Comment ça marche : Synchronisation du générateur

Avez-vous déjà paniqué après avoir regardé l'horloge de votre voiture pour voir que vous étiez en retard d'une heure au travail ? Et après avoir réfléchi à ce que vous allez dire à votre patron, vous vous souvenez que c'était l'heure d'été ce week-end et que vous n'avez pas encore changé l'heure sur l'horloge de votre voiture ?

Nous sommes tous passés par là et nous comptons beaucoup plus sur la synchronisation que nous ne le pensons.

Mais autant que nous comptons sur lui pour faire des choses comme garder une trace du temps, nous comptons également sur lui pour des processus comme la synchronisation du générateur. En fait, la synchronisation des génératrices est la raison pour laquelle nous n'avons pas de panne de courant au travail chaque fois qu'une génératrice est arrêtée pour réparation.

Si vous ne connaissez pas la synchronisation des générateurs ou son fonctionnement, continuez à lire pour découvrir tout ce que vous aurez besoin de savoir sur ce processus vital qui maintient notre alimentation en marche.

Synchronisation du générateur : comment ça marche

Qu'est-ce que la synchronisation du générateur ? La synchronisation du générateur doit se produire pour faire correspondre des éléments tels que la tension, la fréquence, les angles de phase ou les séquences de phase, et la forme d'onde du générateur afin de maintenir le fonctionnement fonctionnel du système d'alimentation.

Lorsque deux synchroniseurs ou plus fournissent de l'énergie à une source d'alimentation, il est nécessaire de synchroniser les générateurs. Les charges électriques ne sont pas toujours constantes, ce qui signifie que l'utilisation de plusieurs générateurs est souvent nécessaire pour fournir des charges de puissance plus importantes.

Synchronisation ou mise en parallèle, les générateurs font correspondre les paramètres d'un générateur à l'autre, leur permettant de travailler ensemble.

Pourquoi c'est important

Étant donné qu'un générateur ne peut pas apporter d'énergie à un système électrique à moins que tous les paramètres nécessaires ne correspondent exactement à ceux du réseau, la synchronisation des générateurs est absolument cruciale pour tout système électrique.

Les centrales électriques commerciales préfèrent utiliser plusieurs unités d'alimentation plus petites au lieu d'une seule grande unité. Lorsque des unités plus petites sont utilisées, davantage d'unités doivent être installées pour générer suffisamment d'énergie.

Cela nécessite une synchronisation du générateur, et cela doit se produire chaque fois qu'une nouvelle unité est ajoutée ou allumée. Le fonctionnement en parallèle de générateurs de plus petite taille s'avère beaucoup plus avantageux pour cinq raisons principales.

C'est plus fiable

La probabilité de panne d'un générateur doit être prise en compte, en particulier lorsque l'électricité est nécessaire pour le travail ou la vie quotidienne.

Pour cette raison, le fait d'avoir plusieurs générateurs au lieu d'une seule grande unité agit comme une sécurité intégrée pour tout incident qui pourrait autrement causer de gros problèmes à un grand nombre de personnes.

Il continue le service

Si un générateur tombe en panne ou nécessite un autre entretien, la présence d'autres unités d'alimentation permet à la charge d'alimentation de continuer sans interruption même lorsque l'unité nécessitant une réparation est éteinte ou retirée.

Différentes exigences de charge nécessitent différentes unités

La consommation d'énergie n'est pas constante tout le temps, et parfois les unités d'alimentation ne sont pas nécessaires pendant les périodes de faible demande de charge.

Étant donné qu'un générateur ne peut pas être partiellement arrêté pour tenir compte de la demande de faible charge, il est beaucoup plus intelligent et efficace d'avoir un ou deux générateurs en marche à la fois. Cela permet également de synchroniser davantage d'unités pendant les périodes de forte charge.

Cela rend l'efficacité beaucoup plus élevée

Afin de tirer le meilleur parti d'un seul générateur, plusieurs générateurs doivent être utilisés en même temps à leur capacité de sortie recommandée, au lieu d'augmenter la capacité de sortie d'une seule unité et de l'endommager potentiellement.

Cela contribue à l'efficacité des générateurs, en particulier avec les demandes changeantes de production pendant les périodes de charge légère ou lourde.

Plus d'extension de capacité

L'utilisation de nombreux générateurs signifie qu'il y a de la place pour l'expansion à mesure que la demande d'électricité augmente. Les nouveaux générateurs peuvent simplement mettre en parallèle la synchronisation des générateurs une fois qu'ils sont ajoutés à la centrale électrique et permettre une plus grande production d'énergie.

Que se passe-t-il lorsque les générateurs sont synchronisés ?

La synchronisation du générateur est nécessaire et vitale pour l'utilisation de l'énergie existante, mais certaines conditions doivent être remplies pour que cela fonctionne. La tension, la fréquence, l'angle de phase et la séquence de phase sont les quatre composants principaux qui doivent être pris en compte lors de la synchronisation des unités.

Magnitude de tension

La racine carrée moyenne (RMS) du nouveau générateur doit être la même que celle de la barre omnibus ou du réseau électrique auquel elle est connectée.

La tension entrante est supérieure à celle de la barre omnibus ou du réseau électrique, une puissance réactive élevée s'écoulera du générateur vers le réseau.

Si la tension entrante est inférieure à la tension de la barre omnibus (ou du réseau électrique), le générateur entrant absorbera en fait la puissance réactive élevée du réseau.

Il est préférable que la puissance réactive soit uniforme afin que les sources qui se rassemblent travaillent ensemble au lieu de se surpasser.

La fréquence

Le générateur entrant et la barre omnibus doivent également avoir des fréquences correspondantes. Si les fréquences ne sont pas synchronisées, la tentative de mise en parallèle entraînera une accélération et une décélération élevées dans le mouvement principal responsable de l'augmentation de son couple.

Le flux incohérent causé par des fréquences inégalées empêchera le générateur de fonctionner aussi efficacement, voire pas du tout.

Angle de phase

L'angle de phase est un élément crucial dans la synchronisation du générateur qui fournit une quantité décente d'informations sur un générateur donné.

Les angles de phase de la tension entrante du générateur et de la tension du jeu de barres doivent être réglés sur zéro. Les angles de phase des deux peuvent être observés en comparant le croisement et les pics des formes d'onde de tension.

Séquence de phase

Dans une séquence triphasée, comme dans un système de générateur, il existe trois types de tensions qui produisent la même amplitude, mais la fréquence de chacune est différenciée par un angle de 120 degrés.

L'ordre des phases des trois phases du générateur entrant doit correspondre à l'ordre des phases qui appartient au jeu de barres auquel il est connecté.

Il s'agit de l'une des étapes les plus compliquées du processus de synchronisation et les problèmes apparaissent principalement après l'installation initiale du générateur ou après la maintenance.

Techniques de synchronisation du générateur

Il existe trois techniques manuelles principales pour la synchronisation du générateur : la méthode de la lampe sombre, la méthode des deux lampes lumineuses, une méthode sombre et la méthode des trois lampes lumineuses. Ces méthodes utilisent des filaments de lampe réels pour montrer si certains paramètres ont été synchronisés ou non.

Méthode de la lampe noire

La méthode des trois lampes sombres utilise la barre omnibus pour synchroniser le générateur entrant. Bien que cette méthode semble simple, elle ne peut pas fournir d'informations sur la fréquence du générateur ou de la barre omnibus, ce qui signifie qu'il manque beaucoup d'informations - ou vous laisse dans le noir - pour une synchronisation éclairée.

La méthode de la lampe noire est souvent moins coûteuse à mettre en œuvre. Il est également plus facile de déterminer la séquence correcte.

Cependant, cette méthode peut ne pas être fiable, car il y a beaucoup de place pour l'erreur. Par exemple, la lampe deviendra sombre à la moitié du taux de tension habituel, ce qui signifie que le commutateur de synchronisation pourrait en fait être désactivé, même en présence d'une différence de phase.

Étant donné que cette méthode repose sur des lampes semblant « éteintes » ou sombres, un filament de lampe grillé pourrait indiquer à tort une synchronisation.

Le scintillement des trois lampes n'indique pas quelle fréquence est la plus élevée, ce qui signifie qu'il y a une incertitude dans l'aspect de la détermination de la fréquence.

Deux méthodes brillantes, une méthode sombre

La méthode Two Bright, One Dark mesure la fréquence du générateur et de la barre omnibus, mais ne peut pas vérifier l'exactitude de la séquence des phases. Ainsi, bien que les fréquences puissent être adaptées en toute confiance, les phases multiples des séquences de phases ne peuvent pas être adaptées et devront probablement être réparées après l'installation.

Méthode Synchroscope

La méthode Synchroscope indique si la fréquence du générateur est supérieure ou inférieure à celle de la fréquence du réseau. Cette méthode prend en compte l'un des paramètres dans la détermination d'un parallèle, mais pas tous.

Ces trois méthodes nécessitent une synchronisation manuelle déterminée par la présence de lampes. Les méthodes modernes automatisent le processus de synchronisation et sont donc beaucoup plus fiables que les trois méthodes énumérées ci-dessus.

Utilisation de la synchronisation dans le monde réel

À moins que vous ne travailliez dans une centrale électrique, vous n'aurez probablement pas à synchroniser plus que l'horloge de votre voiture avec celle de votre téléphone.

Mais savoir comment fonctionne réellement la synchronisation des générateurs peut vous donner une meilleure idée du fonctionnement de nos systèmes électriques.

Alors maintenant que vous savez comment cela fonctionne, sortez et rappelez-vous qu'il y a quelqu'un qui synchronise les générateurs partout dans le monde afin que nous puissions avoir de l'électricité sans trop y penser.

Avez-vous des idées à ce sujet? Faites-le nous savoir ci-dessous dans les commentaires ou transférez la discussion sur notre Twitter ou Facebook.

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