Как это работает: Синхронизация генератора

Опубликовано: 2019-06-14

Вы когда-нибудь паниковали, посмотрев на часы в машине и увидев, что опаздываете на работу на целый час? И после того, как вы придумаете, что собираетесь сказать своему боссу, вы помните, что в эти выходные было летнее время, и вы еще не изменили время на часах в машине?

Мы все были там, и мы полагаемся на синхронизацию гораздо больше, чем мы могли бы подумать.

Но так же, как мы полагаемся на него, чтобы делать такие вещи, как отслеживание времени, мы также полагаемся на него для таких процессов, как синхронизация генератора. На самом деле, синхронизация генераторов является причиной того, что у нас на работе не бывает перебоев с электроэнергией каждый раз, когда генератор останавливается на ремонт.

Если вы не знаете о синхронизации генератора или о том, как она работает, продолжайте читать, чтобы получить полную информацию обо всем, что вам когда-либо понадобится знать об этом жизненно важном процессе, обеспечивающем работу нашей энергии.

Синхронизация генератора: как это работает

Что такое синхронизация генератора? Синхронизация генератора должна происходить для согласования таких элементов, как напряжение, частота, фазовые углы или последовательность фаз, а также форма волны генератора, чтобы обеспечить функциональную работу энергосистемы.

Когда два или более синхронизатора подают энергию к источнику питания, необходимо синхронизировать генераторы. Электрические нагрузки не всегда постоянны, а это означает, что для питания нагрузок большей мощности часто требуется использование более одного генератора.

Синхронизирующие или параллельные генераторы сопоставляют параметры одного генератора с другим, что позволяет им работать вместе.

Почему это важно

Поскольку генератор не может подавать энергию в энергосистему, если все необходимые параметры точно не согласованы с параметрами сети, синхронизация генераторов абсолютно необходима для любой энергосистемы.

Коммерческие электростанции предпочитают использовать несколько небольших блоков питания вместо одного большого блока. Когда используются блоки меньшего размера, необходимо установить больше блоков, чтобы генерировать достаточную мощность.

Для этого требуется синхронизация генератора, и она должна происходить каждый раз, когда добавляется или включается новый блок. Параллельная работа генераторов меньшего размера оказывается гораздо более выгодной по пяти основным причинам.

Это более надежно

Следует учитывать вероятность выхода из строя генератора, особенно когда от электричества зависит работа или повседневная жизнь.

Из-за этого наличие нескольких генераторов вместо одного большого устройства обеспечивает отказоустойчивость при любых сбоях, которые в противном случае могли бы вызвать большие проблемы для большого количества людей.

Он продолжает службу

Если генератор выходит из строя или нуждается в другом обслуживании, наличие других силовых агрегатов позволяет продолжать подачу питания без перерыва, даже когда один агрегат, нуждающийся в ремонте, отключен или удален.

Различные требования к нагрузке требуют разных единиц

Энергопотребление не постоянно постоянно, и иногда блоки питания не нужны в периоды небольшой нагрузки.

Поскольку генератор не может быть частично остановлен для удовлетворения потребности в малой нагрузке, гораздо разумнее и эффективнее использовать один или два генератора одновременно. Это также позволяет синхронизировать больше устройств в периоды большой нагрузки.

Это значительно повышает эффективность

Чтобы получить максимальную отдачу от одного генератора, несколько генераторов следует использовать одновременно с их рекомендуемой выходной мощностью, вместо того, чтобы увеличивать выходную мощность только одного устройства и потенциально повредить его.

Это помогает повысить эффективность генераторов, особенно при изменении требований к мощности в периоды легкой или высокой нагрузки.

Расширение емкости

Использование большого количества генераторов означает, что есть возможности для расширения по мере роста спроса на электроэнергию. Новые генераторы могут просто синхронизировать генераторы параллельно, как только они будут добавлены к электростанции, что позволит увеличить выходную мощность.

Что происходит, когда генераторы синхронизируются?

Синхронизация генератора необходима и жизненно важна для существующего энергопотребления, но есть определенные требования, которые должны быть соблюдены, чтобы он работал. Напряжение, частота, фазовый угол и последовательность фаз — это четыре основных компонента, которые необходимо учитывать при синхронизации устройств.

Величина напряжения

Среднеквадратичное значение (RMS) нового генератора должно быть таким же, как у шины или электрической сети, к которой он подключен.

Входящее напряжение выше, чем у шины или электрической сети, большая реактивная мощность будет поступать от генератора в сеть.

Если входящее напряжение ниже напряжения шины (или электрической сети), входящий генератор фактически будет поглощать высокую реактивную мощность из сети.

Лучше, чтобы реактивная мощность была одинаковой, чтобы объединяющие источники работали вместе, а не подавляли друг друга.

Частота

Входящий генератор и шина также должны иметь совпадающие частоты. Если частоты не синхронизированы, попытка распараллеливания приведет к сильному ускорению и замедлению основного хода, который отвечает за увеличение его крутящего момента.

Несогласованный поток, вызванный несогласованными частотами, приведет к тому, что генератор будет работать не так эффективно, если вообще будет работать.

Угол фазы

Фазовый угол является важным компонентом синхронизации генератора, который обеспечивает приличное количество информации о данном генераторе.

Фазовые углы входного напряжения генератора и напряжения на сборной шине должны быть установлены на ноль. Фазовые углы обоих можно наблюдать, сравнивая пересечение и пики форм сигналов напряжения.

Последовательность фаз

В трехфазной последовательности, такой как в генераторной системе, есть три типа напряжений, которые производят одинаковую величину, но частота каждого из них различается на угол 120 градусов.

Последовательность фаз трех фаз входящего генератора должна соответствовать последовательности фаз, принадлежащей шине, к которой он подключен.

Это один из наиболее сложных этапов процесса синхронизации, и проблемы возникают в основном после первоначальной установки генератора или после технического обслуживания.

Методы синхронизации генератора

Существует три основных ручных метода синхронизации генератора: метод темной лампы, метод двух ярких, одной темной и метод трех ярких ламп. В этих методах используются фактические нити накала лампы, чтобы показать, были ли синхронизированы определенные параметры.

Метод темной лампы

Метод трех темных ламп использует шину для синхронизации входящего генератора. Хотя этот метод кажется простым, он не может предоставить информацию о частоте генератора или шины, а это означает, что он пропускает много информации или оставляет вас в неведении для информированной синхронизации.

Метод темной лампы часто менее дорог в проведении. Также легче определить правильную последовательность.

Однако этот метод может быть ненадежным, потому что есть много места для ошибки. Например, лампа погаснет при половинном уровне напряжения, а это означает, что синхронизирующий переключатель может быть выключен даже при наличии разности фаз.

Поскольку этот метод основан на том, что лампы кажутся «выключенными» или темными, перегоревшая нить накала лампы может ложно указывать на синхронизацию.

Мерцание трех ламп не указывает, какая частота выше, что означает неопределенность в аспекте определения частоты.

Два ярких, один темный метод

Метод двух ярких, одной темной измеряет частоту генератора и шины, но не может проверить правильность чередования фаз. Таким образом, в то время как частоты могут быть уверенно согласованы, несколько фаз последовательностей фаз не могут быть согласованы и, вероятно, потребуют ремонта после установки.

Синхроскопический метод

Синхроскопический метод показывает, выше или ниже частота генератора, чем частота сети. Этот метод учитывает один из параметров при определении параллели, но не все из них.

Эти три метода требуют ручной синхронизации, которая определяется наличием ламп. Современные методы автоматизируют процесс синхронизации и, таким образом, намного надежнее, чем три перечисленных выше метода.

Использование синхронизации в реальном мире

Если вы не работаете на электростанции, вам, вероятно, не придется синхронизировать часы в машине с часами на телефоне.

Но знание того, как на самом деле работает синхронизация генератора, может дать вам лучшее представление о том, как работают наши электрические системы.

Итак, теперь, когда вы знаете, как это работает, идите и помните, что кто-то синхронизирует генераторы по всему миру, чтобы мы могли получить энергию, не задумываясь об этом.

Есть какие-нибудь мысли по этому поводу? Дайте нам знать внизу в комментариях или перенесите обсуждение в наш Twitter или Facebook.