Virbactd.ru

Авто шины и диски
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Синхронизация электростанций

Синхронизация электростанций

синхронизация электростанцийНаша компания готова предложить любые решения по электроснабжению на базе синхронизации нескольких дизельных генераторов и на базе параллельного рабочего процесса электростанций.

Параллельная работа электростанции — это работа сразу нескольких ДГУ, работающих вместе в виде одной большой установки. Параллельная работа генератора производится при помощи специального контроллера. Например, в электростанции KOHLER-SDMO применяется панель управления Nexys, плюс модуль управления от Telys, на их базе можно создать около 16 установок с параллельным подключением.

Применяя функции синхронизации, шунтирования и регулирования напряжения тока, контроллеры способны установить параллельную работу с напряжением, поданным в цепь, в период снижения максимальной нагрузки, либо отсутствия отдачи в период торможения. Функция по проверке синхронности являет собой модуль, контролирующий работу устройств по переключению нагрузки, чтобы начать параллельную работу с питанием от сети/питанием шины, лишь, когда данные два питания синхронны. Функции же по автоматической синхронизации — это модуль, посылающий в генератор постоянного тока AVR и регулятор двигателя контрольные сигналы, чтобы осуществлять контроль над скоростью и напряжением электротока на выходе из генератора.

Синхронизация генератора и их параллельная работа используется при:

  • Электроснабжении нагрузки, которая изменяется в широком диапазоне мощности, когда годовой или суточный показатель потребляемой мощности терпит изменения в широких пределах. Следует отметить, что для ДГУ имеется требование для минимально допустимой нагрузки — 25% от нормы. С длительной работой с малыми нагрузками требуется проведение специальных мероприятий по техническому обслуживанию и восстановлению.
  • При требовании компенсации недостаточной мощности основной электросети в час пик либо запуск оборудования с высоким пусковым током.
  • Для электропитания ответственного потребителя, когда неудачный пуск генератора приводит к серьезным проблемам. Применение параллельных систем повышает вероятность удачного пуска генератора.
  • Создании схемы двойной резервации с помощью 2-х генераторов с аналогичной мощностью. При недопустимости перерыва в электропитании потребителей.
  • При бесперебойном электроснабжении в период осуществления ТО ДГУ и оборудования коммутации

Варианты параллельных систем

Условия параллельной работы электростанций

Нагрузка распределяется соответственно номинальным мощностям генераторов.

синхронизация электростанцийПри запуске обеих ДГУ и закрытии их автоматических выключателей частота тока и напряжение должны иметь одинаковые показатели между двумя точками шины. Когда генератор подключается к рабочей шине, он «магнитно подсоединен» к энергосистеме. Установка из синхронизма не выходит, если работа нормальная. Выход из синхронизма встречается при потере возбуждения генераторов.

При введении дизельного генератора в фазу параллельной работы, показатели его частоты и напряжения зависят от показателей общей шины. А системы контроля переключаются на контроль над распределением нагрузки. У каждого дизельного генератора есть своя собственная система контроля. За исключением системы защиты, среди дизель-генераторов связь отсутствует, что даёт возможность производства необходимого обслуживания без остановки работы системы полностью. После определения системой контроля достижения дизель-генератором требуемых показателей напряжения и частоты нагрузка с сети перебрасывается на дизель-генератор, и его контроллёр начинает осуществлять контроль за выходными показателями.

Синхронный генератор переменного тока. Дизельные электростанции KOHLER-SDMO оборудованы генераторами, имеющими горизонтальную ось (трёхфазный, синхронный) на роликовых подшипниках. Также имеется самовентиляция внутри кожуха, статор из кремнистой стали, обмотка из электролитической меди, изоляция класса Н. корпусная демпферная обмотка для параллельной работы (для генераторов большой мощности).

Панели управления могут работать совместно с другими панелями при параллельной работе Требуется установка дополнительного оборудования для того, чтобы стандартная электростанция могла работать параллельно с иными дизельными станциями либо с энергосетью.

