Artykuł sponsorowany

Kiedy zakup rejestratora zakłóceń może się zwrócić?

Rys. 1. Rejestrator przenośny SZARM firmy TRONIA Sp. z o.o.
Rys. 1. Rejestrator przenośny SZARM firmy TRONIA Sp. z o.o.
TRONIA

Po południu minęliśmy las Birnam i w odległości ok. 500m od drzew założyliśmy obóz. Rozmieściliśmy czujki ruchu i kamery przemysłowe dookoła obozu, na 100 i 300 m od centrum. W specjalnym namiocie zainstalowaliśmy aparaturę przetwarzającą odbierane dane i sygnalizującą aktualny stan zabezpieczeń.
O godzinie 15 specjaliści, którzy potrafili obsługiwać aparaturę i rozumieli jej sygnalizację, udali się na spoczynek, zamykając namiot. Wieczorem to samo zrobili pozostali, ufając nowoczesnej technice.
Ciszę nocną zakłócało tylko chrapanie i szelest liści nadciągającego lasu…
Następnego dnia, kiedy bitewny kurz już opadł, specjaliści z dumą pokazywali zdjęcia nieprzyjaciela, przekraczającego kolejne rubieże. Zdjęcia były full HD, a niektóre nawet 4K, a mimo to Makbet, nasz dowódca, nie był zachwycony. Bardziej interesowały go straty, jakie ponieśliśmy w nocy …

Opisane powyżej zdarzenie można odnieść do awarii w elektrowni, wyposażonej w nowoczesne, a więc i drogie, systemy rejestracji zakłóceń. Zwykle po zainstalowaniu urządzeń jest krótkie szkolenie, po którym rozpoczyna się normalna eksploatacja. Polega ona najczęściej na sprawdzaniu, że system poprawnie pracuje i że nie ma rejestracji. Jeśli są, czasem sprawdzane jest, czy dotyczą poważnej awarii, czy tylko drobnego, ulotnego zakłócenia. W tym drugim przypadku są ignorowane. Mimo przeszkolenia, tylko bardzo nieliczni potrafią przeanalizować rejestracje z rejestratorów zakłóceń. Znam zresztą przypadki, że o istnieniu rejestratora użytkownik dowiedział się po wielu latach od ekipy serwisującej, która uzyskała zlecenie na przegląd techniczny urządzeń…

Rejestracjami użytkownik interesuje się najczęściej dopiero wtedy, kiedy wystąpi poważna awaria. Czasem rejestracje pozwalają wskazać miejsce, w którym zakłócenie zostało zainicjowane, co znacznie ułatwia lokalizację niesprawności i skraca czas postoju. Czasem na podstawie zapisów można wywnioskować, co należy naprawić lub wymienić. Jednak są to działania „po fakcie”, kiedy szkoda już została wyrządzona i trzeba zrobić ewentualnie dokumentację awarii w celach archiwalnych.
Moim zdaniem, jest to marnotrawstwo pieniędzy, które firma wyłożyła na zakup rejestratorów. Dowiedz się więcej >>

Każda awaria, której towarzyszy postój urządzeń, czy całego wydziału, generuje konkretne, wymierne straty. To, że zakłócenia zostaną odpowiednio zilustrowane i udokumentowane, nie zmniejsza ich negatywnego wpływu na budżet firmy. Chwalenie się rejestracjami z rozsadzenia transformatora, czy stopienia szynoprzewodu jest wręcz nie na miejscu. Spróbujmy podejść inaczej do tego tematu.

Tak jak normalną procedurą jest robienie obchodów przez dyżurnych, w czasie których sprawdzany jest stan urządzeń, notowane co ważniejsze wskazania mierników itp., to do codziennych obowiązków należy dodać analizę sygnałów elektrycznych pod kątem ich poprawności. Głównym zadaniem systemu rejestracji zakłóceń (włącznie z obsługującym go personelem) powinno być uprzedzanie o potencjalnym zagrożeniu.

Takie powinno być również założenie przy ustalaniu sygnałów, które powinny być monitorowane. Nigdy nie uda się podłączyć do rejestratora wszystkich możliwych sygnałów. Zawsze jest to problem wyboru. Im więcej sygnałów będzie rejestrowanych, tym droższy będzie system rejestrujący. Z drugiej strony, brak istotnych sygnałów w rejestracji spowoduje, że stanie się ona bezwartościowa dla oceny stanu bezpieczeństwa danego obwodu energetycznego. Trzeba więc rejestrować zarówno prądy jak i napięcia fazowe, ponieważ niektóre parametry, np. składowe symetryczne, moce czynne i bierne itp., można uzyskać tylko na podstawie kompletu danych.

Do tego można dodać pomiar temperatury w newralgicznych miejscach. Mając rejestrator o odpowiednio dużej częstotliwości próbkowania, można również pokusić się o rejestrację drgań. Wiele informacji niosą również sygnały dwustanowe: przełączenia obwodów, drgania styków, działania automatyki, stany przekaźników i wiele innych. To tylko przykłady. Po pewnym czasie użytkownik sam zauważy, że jedne sygnały nie wiele wnoszą do diagnostyki, a z kolei brakuje mu innych, które by bardzo pomogły przy szukaniu niesprawności. W tym przypadku dobrze mieć rejestratory o budowie modułowej, w których zmiana rodzaju wejścia analogowego może być łatwo wprowadzona nawet w wiele lat po zakupie rejestratora.

