Agregaty prądotwórcze pozwalają na zasilenie urządzeń wykorzystywanych w domach, firmach lub placówkach medycznych nawet w trakcie awarii sieci energetycznej. Działają one jednak nieco inaczej niż tradycyjny system. Co dzieje się w generatorach podczas zwarcia?

Zwarcie w agregacie prądotwórczym

W agregacie prądotwórczym może dojść do zwarcia. Taki system, w przeciwieństwie do sieci elektroenergetycznej, jest tzw. źródłem miękkim. Oznacza to, że impedancja obwodu zwarciowego ulega dynamicznym zmianom w  trakcie zwarcia. W takiej sytuacji dochodzi do rozpływu strumieni magnetycznych.

Na początkowym etapie zwarcia klatka tłumiąca powoduje, że strumień główny wytwarzany przez prądy zwarciowe zostaje wypchnięty poza wirnik. Wówczas pojawia się mała wartość reaktancji generatora – wynosi ona 10–15% reaktancji charakterystycznej dla stanu statycznego. Stan ten jest nazywany przejściowym nie bez powodu – trwa bardzo krótko. Wynika to z faktu, że wartość elektromagnetyczna stałej czasowej jest dość niewielka i wynosi średnio 0,01 s.

Gdy takie zjawisko ustanie, dochodzi do powolnego wchodzenia strumienia głównego w wirnik. Wówczas następuje wzrost reaktancji generatora – w tym przypadku wynosi on 20–40% wartości statycznej agregatu prądotwórczego.

Kolejnym etapem jest stan ustalony zwarcia. Charakteryzuje się on dalszym wzrostem reaktancji obwodu zwarciowego. W tym momencie strumień główny zamyka się przez wirnik generatora. W wyniku tego zdarzenia dochodzi do jeszcze większego wzrostu reaktancji – osiąga ona nawet do 200–300% wartości w stanie statycznym.

Systemy stosowane w nowoczesnych agregatach prądotwórczych

Nowoczesne urządzenia odpowiedzialne za dostawę energii elektrycznej w razie awarii wyposaża się w specjalny regulator prądu wzbudzenia układem forsowania. W trakcie zwarcia może on utrzymać odpowiednią wartość reaktancji agregatu prądotwórczego – charakteryzuje się ją krotnością prądu znamionowego generatora utrzymywaną nie dłużej niż przez 10 sekund.

Ograniczenie czasowe utrzymywania danej wartości reaktancji agregatu w trakcie zwarć wiąże się z trwałością termiczną izolacji uzwojeń. Jeśli moment ten zostanie przedłużony, może doprowadzić to do uszkodzenia tych elementów. Takie problemy pojawiają się przede wszystkim w starszych modelach generatorów, które nie są wyposażone w odpowiednie zabezpieczenia.

Zwarcia agregatów a dobór lokalizacji urządzenia

W trakcie montażu agregatu prądotwórczego konieczny jest odpowiedni wybór jego lokalizacji. Uprawnione do tego osoby doskonale zdają sobie sprawę z tego, że w trakcie korzystania z urządzenia może dojść do zwarcia. Wiedzą, jakie skutki powoduje takie zdarzenie i co pozwala na dobranie właściwej lokalizacji dla montowanego agregatu. Generatory nie mogą być stosowane m.in. tam, gdzie będą narażone na działanie wilgoci. Nie powinny być też umieszczone blisko łatwopalnych materiałów.

Jak zapobiec zwarciu agregatu prądotwórczego?

Zwarcie może wystąpić w dowolnym urządzeniu. Istnieją jednak praktyki, które pozwalają na zminimalizowanie ryzyka pojawienia się takiego zjawiska. Wśród nich warto wyróżnić przede wszystkim:

  • regularną konserwację i przeglądy techniczne – agregat prądotwórczy powinien być regularnie sprawdzany i serwisowany przez wykwalifikowany personel. Takie czynności obejmują m.in. sprawdzanie stanu przewodów, złącz, wtyczek, silnika, alternatora itd.,
  • wybór odpowiedniej lokalizacji i wentylacja – agregat prądotwórczy powinien być umieszczony w odpowiednim miejscu, z dala od źródeł ciepła i wilgoci. Konieczne jest zapewnienie mu odpowiednio wydajnej wentylacji,
  • zastosowanie odpowiednich zabezpieczeń elektrycznych – agregat powinien być wyposażony w odpowiednie zabezpieczenia elektryczne, takie jak bezpieczniki, wyłączniki różnicowo-prądowe (RCD) i osłony przewodów. Ważna jest też ochrona przeciwporażeniowa,
  • prawidłowe podłączenie urządzeń – podłączanie agregatu musi przebiegać na podstawie instrukcji od producenta. Należy zwrócić uwagę na napięcie i moc urządzeń, aby uniknąć przeciążenia generatora,
  • dobór odpowiedniego poziomu obciążenia – nie należy przekraczać maksymalnego obciążenia agregatu prądotwórczego. Każdy sprzęt ma określoną moc, którą może dostarczać bezpiecznie. Przekroczenie tej wartości może doprowadzić do przegrzania i uszkodzenia agregatu. Takie zjawisko wpływa też negatywnie na urządzenia elektryczne podłączone do generatora,
  • unikanie niesprawdzonych lub uszkodzonych kabli – przewody w agregacie muszą być w pełni sprawne i wysokiej jakości – najlepiej z odpowiednimi certyfikatami,
  • zastosowanie izolacji od wilgoci – agregat prądotwórczy powinien być chroniony przed działaniem wilgoci, deszczu lub innych czynników atmosferycznych, które mogą wpłynąć na jego działanie.

Wszyscy użytkownicy agregatu prądotwórczego powinni być odpowiednio przeszkoleni w jego obsłudze. W razie zauważenia jakichkolwiek usterek konieczne jest ich szybkie naprawienie, by nie doprowadzić do zwarcia generatora, gdy jest on najbardziej potrzebny.