Como funciona: Sincronização do gerador

Você já entrou em pânico depois de olhar para o relógio do seu carro e ver que está uma hora atrasada para o trabalho? E depois de pensar no que vai dizer ao seu chefe, você se lembra que era horário de verão neste fim de semana e você ainda não alterou a hora no relógio do seu carro?

Todos nós já passamos por isso e confiamos na sincronização muito mais do que imaginamos.

Mas tanto quanto confiamos nele para fazer coisas como controlar o tempo, também confiamos nele para processos como a sincronização do gerador. Na verdade, a sincronização dos geradores é a razão pela qual não temos uma queda de energia no trabalho sempre que um gerador é desligado para reparo.

Se você não sabe sobre a sincronização do gerador ou como ela funciona, continue lendo para ver o detalhamento completo de tudo o que você precisa saber sobre esse processo vital que mantém nossa energia funcionando.

Sincronização do gerador: como funciona

O que é sincronização de gerador? A sincronização do gerador deve ocorrer para combinar elementos como tensão, frequência, ângulos de fase ou sequências de fase e a forma de onda do gerador para manter o sistema de energia funcionando funcionalmente.

Quando dois ou mais sincronizadores estão fornecendo energia para uma fonte de energia, é necessário sincronizar os geradores. As cargas elétricas nem sempre são consistentes, o que significa que muitas vezes é necessário o uso de mais de um gerador para suprir cargas de energia maiores.

Sincronizando, ou paralelizando, geradores combinam os parâmetros de um gerador para outro, permitindo que eles trabalhem juntos.

Por que é importante

Uma vez que um gerador não pode trazer energia para um sistema de energia a menos que todos os parâmetros necessários sejam exatamente compatíveis com os da rede, a sincronização de geradores é absolutamente crucial para qualquer sistema de energia.

As usinas comerciais preferem usar várias unidades menores de fornecimento de energia em vez de uma única unidade grande. Quando unidades menores são usadas, mais unidades precisam ser instaladas para gerar energia suficiente.

Isso requer sincronização do gerador e deve ocorrer toda vez que uma nova unidade for adicionada ou ligada. A operação paralela de geradores de menor porte mostra-se muito mais benéfica por cinco razões principais.

É mais confiável

A probabilidade de falha de um gerador deve ser considerada, especialmente quando a eletricidade depende do trabalho ou da vida cotidiana.

Por causa disso, ter vários geradores em vez de apenas uma unidade grande funciona como uma proteção contra falhas para quaisquer contratempos que poderiam causar grandes problemas para um grande número de pessoas.

Continua o serviço

Se um gerador falhar ou precisar de outra manutenção, a presença de outras unidades de energia permite que a carga de alimentação continue sem interrupção, mesmo quando a unidade que precisa de reparo é desligada ou removida.

Requisitos de carga diferentes exigem unidades diferentes

O uso de energia não é consistente o tempo todo e, às vezes, as unidades de energia não são necessárias durante períodos de pequenas demandas de carga.

Como um gerador não pode ser parcialmente desligado para atender à demanda de carga leve, é muito mais inteligente e eficiente ter um ou dois geradores funcionando ao mesmo tempo. Isso também permite que mais unidades sejam sincronizadas durante períodos de carga pesada.

Torna a eficiência muito maior

Para tirar o máximo proveito de um único gerador, vários geradores devem ser usados ​​ao mesmo tempo em sua capacidade de saída recomendada, em vez de aumentar a capacidade de saída em apenas uma unidade e potencialmente danificá-la.

Isso ajuda na eficiência dos geradores, especialmente com as mudanças nas demandas de saída durante períodos de carga leve ou pesada.

Mais expansão de capacidade

O uso de muitos geradores significa que há espaço para expansão à medida que a demanda por energia cresce. Novos geradores podem simplesmente sincronizar geradores em paralelo assim que forem adicionados à usina e permitirem mais produção de energia.

O que acontece quando os geradores são sincronizados?

A sincronização do gerador é necessária e vital para o uso de energia existente, mas há certos requisitos que devem ser atendidos para que funcione. Tensão, frequência, ângulo de fase e sequência de fase são os quatro componentes principais que devem ser considerados ao sincronizar unidades.

Magnitude de tensão

O Root-mean-square (RMS) do novo gerador deve ser o mesmo do barramento ou da rede elétrica à qual está conectado.

A tensão de entrada é maior que a do barramento ou da rede elétrica, uma alta potência reativa fluirá do gerador para a rede.

Se a tensão de entrada for menor que a tensão do barramento (ou rede elétrica), o gerador de entrada na verdade absorverá a alta potência reativa da rede.

É melhor que a potência reativa seja uniforme para que as fontes de união trabalhem juntas em vez de se sobreporem.

Frequência

O gerador de entrada e o barramento também devem ter frequências correspondentes. Se as frequências não estiverem sincronizadas, a tentativa de paralelismo resultará em alta aceleração e desaceleração no movimento principal que é responsável por aumentar seu torque.

O fluxo inconsistente causado por frequências incompatíveis fará com que o gerador não funcione tão eficientemente, se funcionar.

Ângulo de fase

O ângulo de fase é um componente crucial na sincronização do gerador que fornece uma quantidade razoável de informações sobre um determinado gerador.

Os ângulos de fase da tensão do gerador de entrada e a tensão do barramento devem ser ajustados em zero. Os ângulos de fase de ambos podem ser observados comparando o cruzamento e os picos das formas de onda de tensão.

Sequência de fase

Em uma sequência trifásica, como em um sistema gerador, existem três tipos de tensões que produzem a mesma magnitude, mas a frequência de cada uma é diferenciada por um ângulo de 120 graus.

A sequência de fases das três fases do gerador de entrada deve corresponder à sequência de fases que pertence ao barramento ao qual está sendo conectado.

Esta é uma das etapas mais complicadas do processo de sincronização e os problemas aparecem principalmente após a instalação inicial do gerador ou após a manutenção.

Técnicas para Sincronização do Gerador

Existem três técnicas manuais principais para sincronização de geradores: O Método da Lâmpada Escura, O Método das Duas Lâmpadas, Uma Escura e O Método das Três Lâmpadas Brilhantes. Esses métodos usam filamentos de lâmpadas reais para mostrar se certos parâmetros foram ou não sincronizados.

Método da Lâmpada Escura

O Método das Três Lâmpadas Escuras usa o barramento para sincronizar o gerador de entrada. Embora esse método pareça fácil, ele não pode fornecer informações sobre a frequência do gerador ou do barramento, o que significa que está perdendo muitas informações – ou deixando você no escuro – para uma sincronização informada.

O Método da Lâmpada Escura geralmente é menos caro de conduzir. Também é mais fácil determinar a sequência correta.

No entanto, esse método pode não ser confiável, porque há muito espaço para erros. Por exemplo, a lâmpada ficará escura na metade da taxa normal de tensão, o que significa que a chave de sincronização pode realmente ser desligada, mesmo quando houver uma diferença de fase.

Como esse método depende das lâmpadas parecerem “apagadas” ou escuras, um filamento de lâmpada queimado pode indicar falsamente a sincronização.

A cintilação das três lâmpadas não indica qual frequência é mais alta, o que significa que há incerteza no aspecto da determinação da frequência.

Dois métodos claros e um escuro

O método Two Bright, One Dark mede a frequência do gerador e do barramento, mas não pode verificar a exatidão da sequência de fases. Portanto, embora as frequências possam ser combinadas com confiança, as múltiplas fases das sequências de fases não podem ser combinadas e provavelmente precisarão de reparo após a instalação.

Método do Sincronoscópio

O Método do Sincronoscópio indica se a frequência do gerador é maior ou menor que a frequência da rede. Este método é responsável por um dos parâmetros na determinação de um paralelo, mas não todos eles.

Esses três métodos requerem sincronização manual que é determinada pela presença de lâmpadas. Os métodos modernos automatizam o processo de sincronização e, portanto, são muito mais confiáveis ​​do que os três métodos listados acima.

Uso de sincronização no mundo real

A menos que você trabalhe em uma usina de energia, provavelmente não precisará sincronizar mais do que o relógio do seu carro com o do seu telefone.

Mas saber como a sincronização do gerador realmente funciona pode lhe dar uma ideia melhor de como nossos sistemas elétricos operam.

Então agora que você sabe como isso funciona, saia e lembre-se que há alguém sincronizando geradores em todo o mundo para que possamos ter energia sem pensar muito sobre isso.

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