Torgholodmash.ru

ТоргХолодМаш
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Синхронизация газовых генераторных установок

Синхронизация газовых генераторных установок

Синхронизированная генераторная группа — это система из параллельно включенных синхронизированных генераторов одинаковой или разных мощностей, которые работают одновременно или попеременно через специальный блок и щит распределения нагрузки. Генераторы в синхронизации могут устанавливаться рядом или на небольшом расстоянии друг от друга.

Синхронизированная генераторная группа ФАС-ВТ Синхронизированная генераторная группа ФАС-ВТ

Синхронизация газовых генераторов с сетью эффективна, когда потребление электроэнергии существенно меняется в пределах дня, недели или сезона.

Колонка синхронизации

Для визуального контроля параметров при включении генераторов в сеть на Главном щите управления электростанций устанавливается колонка синхронизации. На ней размещаются приборы:

  • Вольтметр контроля напряжения в сети.
  • Вольтметр контроля напряжения на генераторе.
  • Частотомер сети.
  • Частотомер генератора.
  • Синхроноскоп.

Иногда на колонке дополнительно ставят контрольную лампу, включенную между одной из фаз сети и генератора. Лампа меняет яркость свечения одновременно с движением стрелки синхроноскопа. При угле между напряжениями, равном нулю, она гаснет, при 180 градусах – горит в полную яркость. На передвижных электростанциях такие лампы иногда устанавливаются на всех трех фазах совместно (или вместо) синхроноскопа.

Колонка синхронизации рядом с пультом управления генератором

Колонка синхронизации рядом с пультом управления генератором

Поскольку генераторов на станциях много, предусматривается возможность для их поочередного подключения к колонке синхронизации.

Чтобы синхронизировать генератор с сеткой, необходимо выполнить четыре условия:

  1. Фазовая последовательность
  2. Величина напряжения
  3. частота
  4. Угол фазы

Рисунок 1 — Синхронизация генератора с сеткой

1. Фазовая последовательность

Фазовая последовательность ( или фазовое вращение ) трех фаз генератора должна быть такой же, как последовательность фаз трех фаз электрической системы ( сетка ).

Единственный раз, когда последовательность фаз может быть неправильной, при начальной установке или после обслуживания. Существует два возможных источника проблем .

Во время технического обслуживания на самом деле могут быть заменены силовые провода генератора или трансформатора, или во время обслуживания потенциальные трансформаторные провода могут быть заменены.

2. Величина напряжения

Величина синусоидального напряжения, создаваемого генератором, должна быть равна величине синусоидального напряжения сетки.

Если выполнены все другие условия, но два напряжения не совпадают, то есть существует разность напряжений, закрытие выходного выключателя генератора переменного тока вызовет потенциально большой поток MVAR .

Напомним, что до того, как генератор синхронизирован с сеткой, ток отсутствует, никакой реакции якоря и, следовательно, внутреннее напряжение генератора не отличается от напряжения на входе генератора.

Если напряжение генератора выше напряжения сетки, это означает, что внутреннее напряжение генератора выше, чем напряжение сети. Когда он подключен к сетке, генератор будет перегружен, и он выведет MVAR.

Если напряжение генератора меньше напряжения сетки, это означает, что внутреннее напряжение генератора ниже, чем напряжение в сети. Когда он подключен к сетке, генератор будет недоволен, и он поглотит MVAR.

3. Частота

Частота синусоидального напряжения, создаваемого генератором, должна быть равна частоте синусоидального напряжения, создаваемого сеткой.

Рисунок 2 — Генератор медленнее, чем сетка

На рисунке 2 выше генератор работает медленнее, чем сетка.

Синхроскоп будет вращаться быстро против часовой стрелки. Если бы генераторный выключатель был случайно закрыт, генератор был бы несовместим с внешней электрической системой. Он будет вести себя как мотор, и сетка попытается довести его до скорости.

При этом ротор и статор будут скользить по полюсам и повредить ( возможно, разрушить ) генератор, как описано ранее. Такая же проблема возникла бы, если бы генератор был быстрее сетки.

Сетка попытается замедлить ее, что снова приведет к скольжению полюсов.

Рисунок 3 — Генератор с одинаковой скоростью asGrid, но не в фазе

На рисунке 3 показано состояние, при котором генератор и сетка имеют соответствующую скорость . Высокие точки и нулевые пересечения синусоидальных напряжений происходят с одинаковой скоростью.

Однако, если вы заметили в 2 с сеткой и между ними существует фазовый угол. Это будет выглядеть как невращающийся синхроскоп ( как генератор, так и сетка на той же частоте ), где указатель будет появляться примерно в 9:00 часов ( сетка с запаздыванием генератора ).

Читать еще:  Пульт регулировки яркости освещения

Если бы генераторный выключатель был закрыт в это время, сетка вытащила бы генератор.

Однако это снова вызовет большой ток, возникающий в генераторе, и высокие напряжения на роторе / статоре с последующим повреждением генератора. Если генератор вел сетку, он попытался сразу же вставить мощность в сетку с теми же разрушительными силами, что и упомянутые.

Следовательно, генератор должен быть доведен до точки, где волна сигнала напряжения в сетке точно соответствует тому, что она производит.

4. Фазовый угол

Как упоминалось ранее, фазовый угол между напряжением, создаваемым генератором, и напряжением, создаваемым сеткой, должен быть равен нулю .

Фазовый угол (от 0 до 360 °) может быть легко обнаружен путем сравнения одновременного появления пиков или пересечений нуля синусоидальных сигналов.

Если выключатель генератора закрыт, когда он точно соответствует, соединение будет плавным и плавным .

В этом случае ( рис. 4 ниже ) указатель на синхроскоп будет указывать на 12 часов.

Наихудший случай возникает, если генератор находится точно в фазе, с фазовым углом 180 ° и синхронизатором, указывающим на 6:00.

Рисунок 4 — Генератор в фазе с сеткой

Синхронизация генераторов с шиной (VIDEO)

Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Ресурс: Основы науки и реактора — Электрическая группа технического обучения CNSC

Демократический принцип

Другой реализацией децентрализованного способа организации параллельной работы ИБП является демократический принцип [3]. При таком способе каждый ИБП остается активным в регулировании своего выходного тока, корректируя его таким образом, чтобы приблизить к среднему значению Iср = Iн / n, где Iн — ток нагрузки, n = N + X — общее число параллельно включенных ИБП, N — минимальное количество ИБП, необходимых для функционирования системы по мощностным показателям, Х — количество резервных ИБП.

Рассмотрим более подробно реализацию демократического принципа на примере организации параллельной работы однофазных ИБП с двойным преобразованием энергии в диапазоне мощностей каждого ИБП от 6 до 20 кВА [4]. Примерами таких моделей ИБП являются GXT (Liebert), ИДП («Элекромаш») и др.

Функциональная схема ИБП приведена на рис. 1. В состав силовой цепи ИБП входят: сетевой фильтр (СФ), выпрямитель (В), бустер (Б) — повышающий преобразователь постоянного напряжения, ШИМ-инвертор (И), фильтр высших гармоник (ФВГ), блок реле (БР), тиристоры цепи байпас (ТБ), выходной фильтр (ВФ), выходное реле (ВР), зарядное устройство (ЗУ), аккумуляторная батарея (АБ), тиристор подключения АБ (ТА), реле подключения АБ (РА). Сетевой и выходной фильтры обеспечивают подавление выбросов сетевого напряжения при переходных процессах и осуществляют фильтрацию высокочастотных коммутационных помех. ШИМ-инвертор питается высоковольтным напряжением постоянного тока (700 В) с выхода бустера и выполняется по полумостовой бестрансформаторной схеме на IGBT-транзисторах. Силовые транзисторы управляются высокочастотными (19,2 кГц) ШИМ-сигналами с платы управления. Широтно-импульсная модуляция сигналов осуществляется по синусоидальному закону, что обеспечивает c помощью быстродействующей системы управления инвертором высокую точность выходного напряжения. Синусоидальное выходное напряжение 50 Гц формируется из высокочастотных ШИМ-импульсов с помощью LС фильтра высших гармоник (ФВГ). Блок реле (БР) и тиристоры цепи байпас (ТБ) осуществляют автоматическое переключение нагрузки напрямую в сеть в случае перегрузки, перегрева или выхода из строя одного из узлов ИБП. Тиристор подключения АБ (ТА) и реле подключения АБ (РА) обеспечивают подключение АБ на вход бустера в автономном режиме работы ИБП.

Функциональная схема ИБП

Рис. 1. Функциональная схема ИБП

Плата управления (ПУ) обеспечивает необходимый алгоритм работы узлов силовой платы, тестирование состояния, мониторинг и управление ИБП. Все цепи платы управления изолированы от высоковольтного напряжения, присутствующего на силовой плате. Внутрисистемная шина (ВШ) осуществляет связь между платой управления (ПУ) и узлами силовой платы ИБП. Сигналы с платы управления поступают также на плату дисплея (ПД), RS-232 интерфейс и плату параллельной работы ИБП (ППР). Плата дисплея содержит ряд светодиодов для индикации режимов работы ИБП и кнопки включения/выключения инвертора силовой платы. В некоторых моделях ИБП используются ЖК-дисплеи для отображения электрических параметров и состояния ИБП.

