Jak to działa: Synchronizacja generatora

Czy kiedykolwiek wpadłeś w panikę, gdy spojrzałeś na zegar w samochodzie i zauważyłeś, że spóźniłeś się do pracy o całą godzinę? A kiedy już wymyślisz, co powiesz szefowi, przypominasz sobie, że w ten weekend był już czas letni, a nie zmieniłeś jeszcze czasu na zegarku samochodowym?

Wszyscy tam byliśmy i polegamy na synchronizacji o wiele bardziej niż mogłoby się nam wydawać.

Ale o ile polegamy na nim, aby robić takie rzeczy, jak śledzenie czasu, polegamy na nim również w przypadku procesów, takich jak synchronizacja generatora. W rzeczywistości synchronizacja generatorów jest powodem, dla którego nie mamy przerwy w dostawie prądu, gdy generator jest wyłączany do naprawy.

Jeśli nie wiesz o synchronizacji generatora lub o tym, jak ona działa, czytaj dalej, aby uzyskać pełny opis wszystkiego, co kiedykolwiek będziesz musiał wiedzieć o tym ważnym procesie, który utrzymuje naszą moc.

Synchronizacja generatora: jak to działa

Co to jest synchronizacja generatora? Synchronizacja generatora musi nastąpić w celu dopasowania elementów, takich jak napięcie, częstotliwość, kąty fazowe lub sekwencje faz oraz przebieg generatora, aby system elektroenergetyczny działał funkcjonalnie.

Gdy dwa lub więcej synchronizatorów dostarcza energię do źródła zasilania, konieczna jest synchronizacja generatorów. Obciążenia elektryczne nie zawsze są stałe, co oznacza, że ​​do zasilania większych obciążeń często potrzebne jest użycie więcej niż jednego generatora.

Synchronizujące lub równoległe generatory dopasowują parametry jednego generatora do drugiego, umożliwiając im współpracę.

Dlaczego to ważne

Ponieważ generator nie może dostarczać energii do systemu elektroenergetycznego, jeśli wszystkie niezbędne parametry nie są dokładnie dopasowane do parametrów sieci, synchronizacja generatorów jest absolutnie kluczowa dla każdego systemu elektroenergetycznego.

Elektrownie komercyjne wolą używać kilku mniejszych zasilaczy zamiast jednej dużej jednostki. Gdy używane są mniejsze jednostki, należy zainstalować więcej jednostek, aby wytworzyć wystarczającą moc.

Wymaga to synchronizacji generatora i musi następować za każdym razem, gdy nowa jednostka jest dodawana lub włączana. Praca równoległa generatorów o mniejszych rozmiarach okazuje się znacznie korzystniejsza z pięciu głównych powodów.

Jest bardziej niezawodny

Należy wziąć pod uwagę prawdopodobieństwo awarii generatora, zwłaszcza gdy energia elektryczna jest uzależniona od pracy lub życia codziennego.

Z tego powodu posiadanie kilku generatorów zamiast jednej dużej jednostki działa jako zabezpieczenie przed wszelkimi wpadkami, które w przeciwnym razie mogłyby spowodować poważne problemy dla dużej liczby osób.

Kontynuuje służbę

Jeśli generator ulegnie awarii lub będzie wymagał innej konserwacji, obecność innych jednostek zasilających pozwala na kontynuowanie obciążenia zasilania bez przerwy, nawet gdy jedna jednostka wymagająca naprawy zostanie wyłączona lub usunięta.

Różne wymagania dotyczące obciążenia wymagają różnych jednostek

Zużycie energii nie jest stałe przez cały czas, a czasami jednostki mocy nie są potrzebne w okresach małego obciążenia.

Ponieważ generatora nie można częściowo wyłączyć, aby uwzględnić zapotrzebowanie na małe obciążenie, o wiele mądrzejszym i bardziej wydajnym rozwiązaniem jest posiadanie jednego lub dwóch generatorów działających jednocześnie. Pozwala to również na synchronizację większej liczby jednostek w okresach dużego obciążenia.

To sprawia, że ​​wydajność jest znacznie wyższa

Aby jak najlepiej wykorzystać pojedynczy generator, należy używać wielu generatorów jednocześnie z zalecaną mocą wyjściową, zamiast zwiększać moc wyjściową tylko jednej jednostki i potencjalnie ją uszkadzać.

Pomaga to w poprawie wydajności generatorów, zwłaszcza przy zmieniających się wymaganiach mocy wyjściowej w okresach małego lub dużego obciążenia.

Większa rozbudowa pojemności

Zastosowanie wielu generatorów oznacza, że ​​istnieje pole do ekspansji w miarę wzrostu zapotrzebowania na energię. Nowe generatory mogą po prostu równolegle synchronizować generatory po ich dodaniu do elektrowni i pozwalać na większą produkcję energii.

Co się dzieje, gdy generatory są zsynchronizowane?

Synchronizacja generatora jest konieczna i niezbędna dla istniejącego zużycia energii, ale istnieją pewne wymagania, które muszą być spełnione, aby działała. Napięcie, częstotliwość, kąt fazowy i kolejność faz to cztery główne elementy, które należy wziąć pod uwagę podczas synchronizacji jednostek.

Wielkość napięcia

Średnia kwadratowa (RMS) nowego generatora powinna być taka sama jak szyna zbiorcza lub sieć elektryczna, do której jest podłączona.

Napięcie wejściowe jest wyższe niż na szynie zbiorczej lub sieci elektrycznej, duża moc bierna będzie przepływać z generatora do sieci.

Jeśli napięcie wejściowe jest niższe niż napięcie szyny zbiorczej (lub sieci elektrycznej), przychodzący generator faktycznie pochłonie wysoką moc bierną z sieci.

Lepiej jest mieć równą moc bierną, aby łączące źródła współpracowały ze sobą, a nie obezwładniały się nawzajem.

Częstotliwość

Przychodzący generator i szyna zbiorcza również muszą mieć pasujące częstotliwości. Jeśli częstotliwości nie są zsynchronizowane, próba zrównoleglenia spowoduje duże przyspieszenie i spowolnienie w głównym ruchu, który jest odpowiedzialny za zwiększenie jego momentu obrotowego.

Niespójny przepływ spowodowany niedopasowanymi częstotliwościami spowoduje, że generator nie będzie działał tak wydajnie, jeśli w ogóle.

Kąt fazowy

Kąt fazowy jest kluczowym elementem synchronizacji generatora, który zapewnia przyzwoitą ilość informacji o danym generatorze.

Kąty fazowe dochodzącego napięcia generatora i napięcia szyny zbiorczej muszą być ustawione na zero. Kąty fazowe obu można zaobserwować porównując przecięcia i szczyty przebiegów napięcia.

Sekwencja faz

W sekwencji trójfazowej, takiej jak w systemie generatora, istnieją trzy rodzaje napięć, które wytwarzają tę samą wielkość, ale częstotliwość każdego z nich jest zróżnicowana pod kątem 120 stopni.

Kolejność faz trzech faz przychodzącego generatora musi odpowiadać kolejności faz, która należy do szyny zbiorczej, do której jest podłączony.

Jest to jeden z bardziej skomplikowanych etapów procesu synchronizacji, a problemy pojawiają się najczęściej po wstępnej instalacji generatora lub po konserwacji.

Techniki synchronizacji generatora

Istnieją trzy główne ręczne techniki synchronizacji generatora: metoda ciemnej lampy, metoda dwóch jasnych, jedna ciemna i metoda trzech jasnych lamp. Metody te wykorzystują rzeczywiste żarniki lamp, aby pokazać, czy określone parametry zostały zsynchronizowane.

Metoda ciemnej lampy

Metoda trzech ciemnych lamp wykorzystuje szynę zbiorczą do synchronizacji przychodzącego generatora. Chociaż ta metoda wydaje się prosta, nie może dostarczyć informacji o częstotliwości generatora lub szyny zbiorczej, co oznacza, że ​​brakuje wielu informacji – lub pozostawia cię w ciemności – w celu świadomej synchronizacji.

Metoda ciemnej lampy jest często tańsza w prowadzeniu. Łatwiej też ustalić prawidłową kolejność.

Jednak ta metoda może być zawodna, ponieważ jest dużo miejsca na błędy. Na przykład lampa stanie się ciemna przy połowie normalnej wartości napięcia, co oznacza, że ​​przełącznik synchronizujący może być faktycznie wyłączony, nawet jeśli występuje różnica faz.

Ponieważ ta metoda opiera się na lampach, które wydają się „wyłączone” lub ciemne, wypalony żarnik lampy może fałszywie wskazywać synchronizację.

Migotanie trzech lamp nie wskazuje, która częstotliwość jest wyższa, co oznacza niepewność w aspekcie wyznaczania częstotliwości.

Dwie jasne, jedna ciemna metoda

Metoda Dwa jasne, jedno ciemne mierzy częstotliwość generatora i szyny zbiorczej, ale nie może sprawdzić poprawności kolejności faz. Tak więc, chociaż częstotliwości można z pewnością dopasować, wiele faz sekwencji faz nie można dopasować i prawdopodobnie będą wymagały naprawy po instalacji.

Metoda synchroskopowa

Metoda Synchroskopu wskazuje, czy częstotliwość generatora jest wyższa czy niższa niż częstotliwość sieci. Ta metoda uwzględnia jeden z parametrów przy określaniu paralelności, ale nie wszystkie z nich.

Te trzy metody wymagają ręcznej synchronizacji, która jest uwarunkowana obecnością lamp. Nowoczesne metody automatyzują proces synchronizacji i dzięki temu są znacznie bardziej niezawodne niż trzy wymienione powyżej metody.

Użycie synchronizacji w prawdziwym świecie

O ile nie pracujesz w elektrowni, prawdopodobnie nie będziesz musiał synchronizować więcej niż zegar w samochodzie z zegarem w telefonie.

Ale wiedza o tym, jak faktycznie działa synchronizacja generatora, może dać lepsze wyobrażenie o działaniu naszych systemów elektrycznych.

Więc teraz, kiedy już wiesz, jak to działa, wyjdź i pamiętaj, że ktoś synchronizuje generatory na całym świecie, abyśmy mogli mieć moc bez zbytniego zastanawiania się nad tym.

Masz jakieś przemyślenia na ten temat? Daj nam znać poniżej w komentarzach lub przenieś dyskusję na naszego Twittera lub Facebooka.

Rekomendacje redaktorów:

• PSA: Jeśli kupiłeś jeden z tych kabli Lightning od Target – wyrzuć je, zostaną wycofane
• Jest wreszcie lekki pistolet w stylu arcade, który współpracuje z ekranami LCD
• Jak używać świateł LEGO, aby poprawić wygląd swoich zestawów
• Elon Musk chce, aby twoja Tesla świeciła księżycem jako robocab, gdy jej nie używasz
• Lexi przedstawia pierwszą interoperacyjną platformę inteligentnego oświetlenia