obwody te należy zabezpieczyć prze przeciążeniami, przepięciami oraz porażeniami i wykonać w układzie TN-S.

Ze względu na pewność zasilania nie należy do ich zabezpieczania stosować wyłączników różnicowoprądowych. Przekroje przewodów należy dobierać tak, by został zachowany warunek samoczynnego wyłączenia oraz warunek długotrwałej obciążalności prądowej i przeciążalności zgodnie z wymaganiami normy PN-IEC 60364 (wzory 2,4 i 5).

Kategorie Agregaty prądotwórcze

Dodatkowe badania serwisowe zespołu prądotwórczego

pomiary elektryczne zespołu prądotwórczego

Do podstawowych badań zespołu prądotwórczego przy ocenie bezpieczeństwa elektrycznego zespołu prądotwórczego oprócz klasycznego pomiaru rezystancji izolacji, należy również zaliczyć pomiar upływy prądu, pomiar rezystancji przejścia pomiędzy dostępnymi częściami metalowymi czy pomiar rezystancji uziemienia.

Pomiar prądu upływu.

Po włączeniu napięcia obserwuje się wskazania miliamperomierza. Stopniowo zmniejsza się wartość rezystancji nastawionej na rezystorze dodatkowym do wartości stanowiącej z rezystancją obwodu pomiarowego wypadkową wartość 2000 W. Po doprowadzeniu rezystancji obwodu pomiarowego do wymienionej wartości dokonuje się odczytu wartości prądu.

W przypadku zespołów prądotwórczych wyposażonych w wyłączniki różnicowoprądowe, regulując wartość rezystancji obwodu pomiarowego, odczytuje się wartość prądu zadziałania wyłącznika. Pomiar należy przeprowadzić osobno dla każdego przewodu skrajnego. Wynik pomiaru uznaje się za pozytywny, jeżeli wartość prądu upływu nie przekroczy 5 mA, a w szczególnym przypadku wartości określonej w PN-EN 60335-1 „Bezpieczeństwo elektrycznych przyrządów do użytku domowego i podobnego”.

Pomiar rezystancji przejścia pomiędzy dostępnymi częściami metalowymi.

Pomiar ten służy do oceny zagrożenia od napięć dotykowych powstającego na łączeniach części składowych zespołu wskutek działania doziemnego prądu zwarciowego. Wykonuje go się przez połączenie zacisków pomiarowych technicznego mostka Thomsona  z zaciskiem ochronnym zespołu i zaciskami ochronnymi generatora, tablicy bezpiecznikowo-rozdzielczej, tablicy przyłącza gniazd wyjściowych, bloku automatycznej regulacji napięcia, filtru przeciwzakłóceniowego i ramy zespołu prądotwórczego.

Ponadto przeprowadza się pomiar połączeń metalicznych innych styków z przewodami ochronnymi zespołu, jeżeli rozwiązanie konstrukcyjne zespołu ma takie połączenia. Wynik pomiaru uznaje się za pozytywny, jeżeli rezystancja przejścia każdego połączenia metalowych części przewodzących dostępnych z głównym punktem uziemiającym lub szyną nie przekracza 0,002 W.

Pomiar rezystancji uziemienia.

Pomiar rezystancji uziemienia zespołu prądotwórczego przeprowadza się induktorowym miernikiem uziomów. Przed przystąpieniem do pomiaru powinno się poddać oględzinom stan instalacji uziemiającej. Należy sprawdzić stan połączeń punktu uziemiającego zespołu prądotwórczego oraz ewentualnie stan połączenia przewodu uziomowego z uziemieniem. Wartość rezystancji uziemienia uzyskaną w wyniku pomiaru należy przeliczyć następnie na wartość uwzględniającą stan gruntu.

Wynik pomiaru uznaje się za pozytywny w przypadku, gdy Robl <= 5 W. W przypadku warunków polowych wynik pomiaru należy uznać za miarodajny bez potrzeby przeliczania z uwzględnianiem współczynnika poprawkowego.

Pozostałe pomiary bezpieczeństwa agregatu prądotwórczego.

Innymi badania zespołu prądotwórczego jest sprawdzenie działania zabezpieczeń (pomiar progu oraz czasu zadziałania)  – nie wykonuje się do w normalnych warunkach eksploatacyjnych.

Pomiar wytrzymałości elektrycznej izolacji zespołu prądotwórczego wykonuje się za pomocą automatycznego próbnika izolacji o napięciu nie mniejszym niż 2500 V, którego przewody przyłącza się do zacisków mierzonych obwodów. Celem badania jest sprawdzenie wytrzymałości elektrycznej: izolacji obwodu głównego względem masy (obudowy) zespołu, izolacji obwodu wzbudzenia (obwodu regulacyjnego w zespołach z generatorem bezszczotkowymi) względem masy (obudowy), izolacji pomiędzy obwodem głównym, a uzwojeniem wzbudzenia.