Jak prawidłowo testować agregaty prądotwórcze i dlaczego to robić

Niezawodność układów zasilania gwarantowanego jest ważna dla każdego obiektu, o znaczeniu strategicznym, takich jak: szpitale, instytucje przetwarzania danych, obiekty telekomunikacyjne.

Aby zwiększyć niezawodność, każda z tych branż musi zrozumieć i przemyśleć kluczowe czynniki, które mają wpływ na specyfikację, instalację oraz konserwację układu zasilania gwarantowanego.

Czynniki te można podzielić na cztery kategorie:

  • projekt układu zasilania gwarantowanego i jakość wykonania,
  • dobór parametrów agregatu prądotwórczego i projekt układu zasilania,
  • odbiór i szkolenie obsługi,
  • konserwacja i badania okresowe w tym testy pod obciążeniem.

Najważniejszym czynnikiem dla długiej niezawodności nad którym chcielibyśmy się skupić  jest regularna konserwacja i testowanie. Profilaktyczne utrzymanie układów zasilania powinno zawierać następujące operacje:

  • oględziny,
  • wymiany oleju,
  • serwis systemu chłodzenia,
  • serwis układu paliwowego,
  • testowanie akumulatorów rozruchowych,
  • regularne testowanie silnika pod obciążeniem.

Okresowe testowanie jest wymagane w aplikacjach o podwyższonych wymaganiach co do niezawodności funkcjonowania infrastruktury zasilania budynków/obiektów.

Najlepiej jest przetestować układ w warunkach rzeczywistego obciążenia nominalnego, natomiast testowanie działania układu bez obciążenia lub z obciążeniem poniżej 30% wartości nominalnej mocy generatora może negatywnie wpłynąć na jego długoterminową niezawodność jak również powodować pozostawanie oleju w silniku, co jest wywołane niepełnym spalaniem paliwa.

Dlatego bardzo ważną sprawą jest to, aby testy prowadzić pod obciążeniem które wymusi aby zarówno silnik, jak i generator osiągnęły minimalną temperaturę pracy (tj. temperatura spalin ok. 340°C dla silników Diesel ) po to, by pozbyć się jakiejkolwiek zgromadzonej wilgoci, która mogła skondensować się w systemie.

Większość producentów zaleca, aby testować układy generatorowe okresowo, przy co najmniej 30% obciążenia znamionowego po to, aby w ten sposób zapobiec gromadzeniu się wilgoci i paliwa w układzie wydechowym. Jeżeli w praktyce testowanie z rzeczywistym obciążeniem obiektu nie jest możliwe, wówczas w początkowym etapie projektowania systemu należy rozważyć zastosowanie zainstalowanych na stałe układów obciążenia lub należy przewidzieć możliwość podłączenia przenośnych odbiorników (obciążnic) do prawidłowego obciążania generatora podczas przeprowadzania testów.

Dodatkowo według standardu NFPA 110 (Standard for Emergency and Standby Power Systems) wymagane są cotygodniowe oględziny i comiesięczne testy pracy generatora przy minimalnym 30% obciążeniu w ciągu 30 minut lub do chwili osiągnięcia przez silnik stałej temperatury pracy.

Co najmniej raz w roku wszystkie obiekty powinny przećwiczyć system zasilania rezerwowego w warunkach rzeczywistego obciążenia obiektu i przy pełnych warunkach zagrożenia, aby sprawdzić, czy system wystartuje, będzie pracował i przyjmie obciążenie znamionowe. NFPA 110 określa coroczny test przy pełnym obciążeniu w sposób ciągły w czasie dwóch godzin. Ponieważ zatkane filtry paliwa i zabrudzenie paliwa należą do czołowych przyczyn awarii systemu zasilania, praca okresowa i odświeżanie paliwa przez dedykowane systemy filtracji,  jest ważnym krokiem w zapewnieniu niezawodności całego systemu.

Standardowa metodologia jaką stosujemy przy testach generatorów określona przez różnych producentów powinna być następująca :

Etap I

Wizualne sprawdzenie agregatu w tym :

  • Kontrola płynu chłodzącego,
  • Kontrola oleju,
  • Kontrola szczelności układu smarowania i chłodzenia (czy nie ma wycieków),
  • Kontrola akumulatorów (stan elektrolitu i naładowania),
  • Kontrola czystości chłodnicy oraz czystości wentylacji prądnicy,
  • Kontrola czystości elementów wentylacji czerpni, wyrzutni, kanałów dolotowych,
  • Kontrola grzałki bloku silnika (w okresie zimowym sprawdzić przed startem czy blok silnika jest ciepły >20o

Etap II

Praca pod obciążeniem w tym:

  1. Skokowe obciążenie agregatu – 0% -> 25% (praca przez 15 min) -> 0%
  2. Skokowe obciążenie agregatu – 0% -> 50% (praca przez 15 min) -> 0%
  3. Skokowe obciążenie agregatu – 0% -> 75% (praca przez 15 min )-> 0%
  4. Próba pełnego obciążenia agregatu, sekwencja ustalona to 0% -> 50% (praca przez 5 min) -> 100% (praca 2 godziny) -> 50% (praca przez 5 min) -> 0%

Etap III

Weryfikacja systemów bezpieczeństwa (alarmy i ostrzeżenia) m.in.:

  • Alarm wysokiej temperatury
  • Alarm ciśnienia oleju
  • Alarm overspeed
  • Awaryjny wyłącznik (emergency stop)
  • Niski poziom paliwa w zbiorniku
  • Błąd rozruchu

Podczas prób obciążeniowych należy używać miernika jakości energii w celu rejestracji zachowań agregatu podczas prac na obciążeniu w tym między innymi:

  • Weryfikacja częstotliwości przy obciążeniu skokowym
  • Weryfikacja napięć międzyfazowych przy obciążeniu skokowym
  • Weryfikacja prądów przy obciążeniu skokowym
  • Weryfikacja częstotliwości przy pełnym obciążeniu nominalnym
  • Weryfikacja napięć przy pełnym obciążeniu nominalnym
  • Weryfikacja prądów przy pełnym obciążeniu nominalnym
  • Weryfikacja zadawanego obciążenia podczas prób
  • Weryfikacja zawartości harmonicznych THD i THDu,

Realizując skokowe obciążenia agregatu jesteśmy w stanie określić jakość dostarczanego przez niego prądu w momencie przejmowania obciążenia. Przejmowanie przez generator jednorazowo większej niż 50% wartości jego mocy znamionowej może powodować wahnięcia częstotliwości i napięcia prądu dostarczanego. Ma to ogromne znaczenie dla prawidłowej pracy urządzeń zasilanych ze źródła rezerwowego, w przypadku braku funkcji krokowego zwiększania obciążenia w pozostałych systemach (np. zasilacze awaryjne UPS). Wspomniane wahnięcia mogą spowodować np. wyłączenie się serwerów co jest niedopuszczalnym zdarzeniem w Centrum Przetwarzania Danych a po przez realizację takowych testów można temu zapobiec.

Podsumowując testy agregatów prądotwórczych jak i ich prawidłowe wykonanie są niezbędne do zapewnienia pożądanej jakości i dostępności zasilania.

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *