Sinhronizacija agregata

Pogosto se električni generatorji odstranijo iz storitve in priključijo nazaj na električno omrežje med različnimi obremenitvami, izpadi v sili, vzdrževanjem itd.

Pred ponovnim priklopom generatorja na sistem mora biti sinhronizacija agregata narejena s parametri omrežnega omrežja.

Nepravilna sinhronizacija lahko vpliva na zdrave sisteme in povzroči električne in mehanske prehodne pojave, ki lahko poškodujejo glavni pogon, generator, transformatorje in druge komponente elektroenergetskega sistema.

Kaj je sinhronizacija agregata?

Proces ujemanja parametrov, kot so napetost, frekvenca, fazni kot, fazno zaporedje in valovna oblika alternatorja (agregata) ali drugega vira z zdravim ali delujočim sistemom, se imenuje sinhronizacija.

Agregat ne more dobavljati električne energije električnemu sistemu, razen če je napetost, frekvenca in drugi parametri natančno usklajeni z omrežjem. Sinhronizacijo agregata dosežemo s krmiljenjem vzbujevalnega toka in števila vrtljajev motorja generatorja.

Sinhronizacija agregata

Potrebna je sinhronizacija agregata, zlasti kadar dva ali več alternatorjev delujeta skupaj, da napajata moč. To je zato, ker električne obremenitve niso konstantne in se spreminjajo s časom in zato zahtevajo medsebojno povezavo dveh ali več agregatov, ki delujejo vzporedno, da dobavljajo večje obremenitve.

Sinhronizacija agregata ustreza različnim parametrom enega alternatorja (ali generatorja) na drug alternator ali na vodilo. Postopek sinhronizacije se imenuje tudi kot paralela alternatov.

Potreba po vzporednosti agregatov

V večini komercialnih elektrarn več manjših enot napaja električno energijo namesto ene velike enote. To se imenuje vzporedno delovanje agregatov. Spodaj so našteti razlogi za to prakso:

Zanesljivost
Več manjših enot je bolj zanesljivih kot ena velika enota. To je zato, ker če je en agregat neuspešen, so drugi alternatorji še vedno aktivni in zato celoten sistem ne bo zaustavljen.

Neprekinjenost storitve
V primeru rednega vzdrževanja, okvare ali popravil enega alternatorja mora biti zaustavljen in odstranjen iz obratovanja. Ker drugi stroji delujejo vzporedno, se prepreči prekinitev napajanja.

Zahteve glede obremenitve
Zahteve glede obremenitve v centralni postaji se nenehno spreminjajo. Med obdobji lahke obremenitve deluje samo en ali dva agregata, ki napajata zahteve. Med zahtevami končne obremenitve so vzporedno priključeni drugi alternatorji, da zadostijo željam.

Visoka učinkovitost
Agregati delujejo najučinkoviteje, ko so naloženi na svoje ocenjene vrednosti. Zaradi delovanja nekaj agregatov pri lahkih obremenitvah in več agregatov pri visokih vršnih obremenitvah se učinkovito generirajo agregati.

Razširjena zmogljivost
Ker se povpraševanje po električni energiji nenehno povečuje, komunalna podjetja povečujejo fizično velikost proizvodnih naprav z dodajanjem več agregatov. Ti alternatorji morajo biti priključeni vzporedno z obstoječo opremo agregata.

Pogoji za sinhronizacijo ali paralelno delovanje agregatov
Za uspešno paralelno delovanje alternatorjev morajo biti izpolnjene nekatere zahteve. Za sinhronizacijo agregatov z omrežjem ali z drugimi agregati morajo biti izpolnjeni naslednji pogoji.

Zaporedje faz
Fazno zaporedje treh faz alternata, ki je priključeno na sistemsko vodilo, mora biti enako faznemu zaporedju treh faz vodila (ali električnega omrežja). Ta težava se pojavlja predvsem v primeru začetne namestitve ali po vzdrževanju.

Pogostost
Frekvenca vhodnega agregata mora biti enaka frekvenci vodila. Neustrezno ujemanje frekvenc povzroči veliko pospeševanje in upočasnitev v gonilu, kar poveča prehodni navor.