Z powyższych uwag wynika również, że system rejestracji zakłóceń powinien obejmować możliwie duży obszar firmy. Można to zrealizować np. przez rozstawienie odpowiedniej liczby rejestratorów w kluczowych punktach firmy i wspólne wyzwalanie ich rejestracji, tzn. kiedy jeden rozpoczyna rejestrowanie, inne powinny również się dołączyć, choć ich sygnały mieszczą się w założonych zakresach wartości. W ten sposób można obserwować wpływ różnych urządzeń na parametry sygnałów. Z upływem czasu jedne urządzenia/obwody są włączane, a inne wyłączane. Patrząc na to lokalnie, nie wiele można wyciągnąć wniosków z takich operacji. Jednak kiedy zestawimy rejestracje z różnych miejsc firmy, może się okazać, że wspomniane przełączenia zmieniają konfigurację, a przede wszystkim sposób działania całej sieci energetycznej firmy, włącznie np. ze zmianą kierunku przepływu energii, czy cos φ. Tu znajdziesz więcej informacji o rozwiązaniach firmy TRONIA >>

Na podstawie rejestracji (wykonanych automatycznie, lub wymuszonych ręcznie), specjalista powinien zauważyć, że niedługo może dojść do awarii i zgłosić to odpowiednim służbom, w celu wykonania właściwych prac, póki nie jest za późno. Czasem sytuacja wygląda tak, jak w anegdocie opisanej na wstępie: niesprawność rozwija się powoli, zwiększając stopniowo intensywność zaburzeń, które początkowo są trudne do zauważenia, potem przyjmowane są za normalne, a kiedy zostanie przekroczona określona granica, następuje lawinowy rozwój wypadków, któremu już nie można zapobiec.

Czy można zautomatyzować analizę rejestracji, żeby uniknąć błędów „czynnika ludzkiego”?

W pewnych przypadkach może się to udać. Są już opracowywane aplikacje diagnostyczno-analityczno-raportowe, które z jednej strony kontrolują poprawność pracy systemu rejestrującego, a drugiej strony przetwarzają rejestracje zgodnie z narzuconymi algorytmami i wnioski zamieszczają w krótkich raportach. Przegląd standardowych raportów jest dużo łatwiejszy i szybszy niż analiza kilkunastu, czy kilkuset rejestracji. Program się nie męczy i nie robi sobie przerw na kawę. Ma jednak podstawową wadę: nie ma intuicji.

Trudno wszystko przewidzieć i wskazać w programie, że takie zakłócenia należy zignorować, a takie świadczą o zagrożeniu. W tym przypadku potrzebna jest przede wszystkim doskonała znajomość monitorowanego obiektu: jego praca normalna i stany odbiegające od warunków normalnych, ale nie wskazujące na problemy: a więc rozruch, niewielkie przeciążenie, efekty przełączeniowe itp. Trzeba też znać przebieg poprzednich awarii w danym lub w podobnym urządzeniu. I najważniejsze: czy poprzednie awarie były poprzedzone określonymi objawami? Jakie to mogą być objawy?

Każdy obiekt jest nieco inny, pracuje w nieco innym środowisku, z nieco innymi parametrami. Pewnie w przypadku podobnych obiektów, np. transformatorów lub silników, można znaleźć podobne objawy niesprawności, ale nawet wtedy istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia objawów nietypowych, przypadkowych, wynikających z aktualnego stanu urządzenia i środowiska, w którym pracuje.

 TRONIA
Rys. 2. Rejestracja zwarcia

Inaczej mówiąc, system rejestracji zakłóceń powinien monitorować sygnały, które niosą najwięcej informacji o ewentualnych zagrożeniach. Oprócz prądów i napięć fazowych, może to być temperatura, amplituda drgań, prąd I0, itp. Na podstawie prądów i napięć można ustalić wielkość składowej przeciwnej, zawartość harmonicznych, cos φ, ale również obecność krótkich zwarć, które mogą świadczyć np., że izolacja jest osłabiona i wkrótce może dojść do pełnego przebicia itp.

Jedne objawy można obserwować, stosując stosunkowo niską częstotliwość próbkowania, nawet mniejszą od 1000 próbek na sekundę (zmiany temperatury, ciśnienia, przepływu itp.). Inne wymagają częstotliwości próbkowania rzędu przynajmniej kilkudziesięciu tysięcy próbek na sekundę (wyższe harmoniczne, krótkie przebicia izolacji, przerwy i odbicia styków podczas przełączeń itp.). Z jakim wyprzedzeniem trzeba wykryć zagrożenie, żeby zapobiec poważnej awarii?