Читать еще:  Параметры регулировок тнвд бош

Рассмотрим более подробно состав и функциональное назначение плат управления и параллельной работы ИБП.

Плата управления ИБП обеспечивает:

  • необходимый алгоритм работы силовых каскадов ИБП (выпрямителя, бустера, инвертора, статического байпаса, блока реле, зарядного устройства) в различных режимах работы (сетевом, автономном, байпасе, режиме холодного старта);
  • обработку и анализ аналоговых сигналов измерения электрических параметров системы;
  • связь с персональным компьютером по RS-232 интерфейсу и обмен информацией с SNMP-адаптером;
  • организацию обмена данными по CAN-интерфейсу с другими ИБП при их параллельной работе;
  • вывод на плату дисплея сигналов информации о режиме работы ИБП, степени его загрузки, разряженности аккумуляторной батареи (АБ) и возможном аварийном состоянии ИБП.

Для выполнения указанных функций плата управления (ПУ) содержит основной микроконтроллер (МК1), вспомогательный микроконтроллер (МК2) и аналоговую часть — обвязку для сопряжения входов/выходов основного микроконтроллера (масштабирование, преобразование) с измерительными цепями и цепями управления силовых каскадов ИБП. В качестве микроконтроллера МК1 выбран цифровой сигнальный процессор (DSP) TMS320LF2406A (Texas Instruments) [6], сочетающий высокую эффективность, широкий спектр выполняемых функций и достаточно низкую стоимость. Он обладает системой команд, рассчитанных на решение задач управления в реальном масштабе времени, и мощным набором периферийных устройств и интерфейсов (CAN, SCI, SPI), ориентированных на работу в распределенных системах управления, каковой является система бесперебойного питания с параллельной работой ИБП.

Другими отличительными признаками выбранного микроконтроллера (МК1) являются:

  1. Наличие двух модулей управления событиями (менеджеры событий), каждый из которых имеет:
    • два 16-разрядных таймера общего назначения;
    • восемь 16-разрядных каналов сравнения / ШИМ;
    • три модуля захвата внешних событий для ввода и временной «оцифровки» импульсных сигналов;
    • блок синхронизации запуска АЦП по периоду ШИМ.
  2. Наличие 10-разрядного 16-канального АЦП с минимальным временем преобразования 0,5 мкс на один канал, включая время выборки.
  3. Обеспечение до 40 индивидуальных программируемых портов ввода/вывода.
  4. Пять входов внешних запросов прерываний.
  5. Низкое потребление энергии при источнике питания 3,3 В.

Обозначения входных и выходных сигналов МК1

Рис. 2. Обозначения входных и выходных сигналов МК1

Наличие встроенных модулей генераторов периодических сигналов ШИМ обеспечивает современные алгоритмы непосредственного управления IGBT-транзисторами инвертора и бустера ИБП. МК1 решает основную задачу формирования алгоритма управления силовыми каскадами ИБП и обеспечения параллельной работы нескольких ИБП на общую нагрузку. На входы МК1 поступают сигналы напряжений и токов различных узлов силовой цепи ИБП (таблица 1, рис. 2).

Аналоговые входные сигналы параметров системы

Алгоритм работы газопоршневой установки в параллельном режиме таков:

  1. Запуск агрегата по внешней команде оператора или внутреннему сигналу, если агрегат в горячем резерве и нагрузка позволяет запуск.
  2. Старт двигателя, прогрев в течение установленного времени. Если агрегат находился в состоянии горячего резерва, то эта стадия длится несколько секунд.
  3. Синхронизация 3-5 секунд (напряжение, частота, сдвиг фаз, асимметрия) выполняется контроллером генератора.
  4. Команда на замыкание силового выключателя генератора и принятие нагрузки.
  5. Принятие нагрузки согласно графику набора мощности.
  6. Увеличение мощности газопоршневой электростанции до фактической нагрузки в течение нескольких (десятков) секунд.

Остались вопросы?
Позвоните нам: +7(495) 797-69-16

Принцип действия приборов основан на измерении и сравнении параметров двух напряжений: генератора и электрической сети в момент синхронизации. В момент синхронизации параметров приборы формируют сигнал управления на подключение синхронизируемого генератора к электрической сети с заданным временем опережения.

Разность фаз напряжений индицируются на показывающем устройстве приборов в виде светового круга. Синхронизация параметров генератора и электрической сети, регистрируемая приборами, соответствует равенству фаз напряжений этих сетей.

