EN
Критически важные типы датчиков генератора и их обязательное размещение
Датчики температуры двигателя и давления масла: установка в непосредственной близости от источников температуры и масла
Датчики температуры двигателя и давления масла играют важную роль при оценке надёжности генератора. Датчики температуры должны быть установлены непосредственно в поток охлаждающей жидкости и/или на головки блока цилиндров для контроля температуры пламени и должны крепиться на расстоянии менее 15 см от камер сгорания. Избегайте прямого воздействия пламени и/или выхлопных газов. Датчики давления масла должны быть установлены в главной магистрали системы смазки и в зоне экстремально высокого давления, чтобы точно зафиксировать давление в системе на входе в основной фильтр. Согласно стандарту NFPA 110, оба датчика должны быть термоизолированы и установлены таким образом, чтобы исключить передачу вибрации при температуре выше 51,7 °C.
Измерение напряжения, частоты и тока нагрузки: расположение для регистрации соответствующих электрических параметров
Для предотвращения смещения измерений и потери точности в системе управления размещение электрических датчиков имеет критическое значение. Трансформаторы тока охватывают все три фазных проводника на выходе генератора. Их следует устанавливать непосредственно за обмотками статора генератора и непосредственно перед всеми устройствами защиты. Измерение напряжения должно выполняться непосредственно и за основным выходным защитным устройством. Измерение частоты должно выполняться на высокочастотном конце обмоток регулировки генератора. По возможности обеспечьте минимальный зазор не менее 30 см для кабелей, по которым протекает высокий ток, поскольку при их близком расположении может наблюдаться деградация сигнала в установке до 2%.
Датчики температуры отработавших газов (EGT): размещение, точность, а также компромисс между сроком службы и тепловой реакцией
Компромисс между тепловой чувствительностью и долговечностью очевиден при выборе места установки датчиков температуры выхлопных газов (EGT). Датчики EGT, установленные непосредственно на выпускном коллекторе, регистрируют тепловые сигналы быстрее всего — примерно за 0,5 секунды по сравнению с 2–3 секундами при установке вниз по потоку. Однако они также подвергаются экстремальным термоциклическим нагрузкам при температурах свыше 1800 °F (~982 °C), что требует использования сплавов на основе инконеля или других жаропрочных сплавов, помимо учёта тепловой задержки в 2–3 секунды. Также возможно разместить датчики EGT вниз по потоку так, чтобы избежать значительной тепловой задержки и экстремальных условий термоциклирования; оптимальное расстояние между датчиком и выпускным патрубком составляет 18–24 дюйма (то есть датчик следует устанавливать на расстоянии около 18–24 дюймов вниз по потоку, в вертикальном положении или в положении «10 часов» либо «2 часа», после выпускного патрубка и до каталитического нейтрализатора или выхлопных труб).
Регуляторные и экологические ограничения, регулирующие размещение датчиков генератора
Размещение датчиков генератора должно обеспечивать их легкую доступность и минимальные трудозатраты при техническом обслуживании (NFPA 110 и Статья 700 Национального электротехнического кодекса — NEC). С учётом погодных условий и места установки устройств они также должны быть маркированы полупостоянным способом с указанием их функции и предельных значений параметров безопасности. Для защиты устройств от влаги и пыли необходимо использовать крышки со степенью защиты по классификации IP (защита от проникновения), не ниже IP54 — для контролируемых сред и IP66 — для неконтролируемых условий эксплуатации на открытом воздухе. Расстояние между выпускным коллектором и устройством должно составлять 18 дюймов (по результатам термографического обследования, проведённого по заданию NFPA), что обеспечивает достаточные тепловые условия, исключающие деформацию системы и возникновение погрешностей в измерениях. В строительных условиях герметизация должна препятствовать проникновению частиц размером 50 мкм и более (требования OSHA).
То, как физические условия монтажа могут накладывать ограничения на размещение датчиков: перекрытие зоны доступа, требования к вентиляции и конструкция корпуса.