Tu potrzebne jest doświadczenie. Im dłużej obserwujemy dany obiekt, tym więcej wiemy o jego naturze i tym łatwiej możemy przewidywać jego przyszłe zachowanie na podstawie wykrytych wczesnych objawów. Czasem miesiącami możemy godzić się na sklejanie się styków przekaźnika, czy zwiększone drgania silnika, a czasem decyzję trzeba podjąć szybko, bo od awarii dzielą minuty.

Na początku można sięgnąć do rejestracji, przedstawiających przebieg awarii, a potem przeglądać wcześniejsze zapisy – z poprzedniego miesiąca lub z dłuższego okresu – szukając objawów, które wówczas zignorowane, teraz nabrały znaczenia, kiedy wiadomo, że sygnalizowały zagrożenie. Sensowna jest również wymiana tego typu informacji między firmami – czy to przy użyciu internetu, czy branżowych czasopism, czy w inny sposób.

Można w ten sposób utworzyć coś w rodzaju bazy danych, zawierającej uwagi, notatki, przykładowe rejestracje itp. Może w przyszłości te uwagi coś zasugerują – może wprost, a może pośrednio i użytkownik na wszelki wypadek sprawdzi, czy np. końcówka kabla nie jest obluzowana, czy gryzonie nie uszkodziły kabli lub czy temperatura danego obiektu jest w normie, lub zrobi wykres trajektorii prądu w funkcji napięcia i czasu...

W pewnej firmie zabezpieczenie potrafi przewidzieć, jaką wartość będzie miał prąd za… 5 ms. Już widzę uśmiech czytelnika – jak można zaradzić awarii, która wydarzy się w tak krótkim czasie? A jednak ich zabezpieczenia potrafią przerwać przepływ prądu w szynoprzewodzie w czasie krótszym od milisekundy, więc 5 ms jest wystarczająco długim czasem prognozowania.

Wiem jak trudno wyznaczyć jednego, czy kilku specjalistów do takiej pracy. Przy powszechnych redukcjach zatrudnienia, liczeniu wszelkich kosztów i raczej niewielkiej częstości występowania poważnych awarii, takie stanowisko wydaje się być fanaberią. Jeśli jednak uda mu się zapobiec długiemu postojowi firmy, połączonemu z drogą/uciążliwą naprawą/wymianą wadliwego elementu, to może się zwrócić zarówno koszt jego zatrudnienia, jak i koszt całego systemu rejestracji zakłóceń. I to wielokrotnie.

Ktoś może powiedzieć, że takie informacje są już dostępne w telemechanice, a zabezpieczenia również dostarczają rejestracje zakłóceń. To prawda, ale telemechanika zwykle dotyczy konkretnych urządzeń (turbiny, transformatora itp.), a zabezpieczenia ograniczone są wręcz do torów prądowych, które zabezpieczają. Tylko rozsądnie zaprojektowane rejestratory zakłóceń mogą dostarczać spójnych informacji o dużym obszarze firmy, tzn. informacji o tym, jak jeden obiekt wpływa na działanie innych obiektów, czy jak zmiana struktury sieci wpływa na działanie poszczególnych obiektów.

Główną zaletą rejestratorów zakłóceń jest to, że dostarczają przebiegi czasowe, a nie zagregowane po określonym czasie, jak w przypadku analizatorów jakości energii. Podsumowując, potrzebna jest zmiana podejścia do systemów rejestracji zakłóceń elektrycznych. Ich głównym zadaniem nie powinno być rejestrowanie przebiegu awarii, ale uprzedzanie o zagrożeniu na tyle wcześnie, żeby można było jej zapobiec. Tylko wtedy sens zakupu rejestratorów zakłóceń będzie mógł być rozpatrywany również z ekonomicznego punktu widzenia.

Firma TRONIA Sp. z o.o. jest producentem popularnych rejestratorów zakłóceń SRZ-AMP, które są zainstalowane m.in. w Elektrowniach Bełchatów i Łaziska, rozdzielniach energetycznych Ozimek i Hermanowice, Elektrociepłowniach Siekierki i Kraków, czy w zakładach przemysłowych ANWIL i Huta Miedzi Głogów. W tej ostatniej firmie zainstalowana została również sieć najnowszych rejestratorów zakłóceń SZARM, o maksymalnej częstotliwości próbkowania przekraczającej 100 000 próbek na sekundę. Przy takim próbkowaniu można analizować szybkość narastania sygnału, harmoniczne do 1000, czy krótkie przebicia izolacji i wiele innych parametrów.

TRONIA TRONIA TRONIA
 TRONIA TRONIA Sp. z o.o.
02-266 Warszawa, ul. Sycowska 11
tel./faks 22 846 41 97
tel. kom. 781 991 168
tronia@poczta.onet.pl
www.tronia.pl

(tronia, rejestrator zakłóceń, rejestrator przenośny SZARM, rejestracja zwarcia)

Komentarze

(0)
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne urządzenia rozdzielcze zwiększające bezpieczeństwo pracy
  • - Projekt zasilania osiedla domków jednorodzinnych w energię elektryczną
Zobacz szczegóły
Essentra Components Essentra Components
Essentra plc jest spółką notowaną w indeksie FTSE 250 i wiodącym międzynarodowym dostawcą specjalistycznych produktów i rozwiązań ....
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl