Kako su generatori pada napona korisni za ispitivanje prekida napona

Definiranje generatora pada napona
NEMA MG1-16.48 definira pad napona kao najveća razlika napona od nazivnog izlaznog napona generatora. Upadne struje pri pokretanju motora ili velika blok opterećenja ograničavaju brzinu motora i niže pobude glavnog polja stvaraju ove padove. Budući da se uzroci i rješenja za trenutne padove napona razlikuju od onih za blok opterećenja, oni se mjere i analiziraju neovisno. Zbog svoje trenutačne prirode, najveći pad uzrokovan udarnom strujom motora događa se unutar pet ciklusa i može se pratiti samo osciloskopom. Mehanički snimači mogu detektirati padove uzrokovane velikim opterećenjem blokova koji usporavaju brzinu motora.

Dugotrajna konfuzija
Neke marke generatora je teško usporediti jer pad napona drugačije je definiran u dokumentaciji poduzeća. Umjesto trenutnog pada napona, isporučuje se kontinuirani pad napona, koji ocjenjuje pad na nižoj, ali dužoj krivulji oporavka.
Uz usporedbu subtranzijentne reaktancije dvaju generatora s usporedivim AVR vremenima odziva, može se dobiti smislena usporedba pada napona pri pokretanju motora. Prilikom pokretanja istog motora, dva stroja s identičnom podprijelaznom reaktancijom imat će otprilike isti pad napona.

Kao rezultat toga, pružatelji usluga koji koriste trajni pad napona kao mjeru pada napona dat će samo jednoznačan odgovor "da" ili "ne" na pitanje hoće li njihov generator odgovarati standardima trenutnog pada napona koje su uspostavili drugi proizvođači.
To je jedina metoda kojom možete osigurati da ćete dobiti usporedive ponude za projekte koje opisujete.

Razumijevanje prijelaznog odziva generatorskih agregata
Nema potrebe brinuti se o sposobnosti lokalnog komunalnog poduzeća da preuzme opterećenje ili bilo kakvim prijelaznim učincima na kvalitetu električne energije kada sklopka pošalje nekoliko stotina kW u krug. Međutim, to su legitimni problemi kada se struja crpi iz agregata. Količina opterećenja koja se može prihvatiti u jednom koraku, kao i veličina prolaznih utjecaja na kvalitetu električne energije, uvelike varira među modelima generatora.

Kada se na generatorski sklop primijeni veliko opterećenje, brzina motora privremeno opada – ili pada – prije nego što se vrati u stabilno stanje. Kada se teret ukloni, brzina motora se privremeno povećava – ili prelazi. Kvaliteta električne energije je promijenjena jer je frekvencija generatora određena brojem okretaja motora. Prijelazni odziv je mjerenje ovih prolaznih fluktuacija brzine.

Mjere se duljina i % promjene frekvencije prijelazne reakcije (vidi sliku u nastavku). Vrijeme koje je potrebno da se motor vrati u stabilno stanje naziva se vrijeme oporavka. To može biti u rasponu od jedne sekunde do dvadeset sekundi. Općenito, što je veći postotak pada i što je duže potrebno motoru da se oporavi, veća je težina autobusa.

Padovi su često opasniji od prekoračenja jer prekomjerno opterećenje bloka može uzrokovati zastoj motora i pad napona generatora. Rotacijska masa generatorskog seta pomaže u održavanju frekvencije, iako inercija mora biti pažljivo uravnotežena između generatora i motora. Kada je specificiran veći generator, pad frekvencije se smanjuje, dopuštajući da više konjskih snaga motora bude dostupno za oporavak. Mehanizam za regulaciju napona generatorskog agregata najkritičnija je komponenta koja utječe na prijelaznu reakciju. Metode regulacije napona volt-po-hercu kontroliraju napon proporcionalno prateći frekvenciju.

Kako veliko opterećenje bloka smanjuje broj okretaja motora i frekvenciju generatora, napon pada, učinkovito rasterećujući motor i skraćujući vrijeme oporavka. Ovaj sustav koriste svi Cat gen setovi. Sustavi regulacije konstantnog napona imaju manji postotak promjene napona, ali mnogo duže razdoblje oporavka. Kada je motor potpuno opterećen povećava se opasnost od zastoja motora. Neki generatori koriste metode regulacije dvostrukog napona po hercu. Iako ove metode značajno poboljšavaju mogućnosti učitavanja blokova ili skraćuju vrijeme oporavka, one dolaze s puno većim padom napona. Na prijelazni odziv također utječe podešavanje motora.

Većina generatorskih motora ima turbopunjače kako bi osigurali dodatne konjske snage – i kW – bez potrebe za većim motorom. Nedostatak turbo punjenja je u prolaznom odzivu. Zrak postaje ograničavajući element u scenarijima vuče. Što je dulji prijelazni odziv motora s agregatom, to je više turbopunjen. Padovi napona i kratki prekidi nastaju zbog kvarova u elektroenergetskoj mreži uzrokovanih brzim promjenama velikih opterećenja. Kontinuirano promjenjivi potrošači priključeni na električnu mrežu uzrokuju promjene napona. Budući da te pojave mogu utjecati na električnu i elektroničku opremu, moraju se oponašati u laboratorijskom okruženju.

IEC 61000-4-30 ispitivanja
• IEC 61000-4-11, koji se odnosi na električnu i elektroničku opremu s nazivnom ulaznom strujom koja ne prelazi 16 A po fazi za spajanje na 50 Hz ili 60 Hz AC mreže.
• IEC 61000-4-34, koji se odnosi na električnu i elektroničku opremu s nazivnom ulaznom strujom većom od 16 A po fazi, posebno padove napona i kratke prekide za opremu spojenu na mreže izmjenične struje od 50 Hz ili 60 Hz, uključujući jednofazne i 1-fazne mreže. IEC preporučuje mjerenja na licu mjesta u cijelom elektroenergetskom sustavu za struje veće od 3 A po fazi.
• IEC 61000-4-29, koji se primjenjuje na električnu i elektroničku opremu kada dođe do pada napona, kratkih prekida ili promjena napona na priključcima istosmjernog napajanja.
Cilj je, kao i kod svih osnovnih EMC standarda, stvoriti jedinstvenu referencu za procjenu otpornosti električne i elektroničke opreme kada je izložena tim pojavama. Norme proizvoda odgovorne su za određivanje relevantnosti i primjenjivosti ispitivanja navedenih u osnovnoj normi. Ovdje navedeni materijal bit će usredotočen na standard IEC 61000-4-11.

Zahtjevi za ispitnu opremu
Namjenska ispitna oprema može se koristiti u laboratorijima za repliciranje padova napona, kratkih prekida i ispitivanja varijabilnosti. Osnovni standardi IEC-a daju ispitivanja varijacija napona kao opciju. Slijede standardi koje ispitna oprema mora zadovoljiti kako bi se mogla koristiti za ispitivanje usklađenosti:

• Izlazni napon bez opterećenja – izlazni napon generatora mora biti unutar 5% od postavljenih razina pada kada nema opterećenja. Razine pada specificirane su kao 0%, 40%, 70% i 80% nominalnog napona.
• Promjena izlaznog napona s opterećenjem – promjena napona od praznog hoda do opterećenja mora biti manja od 5% definirane razine pada.
• Sposobnost izlazne struje – generator mora biti sposoban prenositi struju veću od 16 A u kratkom vremenskom razdoblju na potrebnoj razini pada. Najteža je okolnost na razini pada od 40%, kada generator mora podnijeti 40 A tijekom 3 sekunde.
• Mogućnost vršne udarne struje – ispitna oprema ne bi trebala ograničavati sposobnost vršne udarne struje. Maksimalna vršna sposobnost generatora ne smije premašiti 1000 A za mrežu od 250 V do 600 V, 500 A za mrežu od 200 V do 240 V i 250 A za mrežu od 100 V do 120 V.
• Prekoračenje/podbacivanje napona – Kada je generator opterećen otpornim opterećenjem od 100, trenutno vršno prekoračenje/podbacivanje stvarnog napona mora biti manje od 5% postavljene razine pada.
• Vremena porasta i pada napona – Generator mora imati mogućnost prebacivanja između 1 i 5 sekundi tijekom iznenadne promjene razine napona.
• Fazni pomak – generator mora moći pomicati faze između 0 i 360 stupnjeva.
• Fazni odnos i prolaz kroz nulu - generator mora moći otkriti i sinkronizirati se s napajanjem izmjenične struje. Fazni odnos događaja pada napona i prekida mora biti manji od 10° frekvencije napajanja. Osim toga, kontrola prelaska nule generatora mora biti unutar 10° od mrežne frekvencije.

Važnost vremena uspona i pada
Od ključne je važnosti upotrijebiti ispitnu opremu koja zadovoljava potrebna brza vremena porasta i pada tijekom izvođenja padova napona i kratkih prekida kako bi se izbjegao veliki fazni pomak tijekom prebacivanja. Vrijeme prebacivanja od 1s – 5s je najgori mogući scenarij i replicira kratki spoj u električnoj mreži u blizini elektroničke opreme. Kao rezultat toga, testovi koji koriste brzo prebacivanje mogu procijeniti trajnost opreme koja se ocjenjuje u najgorem slučaju. Promotrit ćemo učinak vremena prebacivanja na mrežu napajanja od 230 V / 50 Hz kao primjer.

Možemo odrediti fazni pomak za različita vremena sklopke pomoću frekvencije izmjenične struje. Možemo vidjeti da se najsporije vremensko ograničenje prebacivanja od 5 s utvrđeno u IEC 61000-4-11 prevodi u fazni pomak od samo 0.09°. Dip generator prije usklađivanja s vremenom prebacivanja od 200 s dodaje fazni pomak od 3.6°, a vrijeme prebacivanja od 500 s dodaje fazni pomak od 9°.

Pad ispitne razine je sekundarni učinak ovog značajnog faznog pomaka. U energetskim mrežama od 60 Hz utjecaj faznog pomaka još je izraženiji. Vrijeme prebacivanja od 200 s, na primjer, predstavlja fazni pomak od 4.3° na 60 Hz, dok je vrijeme prebacivanja od 500 s jednako faznom pomaku od 10.8°. S obzirom na to da početni kut pravog pada također može biti diktiran preciznošću generatora, zadržavanje smanjenog faznog pomaka zahvaljujući procesu prebacivanja vrlo je korisno.

Važnost mogućnosti udarne struje
Kada spojite elektroničku opremu na električnu mrežu, udarna struja ulazi u opremu, što može uzrokovati štetu. Većina elektroničke opreme dizajnirana je sa strujnim krugom za ograničavanje te udarne struje. Kada se električna mreža oporavi nakon pada napona ili kratkog prekida, nastavlja se isti tok udarne struje, ali se zaštitni krug može isključiti. Kako bi se šteta na opremi svela na najmanju moguću mjeru tijekom pada napona ili kratkog prekida, generator pada mora davati dovoljnu struju bez ograničenja udarne struje.

Korištenje električnih romobila ističe padove napona i oprema za ispitivanje kratkih prekida trebala bi u idealnom slučaju zadovoljiti vršni kapacitet pokretanja udarne struje. Ako ispitna oprema ispunjava ovaj zahtjev (najmanje 1,000 A za 250 V – 600 V mrežu, 500 A za 220 V do 240 V mrežu i 250 A za 100 V – 120 V mrežu), mjerenje vršne udarne struje EUT-a je nepotrebno, čime se štedi vrijeme. Ako je promatrana udarna struja EUT-a manja od 70% prijavljenog udarnog pogona ispitne opreme, IEC 61000-4-11 dopušta zaobilazno rješenje korištenja generatora s nižom udarnom strujom. Budući da se obje karakteristike moraju izmjeriti prije testa, to povećava vrijeme i troškove.