Хотя физические барьеры могут ограничивать возможности размещения, оптимальное техническое размещение может оставаться непрактичным. Установка сервисного прохода шириной 36 дюймов вблизи генератора — всегда горячей зоны и опасной зоны вибрации — может сделать оптимальное размещение датчика непрактичным. В частности, в воздушных каналах большинства воздушно-охлаждаемых агрегатов некоторые оптимальные места размещения приходится жертвовать ради обеспечения точности измерений. Каркасные стальные несущие балки, а также, парадоксальным образом, топливные магистрали и трубопроводы системы охлаждения фактически исключают множество потенциальных мест установки. Электромагнитные помехи, количественно оцениваемые по расстоянию, показывают, что установка датчика тока в непосредственной близости от стальных несущих балок приводит к значительным помехам. Кроме того, при необходимости размещение датчика требует высокой квалификации и обоснования: установка должна быть выполнена не «теоретически» оптимальным способом, а таким образом, чтобы одновременно обеспечить симметричную тепловую устойчивость, удобство обслуживания и целостность сигнала.
Компенсация целостности сигнала и системной интеграции: обеспечение функциональной ответственности датчика генератора.
Так же как размещение датчика требует обоснования целостности сигнала, замена датчика генератора также требует обоснования. Пока датчик находится под угрозой, может потребоваться обоснование его замены с привлечением соседнего генератора, датчика или другого оборудования. Сигнал может не быть принят, а если и будет принят, то, возможно, не будет очищен. Под сигналом понимается величина, чаще всего динамическая, которая при отказе приводит к возникновению датчика генератора. Величина динамической характеристики или отказа, определяемая на основе оценок по стандарту NEMA MG-010-1921 и составляющая 10 мА, подлежит замене. При попытке обосновать удаление датчика генератора фактически может потребоваться зафиксировать его отказ. Чтобы избежать необоснованного обоснования замены датчика генератора, для обеспечения структурной целостности может потребоваться удаление sp
Надежная интеграция систем улучшает взаимодействие между уровнями управления. Для полевых шин, таких как Modbus RTU и CAN-шина, требуется согласованное сопротивление оконечной нагрузки, чтобы минимизировать отражения сигналов и предотвратить потерю пакетов и дрожание временных меток. При интеграции систем с системами управления зданием (BMS) проверочное тестирование в условиях полной нагрузки гарантирует, что расхождение между временными метками не превышает 10 мс. Это позволяет заказчикам эффективно анализировать каскадные отказы. Закрытая архитектура системы и интеграция корреляции и коммуникации позволяют устранить 73 % ложных срабатываний, как показало полевое исследование по стандарту NFPA 110. Кроме того, система обеспечивает диагностику стабильности работы на всех этапах эксплуатации — при запуске, в установившемся режиме и при переходных процессах.
Проверенные на практике схемы размещения датчиков генераторов для различных масштабов применения
Размещение датчиков генератора определяется в большей степени операционной значимостью, чем размером системы или масштабом её применения. Для бытовых систем мощностью менее 20 кВт наиболее распространённым является одноточечный мониторинг с установкой датчиков температуры, давления масла и напряжения. Неэкранированные сигнальные кабели прокладываются к выходу. Для коммерческих и медицинских систем стандарт NFPA 99 требует двойного резервирования на критически важных интерфейсах для локализации неисправностей и обеспечения бесперебойного питания систем жизнеобеспечения. Практика резервирования применяется для оценки значимости локализации неисправностей и, что ещё важнее, для определения максимально допустимой задержки работы системы.
Часто задаваемые вопросы
Где следует устанавливать датчики температуры двигателя?
Устанавливаются как можно ближе к камере сгорания — на расстоянии не более 6 дюймов — для повышения скорости отклика и точности измерений. Избегайте прямого воздействия пламени или выхлопных газов.
Как устанавливаются датчики давления масла?
Для измерения давления, создаваемого системой, датчики давления масла должны быть ввинчены в основные маслопроводы системы смазки до масляного фильтра.
Где устанавливаются датчики напряжения и тока?
Датчики напряжения устанавливаются между главным выходным автоматическим выключателем и автоматическим выключателем на распределительной панели, а трансформаторы тока охватывают фазные провода на клеммах генератора непосредственно под генератором переменного тока.
Как NFPA 110 и статья 700 Национального электротехнического кодекса (NEC) регулируют маркировку датчиков?
Постоянные и устойчивые к воздействию погодных условий этикетки, указывающие функцию, интервалы калибровки и предельные значения безопасности датчиков, удовлетворяют требованиям NFPA и NEC.
Как обеспечить целостность сигналов датчиков вашего генератора?
Экранированные витые пары с непрерывным экранированием, заземлённые со стороны управления, и прокладка проводов датчиков отдельно от силовых кабелей позволят сохранить сигналы датчиков генератора свободными от помех.