Показывающее устройство приборов представляет собой циферблат с нанесенной на нем отметкой синхронизации, световыми отметками, стрелками, показывающими направление вращения указателя. Показания приборов зависят от разности частот и фаз сравниваемых напряжений. Световая отметка отклоняется или вращается против или по часовой стрелке, если частоты и фазы сетей не равны. Световая отметка стоит у отметки синхронизации, если частоты и фазы сетей равны.

Читать еще:  Блок питания для светодиодов с регулировкой яркости

Диапазон индикации основной круговой шкалы составляет 360 градусов с дискретностью индикации 10 градусов.

Положение светящегося на шкале индикатора определяет мгновенное значение разности фаз между сигналами генератора и сети, при этом частота вращения светового индикатора на основной шкале прибора равна значениям разности частот AF.

Приборы обеспечивают передачу результатов измерений на внешний ПК через интерфейс RS485.

Приборы обеспечивают следующие режимы работы:

— режим индикации «ИНД», служит для отображения изменения частоты и фазы подключаемого (синхронизируемого) генератора относительно работающего генератора (сети) и индикации сигналов управления для подгонки напряжения и частоты синхронизируемого генератора к напряжению и частоте сети при выходе параметров генератора за установленные граничные значения по частоте и/или напряжению. Сигнал управления синхронизацией заблокирован;

— режим синхронизации «СИНХР», служит для формирования и выдачи сигнала на подключение синхронизируемого генератора к сети при условии соответствия измеренных параметров генератора параметрам, установленным на приборе;

— режим подключения генератора к обесточенной сети (без синхронизации);

— режим установки параметров синхронизации «AU», «AF», «Т» (задание уставок).

Выбор режима работы и установка значений уставок осуществляется при помощи

кнопок, расположенных на лицевой панели. Светодиодные индикаторы «AU» (разность напряжений между генератором и сетью), «AF» (разность частот генератора и сети), «T» (время опережения), «Um» (напряжение помех на обесточенной шине сети) индицируют устанавливаемый параметр, а шкалы у светодиодных индикаторов, расположенных по кругу, индицируют значение устанавливаемой уставки.

Основные узлы приборов: входные резистивные делители, АЦП, блок питания, микроконтроллер, узел интерфейса, узел индикации.

Конструктивно приборы выполнены в ударопрочных, пылезащищенных, металлических корпусах щитового крепления. Приборы не имеют подвижных частей и работоспособны при установке в любом положении.

Приборы выпускаются в ряде модификаций, отличающихся номинальным напряжением, номинальной частотой, сервисными функциями.

Информация о модификации содержится в коде полного условного обозначения:

ЩСа — b — c — d — e — f,

где ЩСа — тип прибора в зависимости от габаритных размеров лицевой панели:

ЩС96 — 96×96 мм; b — номинальное напряжение; с — номинальная частота;

d — условное обозначение цифрового интерфейса RS485; е — эксплуатационное исполнение и класс безопасности; f — специальное исполнение.

Питание приборов осуществляется непосредственно от синхронизируемого генератора. Общий вид приборов представлен на рисунках 1 — 3.

Доступ к внутренним частям приборов возможен только с нарушением пломб/этикеток. Схема пломбировки от несанкционированного доступа (место нанесения клейма ОТК), обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 4.

Приборы являются восстанавливаемыми, ремонтируемыми изделиями.

п. 1 — место пломбировки (клеймо ОТК) п. 2 — место нанесения знака поверки

Рисунок 4 — Схема пломбировки и место нанесения знака поверки

Как компенсировать причиненный ущерб?

Не знаете, куда обращаться и куда жаловаться в случае выхода из строя бытовых приборов, которые сломались в результате скачков напряжения в линии передач?

За это отвечают энергетики и ЖЭК. Поэтому в первую очередь обращаться нужно туда. Как только произошел такой неприятный момент, необходимо сразу идти или звонить в ЖЭК и оставлять заявку. После фиксации причиненного ущерба на бумаге, следует обратиться в суд.

Нынешняя электросеть постоянно дает сбои в работе. И чтобы такая сеть с ее проблемами не причинила вред имуществу, необходимо стараться защитить ее специальными устройствами. Если все же такое случилось и перепады вывели из строя бытовой прибор, то следует написать заявление в ЖЭКе. Ведь за электрическую сеть и стабильную ее работу отвечают именно они.

Вот мы и рассмотрели, из-за чего возникают скачки напряжения в электросети и как с ними бороться. Надеемся предоставленная информация была для вас полезной!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector