Avbrottsfri kraft.
Redundanta system med krav på hög tillgänglighet, behöver avbrottsfri kraft.
För Tercas inköptes från USA (tror jag) ett system för avbrottsfri kraft.
Den bestod av fyra delar. Första delen omvandlade nätets växelspänning (AC)
till likspänning (DC). Den andra delen, ett komplex av seriekopplade
batterier med summaspänningen på 400 volt, som laddas eller underhålladdas
från första delen. Batterikapacitet 120 Ah räcker för leverans av 75 kW (
tror jag?? ) under 30 minuter. Batterierna är anslutna till en tredje enhet,
som omvandlar batterispänningen till trefas växelspänning, med nominell
frekvens på 50 Hz. Utspänningen är konstant och belastningsreglerad.
Utspänningens frekvens synkroniseras med inkommande nätspänningsfrekvens.
Mer om detta nedan.
Den fjärde enheten är en snabb switch. Vid funktionsfel på avbrottsfrikraft
kopplar den snabbt över till inkommande nätspänning. Stora spänningssving
undviks vid omkopplingen, om utgående och inkommande nätfrekvenser är
synkrona. Synkroniseringen fungerar bara inom frekvensområdet 49,5 till 50,5
Hz. I ett ställverk, ett tiotal meter från anläggningen, kan man manuellt
välja kraft, från en av tre transformatorstationer, som ligger på 1 km
avstånd från ställverket. Från transformatorstation går jordförlagd kabel
till ställverket.
När köpet av avbrottsfri kraft var klart, fick jag granska leverantörs
datablad och kretsscheman. Granskningen visade att växelströmmens ”output”
var begränsad. Överskreds gränsen ströps omvandlingen från DC till AC.
Switchen slog över till inkommande nätspänning. Omvandling från DC till AC
innehåller en mängd tyristorer som skulle skyddas från massförstörelse p g a
för hög strömlast.
Elektricitetsläran anvisar att likspänningsaggregat vid start har mycket
stora startströmmar. Mätningar övertygade de misstrogna. Max Köhler och jag
gjorde mätningar på en anläggning i ”Ragnsells-huset”.
Strömtoppar registrerades mellan 600 till 1000 Amp. Stora startströmmar som
ger automatisk övergång till drift från inkommande nät, undvikes med
sekvensanslutning av last till avbrottsfrikraft. Ett programverk skötte
sekvensstyrning av kontaktorer. En specifikation gjordes för ordningsföljd
för anslutning av skåp och PPI:er.
Vid beräkning av effektbehovet (kVA) för avbrottsfrikraft hade olika led i
organisationen, lagt på egna säkerhetsfaktorer vid summering av effektbehov.
Inköpsspecifikationens kVA-tal blev 4 ggr större än behovet. En positiv
faktor sett ur startströmsynpunkt.
Arbete startade med layout av mässingplåtjordplan och plåtlådor för kablar.
Kablar måste skyddas från att bli störd eller störas av, fasta som mobila
radiosändare eller påverkas av megawattpulseffekt från radarantenner.
Rapporter från Tercas.
Det började strömma in rapporter från Moskva. Thure Blixt rapporterade att 6
Amp säkringar för lysrör, att säkringarnas gröna indikatorögon, poppade likt
popcorn i en kastrull. Säkringarna 6 A byttes ut mot tröga 10 A säkringar.
De höll men blev väldigt varma. Lysrörarmatur har en kondensator mellan fas
och nolla som kompenserar för lysrördrosselns
reaktiva belastningen. Nätspänningens övertoner gör att strömmen genom
kondensatorn ökar. Strömökningen ”blåser” 6 Amp säkring.
Programmerare jobbar nattetid med programkorrigeringar. Ändringarna
kontrolleras på natten och allt är Ok. Men under dagen fungerar ej
programmen. Programmen ligger på hårddiskar. Vissa dagar går det bra, andra
dagar ej. Varför ?.
Prov med övergång av drift från avbrottsfrikraft till nätdrift misslyckas i
flesta fall. Vid nätdrift, larmar nätspänningsövervakningen utan synbarlig
anledning. Mätningar visade att nätspänningens effektivvärde är ok. Nödrop,
vi behöver ” professor-assistans”.
Professional goes east
Professorn anlände med mätinstrument. Började intervjua berörda personer för
att få en uppfattning om tänkbar orsak till problemen. Första åtgärd
registrering dygnet runt av inkommande näts frekvens. Mätvärden trycktes på
en pappersremsa. Resultat, nätfrekvensen varierade mellan 48,9 till 50,6 Hz.
Nattetid låg värdena mellan 50 – 50,6 Hz. Under dagen (0600 – 1800 )
varierade nätfrekvensen mellan 49,3 till 50,0 Hz. Vid låg industriell
verksamhet ( lö, sö) varierade frekvensen under dygnet mellan 49,8 till 50,2
Hz.
Hårddiskars rotation fås från en asynkronmotor vars varvtal bestäms av
nätfrekvensen.
Inspelning av data med nätfrekvens 50 Hz klarar avspelningar för
nätfrekvensområdet 49,5 till 50,5 Hz. Skillnaden mellan nätfrekvens för in-
och avspelning får maximalt vara 0,5 Hz. Men görs inspelningen vid 50,5 Hz
och avspelning vid 49,5 Hz blir differensen för stor. Ligger nätfrekvensen
vid marginalen kan avspelning av data lyckas eller misslyckas.
Synkronism
Nätfrekvensen från avbrottsfrikraft synkroniseras med inkommande näts
frekvens, inom intervallet 49,5 till 50,5 Hz. Ligger inkommande näts
frekvens utanför intervallet, släpps synkroniseringen. Avbrottsfrikrafts
nätfrekvens går mot 50 Hz och stannar där. Avbrottsfrikraft övervakar
kontinuerligt inkommande nätfrekvens. När inkommande AC-frekvens har legat
utanför tillåtet intervall och är åter inom intervallet, måste den vara inom
intervallet under en längre tidrymd, innan synkroniseringen ånyo påbörjas.
Görs övergång av drift från avbrottsfrikraft till inkommande kraft och
synkroniseringen är bruten, uppstår nätspänningsändringar som får
nätspänningsövervakarna att agera.
Utspänningen från avbrottsfrikraft visade sig ha spänningstransienter, vid
fasspänningens gradtal, 30, 90, 150, 210, 270, 330. Utspänningen alstras
under en periodtid av 6 spänningspulser. Filter utjämnar pulsövergångarna.
I skåp fås likspänning med helvågs likriktning av trefasspänning.
Strömpulser som laddar elektrolyter har maxvärden som inträffar vid samma
gradtal som ovan. Störspikarna kan bero av strömpulsbelastning av
avbrottsfrikraft, eller en effekt av avbrottsfrikraft enhetens generering av
utgående växelspänning med 6 spänningspulser.
Halvstyva nät och strömpulsbelastning
Förhållandet mellan en växelströms toppamplitud och effektivvärdet kallas
för toppvärdesfaktor och är för sinusformad ström 1,41. Avbrottsfrikraft
klarar toppvärdesfaktor på 1,8. Högre värden gör att switchen slår över till
drift från inkommande nät. Strömpulser till elektrolyter har
toppvärdesfaktor omkring 4 – 5. Överdimensioneringen av avbrottfrikrafts
effekt, gör att den klarar den större toppvärdesfaktorn. Men förhållandet
blir annorlunda vid direkt belastning av inkommande nät.
Långa jordkablar ( 1 km ) från transformator till Tercas anläggnings
ställverk, gör att strömpulserna ger upphov till extra spänningsfall i
jordkabeln som gör att nätspänningen får en dubbeltopp. Övervakning i skåp
av fasspännings amplitud görs vid 90 resp. 270 grader. Allt är väl så länge
som fasspänningens momentanvärde vid 90 eller 270 grader är större än 280
volt. Effekten av strömpulslasten visas i bifogade bilder.
Det finns ett hjälpmedel som klarar
kombinationen av drift av Tercas anläggningen från avbrottsfrikraft eller
direkt nätdrift, nämligen magnetiska växelspänningsstabilisatorer. Dessa
utjämnar strömpulser från likspänningsaggregaten, till mera
sinuskurvliknande strömmar, för avbrottsfrikraft och för inkommande nät.
Tillfälliga nätspänningsfluktuationer på inkommande nät vid direktdrift,
utjämnas av magnetiska nätspänningsstabilisatorer. Nätspänning till skåpen
blir kontinuerlig.
Data från Tercas visar att under 3 år var tillgängligheten 100 %.
Jordmotstånd.
Från Mineralnyje Vody, (Min Vody, mineral
vatten ) rapporterades misstanke om radaranläggnings jordplåt har för högt
jordmotstånd. Radarstationens extraktor, fick nätspänning via en magnetisk
nätspännings stabilisator och med separatskyddsjord ansluten till jordplåt.
Slumpvisa datafel uppträdde. Detta irriterande flygledarna. Radarekon kunde
ibland göra ett hopp på flera mil för att återkomma på förväntad plats.
Radarekon från flygplan i luftrummet kring flygplatsen verkade ej vara
tillförlitliga.
I Barkarby satte jag i gång med undersökning om mätmetoder för jordmotstånd.
En s k trepunkt metod gav värden på jordmotstånd med snäva toleranser. För
mätningen behövdes tre st. 1,5 tum vattenledningsrör med längden 2 meter. I
Barkarby preparerade jag behövliga kablar och andra hjälpmedel,
mätinstrument, som packades i en kartong och som ingick i mitt personliga
bagage. Vattenledningsrör skulle köpas vid ankomst
till Min Vody.
Njet vattenledningsrör
Vid ankomst till Min Vody, kontaktades rysk personal med begäran om
inköpsassistans av vattenledningsrör från något företag i staden. Det gick
en dag och svaret var, de finns ej några vattenledningsrör att köpa i hela
Min Vody. Jag satte upp en förvånad min och sa: Det är otroligt, att det i
hela Min Vody ej finns 6 meter vattenledningsrör. Varför ? Jo du förstår att
det är fem års planen.
Jag svarade: jag förstår.
De undrade vad jag skulle göra med vattenledningsrören ?. Jag förklarade med
att visa principen för mätning av jordmotstånd. En av deltagarna en s k
fixare, drog sig till minnes att han i ett förråd hade sett jordspett vars
längd uppskattades till 1,5 meter och hade diametern omkring 1,5 tum och var
gjord av aluminium. OK sa jag ta hit dem så får jag titta på dem. Jag visste
att det var omöjligt att åka med till förrådet och titta på dom. Jordspetten
två till antal fick duga.
Efter åktur med bil upp på en bergshöjd, träffades jag chefen för
radarstationen och frågade om utförande av ”jordplåt”. Jordplåten består av
armeringsjärnmattor, järnvägsräls, och en kopparplåt allt sammanbunden med
20 kvmm kopparledning som svetsas fast på järnet och kopparplåten. Han
visade mig var det var nergrävt.
Vulkanisk jordmån.
Jag placerade ut jordspetten på lämplig plats, och började mätningarna. I
Barkarby hade jag med uppgifter från ITTs Reference Data for Radio Engineers
uppskattat att jordmotstånds värde borde vara omkring 0,05 ohm. Mätningarna
gav värdet 0,005 ohm. Så låga värden kunde fås om man vattnade jorden med
saltlösning, enligt litteraturuppgifter. Jag frågade stationschefen vilken
typ av jord som omgav ”jordplåtarna”?
Han berättade att jorden var av vulkanisk ursprung och rik på mineralsalter.
Saltmängden var så stor att det endast fanns några få växter som tålde
saltet. Slutsats jorden var rik på joner. Jag frågade, kopparplåten,
kopparledning, järnet och saltjonerna bildar elektrokemiska element med
batteriliknande egenskaper, som gav upphov till elströmmar som korroderar
materialet och det upplöses. Jovisst, svarade radarstationschefen, men då
har jag flyttat härifrån. I Radarstationens loggbok skrevs mätvärdet 5 mOhm
in och jag vidimerade att det var sant.
Felorsak ?. Från radarstationen till extraktorn gick två koaxialledningar,
en för radarvideo och en för radarantennens rotationsposition. Mätning med
strömprob visade att i dessa ledningar fanns störströmmar som ej tillhörde
signalen. Med toroidkärnor trädda över kabeln stoppades störströmmarnas
framfart till extraktorn.
Extraktorn fungerade därefter klanderfritt. Jordspetten lämnades tillbaka
med tack för lånet.
Fortsättning följer med
avsnitt 10 (av 10)
:
-Sputnik
1 och Houstons Roger
Digitaliserad musik
Primtals låt.
Avkoppling med muntra melodier.
Ljuspennan
REFLEKTIONER.
Militära Censorer.
Lufttrafik övervaknings system.
Sjukhustillämpningar.
Veteraninsatser.
...klicka här.
/Bertil Palmgren
2003-01-09
Vill du kommentera texten?
Skicka ett mail till Bertil eller
Web-ansvarig. |