Promjene između IEC 61000-4-11 Ed.2 i Ed.3
IEC 61000-4-11 Ed.3 izdan je 2020. i zamjenjuje prethodni IEC 61000-4-11 Ed.2 iz 2004. Ključne izmjene u standardu su eksplicitniji opis vremena porasta i pada i ponavljanje strog zahtjev za korištenjem generatora s vremenima porasta i pada u rasponu od 1 s do 5 s za ispitivanje sukladnosti.

Zahtjevi standarda za prekoračenje/podbacivanje bili su nejasni u izdanju 2, što je dovelo do nesporazuma u vezi s parametrima koji se trebaju mjeriti tijekom kalibracije/verifikacije. Prema nekim tumačenjima, prekoračenje i podbacivanje treba bilježiti i kada dođe do prijelaza razine i kada je prijelaz razine završen.

Prekoračenje i podbacivanje sada su eksplicitno definirani kao učinci koji se javljaju nakon prebacivanja, a ne prije prebacivanja. To znači da pad padajućeg ruba zahtijeva samo mjerenje, ali prekoračenje rastućeg ruba zahtijeva mjerenje. Kada se mjeri s otpornim opterećenjem od 100, prekoračenje ili podbacivanje mora biti manje od 5% stvarnog napona.

PITANJA I ODGOVORI
Zašto dolazi do pada napona?
A pad napona događa se kada napon napajanja (UF) padne ispod praga postavljenog na 90% navedenog napona napajanja (Uc). Pad napona događa se u polifaznom sustavu kada barem jedan od napona padne ispod praga i završava kada su svi naponi jednaki ili iznad praga.

Što je točno ispitivanje padova napona i prekida?
Padovi napona a kratki prekidi nastaju zbog kvarova u elektroenergetskoj mreži uzrokovanih brzim promjenama velikih opterećenja. Kontinuirano promjenjivi potrošači priključeni na električnu mrežu uzrokuju promjene napona.

Što je zapravo prekid napona?
Do prekida napona dolazi kada URMS(1/2) napon padne ispod naznačene razine prekida. Obično je prag prekida postavljen znatno niže od razine pada napona. Prekid počinje kada napon URMS(1/2) padne ispod vrijednosti praga prekida i završava kada napon URMS(1/2) bude jednak ili premaši vrijednost praga prekida plus histereza napona.

Lisun Instruments Limited osnovao je LISUN GROUP u 2003. LISUN sustav kvalitete je strogo certificiran prema ISO9001:2015. Kao član CIE, LISUN proizvodi su dizajnirani na temelju CIE, IEC i drugih međunarodnih ili nacionalnih standarda. Svi proizvodi prošli su CE certifikat i ovjereni od strane laboratorija treće strane.

Naši glavni proizvodi su Goniofotometar, Integrirajući sferu, spektroradiometra, Napredni generator, ESD simulator oružja, EMI prijemnik, EMC test oprema, Električni sigurnosni ispitivač, Komora za zaštitu okoliša, temperatura komore, Klimatska komora, Toplinska komora, Ispitivanje soli, Komora za ispitivanje prašine, Vodootporno ispitivanje, RoHS test (EDXRF), Test žarne žice i Test iglica plamenom.

Slobodno nas kontaktirajte ako vam treba podrška.
Tehnički odjel:  Service@Lisungroup.com , Mobitel / WhatsApp: +8615317907381
Odjel prodaje:  Sales@Lisungroup.com , Mobitel / WhatsApp: +8618117273997

Oznake:CSS61000-11