Podobnie prosto możemy uzyskać inną ciekawą informację o przebiegu awarii, a mianowicie zmiany w czasie kąta wirnika.
Jak wiadomo, wirnik generatora wykonuje 3000 obrotów na minutę, dzięki czemu generowane napięcie ma częstotliwość 50 Hz. Częstotliwość ta jest dokładnie kontrolowana i, w wyniku sprzężenia z siecią zewnętrzną, w zasadzie nie może być inna. Obrazowo możemy powiedzieć, że wybrany punkt na obwodzie wirnika pojawia się naprzeciw danego punktu stojana w odstępach czasu równych 20 ms. Kiedy jednak generator zostanie obciążony (zwiększenie poboru prądu na przykład w wyniku włączenia klimatyzatorów u odbiorców indywidualnych), nasza wirtualna kropka na obwodzie wirnika zacznie pojawiać się w nieco innym miejscu, choć w tych samych odstępach czasu co poprzednio. Różnica kątowa obu położeń – przy biegu jałowym i pod obciążeniem, nazywana jest kątem mocy generatora.
Ciekawym zagadnieniem jest jak duży może być kąt mocy, zanim nastąpi utrata synchronizmu z siecią zewnętrzną i wyłączenie bloku przez zabezpieczenia. Przez dłuższy czas panował pogląd, poparty analizami teoretycznymi i symulacjami, że maksymalną wartością kąta mocy może być 40 – 50 stopni. Ponieważ pomiar takich zjawisk jest dość skomplikowany, nie można było dotąd zweryfikować tych danych.
W przypadku programu Analiza, możemy wyznaczyć zmiany kąta wirnika kilkoma kliknięciami. Ponieważ mamy już składową zgodną napięcia oraz przebieg czasowy napięcia podwzbudnicy, wyznaczamy różnicę faz między tymi sygnałami. W programie Analiza wykres kąta mocy generatora jest rysowany w ten sposób, że po osiągnięciu przez kąt wartości 360o, następne wartości rysowane są od wartości 0o. Dzięki temu utrzymana jest dość duża dokładność odwzorowania przebiegu. Niemniej, przy wyliczaniu pełnej zmiany kąta należy uwzględniać kolejne przejścia 360 – 0.
Poniżej pokazany jest wykres kąta mocy w funkcji czasu, wyliczony według zarejestrowanych przebiegów czasowych podczas zakłócenia.
Rys. 5. Zmiany kąta mocy generatora w funkcji czasu podczas zakłócenia.
Jak widać, w danym przypadku kąt mocy generatora na początku rejestracji miał wartość 90o, przeszedł dwukrotnie próg 360o, osiągnął wartość 168.55o, nieco się zmniejszył i dopiero wtedy zadziałało zabezpieczenie, wyłączając blok z pracy. Maksymalna zarejestrowana zmiana kąta mocy wyniosła więc ok. 798o i to w ciągu nieco ponad 2.5 sekundy! Więcej informacji o tym zjawisku i podstawach teoretycznych pomiaru można znaleźć w pracy Wincentego Bekasiaka, Janusza Proniewicza i Bogdana Sobczaka „Wykorzystanie mikroprocesorowego systemu rejestrującego SRZ-AMP do wyznaczania kąta mocy turbozespołu”, Energetyka, nr 7/8 2004, str. 421 – 427.
Zaprezentowane przykłady wyraźnie pokazują różnice między wizualnym przeglądaniem zarejestrowanych przebiegów czasowych napięć i prądów a automatycznym przetwarzaniem rejestracji, możliwym dzięki takim wyspecjalizowanym programom jak Analiza firmy TRONIA. Zjawiska, które dotąd były rozważane jedynie teoretycznie, są teraz dostępne dla każdego specjalisty w elektrowni. Nie muszę chyba dodawać, że bez znajomości tych zjawisk trudno podejmować właściwe decyzje odnośnie utrzymania ruchu, zakresu i terminu modernizacji, czy aktualizacji układów kontrolnych i zabezpieczających.
A może lepiej o tym wszystkim nie wiedzieć i spać spokojnie?
Prąd płynie, napięcie się kołysze, a stan konta rośnie z każdą watosekundą…
wstecz