Fazni kot
Fazni kot med vhodno napetostjo alternatorja in napetostjo vodila mora biti nič. To je mogoče opaziti s primerjavo pojavljanja ničelnega prehoda ali vrhov napetostnih valovnih oblik.

Postopek za vzporedno povezovanje agregatov

Ko so zgoraj navedene metode izpolnjene, naj bi bila sinhronizacija agregata končana. Dejanski proces sinhronizacije ali vzporednih agregatov vključuje naslednje korake:

  • Upoštevajte, da alternator -1 napaja vodila na napetosti in frekvenci.
  • Zdaj je treba vhodni alternator -2 prvič priključiti vzporedno z alternatorjem -1. S povečanjem hitrosti alternatorja se spreminja njegova frekvenca, zato se hitrost prilagodi tako, da se ujema s frekvenco vodila (ali frekvenco alternatorja -1). Tudi s spreminjanjem polja reostata se napetost alternatorja -2 spreminja in se zato prilagodi do napetosti, ki se ujema z napetostjo vodila.
  • Tri napetosti, ki jih generira alternator -2, morajo biti v fazi z ustreznimi napetostmi vodila (ali alternatorja -1). To se doseže z ohranjanjem enakega zaporedja faz in frekvence
    alternatorja -2 z vodilom ali alternatorjem -1. Za doseganje teh razmerij se uporablja tehnika sinhronizacije svetilk.

Tehnike za sinhronizacijo

Za sinhronizacijo alternatorjev so na voljo različne tehnike. Primarni namen teh tehnik je preveriti vse štiri zgoraj omenjene pogoje. Spodaj so navedene skupne metode, ki se uporabljajo za sinhronizacijo agregatov.

  1. Metoda treh temnih svetilk
  2. Metoda dve svetli, ena temna
  3. Metoda sinhroskopa

Metoda treh temnih svetilk

Spodnja slika prikazuje vezje za svetlo svetlobo, ki se uporablja za sinhronizacijo agregatov. Predpostavimo, da je alternator priključen na obremenitev, ki ji daje nazivno napetost in frekvenco. Sedaj je treba alternator -2 priključiti vzporedno z alternatorjem -1.

Tri svetilke (od katerih je vsaka ocenjena za napetost alternatorja) so povezane prek stikala alternatorja -2. Iz slike je razvidno, da morajo biti svetilke bolj ali manj temne, ko so izpolnjeni vsi pogoji vzporednega delovanja.

Za sinhronizacijo alternatorja -2 z vodilom, se primarni pogon alternatorja-2 poganja s hitrostjo blizu sinhrono hitrostjo, ki jo določata frekvenca vodila in število polov alternatorja.

Zdaj se tok polja generatorja 2 poveča, dokler napetost na terminalih stroja ni enaka napetosti vodila (z opazovanjem meritev na voltmetrih).

Če so žarnice vklopljene in izklopljene hkrati, kar pomeni, da se zaporedje faz alternatorja 2 ujema z vodilom. Po drugi strani pa, če sta ON in OFF ena za drugo, spominja na napačno zaporedje faz.

S spremembo povezav katerih koli dveh vodnikov alternatorja-2 po izklopu stroja se lahko zaporedje faz spremeni.

Sinhronizacija agregata

Odvisno od frekvenčne razlike med napetostjo alternatorja 2 in napetostjo vodila se določi stopnja vklopa in izklopa teh žarnic. Zato je treba stopnjo utripanja zmanjšati, da se ujema s frekvenco. To je mogoče s prilagajanjem hitrosti alternatorja s krmiljenjem primarnega motorja.

Ko so vsi ti parametri nastavljeni, svetilke postanejo temne in sinhronizacijsko stikalo se lahko zapre za sinhronizacijo alternatorja -2 z alternatorjem -1.

Glavna pomanjkljivost te metode je, da hitrost utripanja samo kaže razliko med alternatorjem 2 in avtobusom. Vendar informacije o frekvenci alternatorja glede na frekvenco vodila niso na voljo pri tej metodi.

Recimo, če je frekvenca vodila 50Hz, je stopnja utripanja svetilk enaka, če je frekvenca alternatorja 51 ali 49 Hz, saj je razlika v teh dveh primerih 1 Hz.

Metoda dveh svetlih in enih temnih luči

Priključki za to metodo so prikazani na spodnji sliki in koristno je ugotoviti, ali je frekvenca alternatorja nižja ali višja od frekvence vodila.

Tu je žarnica L2 preko pola v srednji črti sinhronizacijskega stikala povezana podobno kot pri temni svetilki, medtem ko sta svetilki L1 in L3 povezani na transponiran način.

Preverjanje stanja napetosti je podobno prejšnji metodi in za njo svetilke žarijo svetle in temne ena za drugo. Nižja ali višja vrednost frekvence alternatorja v primerjavi s frekvenco vodila je določena z zaporedjem, v katerem svetilke postanejo temne in svetle.

Zaporedje med nastajanjem svetlega in temnega L1-L2-L3 pomeni, da je vhodna frekvenca generatorja višja od frekvence vodila. Zato je treba hitrost alternatorja zmanjšati s primarnim krmiljenjem, dokler se stopnja utripanja ne zmanjša na majhno.

Sinhronizacija agregata

Po drugi strani pa utripajoča sekvenca L1-L3-L2 kaže, da je vhodna frekvenca alternatorja manjša od frekvence vodila.

Zato se hitrost alternatorja poveča s primarnim motorjem, dokler se stopnja utripanja ne zmanjša na najmanjšo možno mero. Sinhronizacijsko stikalo se nato zapre v trenutku, ko sta svetilki L1 in L3 enako svetli in svetilka L2 je temna.

Pomanjkljivost te metode je, da pravilnosti faznega zaporedja ni mogoče preveriti. Vendar ta zahteva ni potrebna za stalno priključene alternatorje, kjer je preverjanje zaporedja faz dovolj, da se izvede samo prvič.

Metoda sinhroskopa

Podobno je metodi dveh svetlih in ene temne luči in prikazuje, ali je frekvenca alternatorja višja ali nižja od frekvence vodila. Za boljšo natančnost sinhronizacije se uporablja sinhroskop, ki je sestavljen iz dveh parov terminalov.

En par priključkov, ki so označeni kot “obstoječi”, mora biti priključen preko sponk vodila ali obstoječega alternatorja, drugi pa morajo biti priključeni preko priključkov vhodnega alternatorja.

Sinhroskop ima krožno številčnico, na kateri je pritrjen kazalec, ki se lahko vrti v smeri urinega kazalca in v nasprotni smeri urinega kazalca.

Sinhronizacija agregata

Po preverjanju stanja napetosti mora upravljavec preveriti sinhroskop. Hitrost, s katero se kazalec vrti, kaže razliko v frekvenci med vhodnim alternatorjem in vodilom.

Tudi smer, v katero se kazalec vrti (hitro ali počasi), daje informacijo, ali je vhodna frekvenca alternatorja višja ali nižja od frekvence vodila, zato se kazalec premika hitro ali počasi.

Ustrezen popravek je treba narediti za nadzor hitrosti alternatorja, tako da je hitrost vrtenja kazalca čim manjša. Zato je sinhroskop skupaj z voltmetri dovolj za sinhronizacijo. Vendar pa se v večini primerov serija luči skupaj s sinhroskopom uporablja kot sistem dvojne kontrole.

To so metode sinhronizacije generatorjev. Ta postopek je treba opraviti previdno, da se prepreči motnje v električnem sistemu in da se prepreči resna poškodba stroja. Zaradi manj natančnosti in ročnega delovanja danes ne želimo uporabljati le treh metod.

Ti postopki potrebujejo usposobljeno in izkušeno osebo za rokovanje z opremo med sinhronizacijo. V večini primerov se uporablja sinhroskopska metoda z množico svetilk, kot je navedeno zgoraj.

Sodobne sinhronizacijske naprave avtomatizirajo celoten proces sinhronizacije z uporabo mikroprocesorskih sistemov, ki preprečujejo ročne svetilke in sinhroskopska opazovanja. Te metode so lažje upravljati in bolj zanesljive.

PREGLED AGREGATOV
STOPITE V STIK Z NAMI
Od |2019-07-01T11:00:34+02:00junij 11th, 2019|Novice + članki, Stacionarne baterije OPzS, UPS, Vse|Komentarji so izklopljeni za Sinhronizacija agregata