    Имеются некоторые отличия в управлении (распределение нагрузки).

Параллельная работа предполагает соблюдение следующих условий:

Генераторная установка с панелью автоматизации может работать параллельно с другими панелями со следующими условиями:

Способы распределения нагрузки для параллельно работающих генераторов Существует несколько способов для решения задач по распределению нагрузки между генераторами, которые работают параллельно. Применение каждого из них обуславливается мощностью электроэнергетической системы, видом первичного двигателя и возможностями его системы по автоматическому регулированию.

Включение генератора в сеть

Необходимость в этом приборе возникает при подключении генератора параллельно к сети переменного тока или к другому генератору. Этот процесс называется синхронизацией.

Чтобы включение прошло без вреда для генератора, добиваются одновременного выполнения трех условий:

  • Напряжения в сети и на генераторе совпадают по величине;
  • Частота генерации равна частоте напряжения в сети;
  • Угол сдвига фаз между напряжениями одноименных фаз сети и генератора равен нулю.

Напряжение на генераторе перед синхронизацией устанавливают равным напряжению сети при помощи контрольных вольтметров. Выходное напряжение регулируют изменением тока в роторе.

Для подгонки частоты генерации (fг) к величине частоты сети (fc) изменяют скорость вращения генератора. На электростанциях для этого регулируется количество пара (воды), подающегося на лопатки турбины.

С углом сдвига фаз намного сложнее. Точного равенства частоты генерации частоте сети добиться невозможно. Но, даже если выполнить это условие, равенства редко удается достичь. Процесс усложняется еще и тем, что для регулировки изменяется скорость вращения вала турбоагрегата. При многотонной массе валов промышленных аппаратов изменение скорости происходит с инерцией, которую трудно учесть.

В итоге после уравнивания частот все равно присутствует разность, называемая частотой скольжения:

Частота скольжения

Следствием частоты скольжения становится постоянное цикличное изменение угла между напряжениями сети и генератора от нуля до 360 градусов. Чем больше частота скольжения, тем быстрее изменяется угол, и наоборот.

Для визуального отображения угла между напряжениями сети и генератора нужен синхроноскоп. К нему подводятся напряжения одноименных фаз сети и генератора. Нулевое положение стрелки на нем происходит при угле, равным нулю, противоположное значение – при 180 градусах.

Стрелочный синхроноскопСтрелочный синхроноскоп

Стрелка синхроноскопа при синхронизации постоянно вращается. По направлению вращения определяют, больше частота генерации частоты в сети или меньше. В момент прохода стрелки через нулевое положение генератор включают в сеть.

Включение генератора в момент, когда стрелка показывает на 180 градусов, приводит к возникновению токов через обмотку статора, превышающих расчетный ток короткого замыкания. За время, пока подействует защита, этот ток успеет разрушить обмотку статора. Генератор придется отправить в капитальный ремонт.

Синхроноскоп со светодиодной индикациейСинхроноскоп со светодиодной индикацией

Если генератор включить в сеть при меньших углах, но не равных нулю, через обмотку статора произойдет кратковременный бросок тока. Это тоже аварийный режим его работы. Повреждений обмотки не произойдет, но систематическое несинхронное включение агрегата в сеть со временем приведет к поломке. Поэтому несинхронное включение запрещено.

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.

Автоматические синхронизаторы

Поскольку процесс синхронизации трудно контролировать вручную, он проводится в автоматическом режиме. Для этого на электростанциях устанавливаются приборы, называемые автосинхронизаторами.

Регулирование оборотов генератора в ручном режиме выполняется ключами, подающими импульс на регулирующее устройство. На тепловых электростанциях – это электродвигатель паровой задвижки на входе турбины. Кратковременно поворачивая ключ в положения «Больше» или «Меньше», оперативный персонал открывает или закрывает задвижку. Так обеспечивается регулировка оборотов турбины. Эту же операцию выполняет и автосинхронизатор, работающий в автоматическом режиме.

Как и к синхроноскопу, к нему подключены напряжения с выхода генератора и из сети. Он постоянно контролирует их величины и выдает импульс на включение только в момент выполнения условий, перечисленных в начале этой статьи. Но с одним отличием: команда на включение генератора в сеть выдается заблаговременно, с заданной при настройке синхронизатора задержкой.

Для чего она нужна? Дело в том, что выключатель, включающий генератор в сеть, характеризуется собственным временем включения. Оно небольшое (десятые доли секунды), но этого достаточно, чтобы за время срабатывания стрелка синхроноскопа успела уйти с нулевого положения. Поэтому в настройки синхронизатора и добавляется задержка по времени, называемая временем опережения. Для каждого типа выключателя (масляного, вакуумного, элегазового) она имеет разное значение.

Шкафы с синхронизаторами

Шкафы с синхронизаторами

Автосинхронизатор не включает генератор в сеть при частоте скольжения, равной нулю. Процесс регулировки оборотов турбины настолько не стабилен, что частота вращения в любой момент может измениться. Поэтому включение происходит при небольшой частоте скольжения, отличной от нуля.

Процесс синхронизации

Включение генераторов в сеть на электростанциях происходит так.

  1. После выхода турбоагрегата на номинальные обороты управление им передается оперативному персоналу Главного щита управления. Персонал турбинного цеха после передачи управления не вмешивается в его работу.
  2. По частотомерам на колонке синхронизации персонал уравнивает частоту генерации с частотой сети, изменяя скорость вращения турбины.
  3. По вольтметрам на колонке синхронизации, изменяя ток в роторе, устанавливается напряжение на статоре генератора, равное напряжению сети. Выполняется это только после уравнивания частот, так как с изменением частоты изменяется и выходное напряжение статора.
  4. Скорость вращения турбины изменяется в большую или меньшую сторону на величину, требуемую для нормальной работы автосинхронизатора.
  5. Автосинхронизатор включается в работу. Анализируя величину частоты скольжения, от выдает импульсы на изменение оборотов турбины, добиваясь требуемой частоты ее вращения.
  6. Подогнав величину скольжения, автосинхронизатор автоматически переключается в режим измерения угла между напряжениями и вычисляет момент, когда подать импульс на включение, чтобы оно произошло при его нулевом значении. Как только этот момент будет достигнут, происходит включение выключателя.

Процесс отличается на разных электростанциях и при применении различных типов синхронизаторов. Они, как и устройства релейной защиты, прошли три стадии развития:

  • релейно-механические;
  • полупроводниковые;
  • микропроцессорные.

При этом повышалась точность их работы, надежность и удобство применения.

Параллельное подключение и работа дизельных генераторов

Порядок параллельного (синхронного) подключения и функционирования дизельно-генераторных установок требуется при существенной изменчивости среднего количества используемой мощности. Такой вариант повышает безопасность электроснабжения и экономичность использования ДЭС, снижает отклонения по частоте и напряжению при пульсациях нагрузки. Допускает перераспределение подключенной нагрузки без блокировки потребителей от внезапной остановки.

Какие задачи решает параллельная работа ДГУ?

Синхронизацию применяют в многоагрегатных ДЭС для существенного повышения рабочих показателей. Это способствует:

оптимизации нагрузки для отдельного генератора;

росту резерва единичной мощности;

увеличению долговечности сходных по типу генераторов;

улучшению эффективности циклов сброса-набора нагрузки.

Такая синхронизация ДГУ снижает наработку моторесурса каждого агрегата, тем самым уменьшая расходы на ТО. При этом уменьшается потребление масла, топлива и других материалов. При резервировании мощностей происходит повышение суммарного ресурса установок, увеличивается надежность и отдача вложений в энергоснабжение.

Параллельное соединение дизельных генераторов создает универсальную систему, работающую как в комплексе, так и самостоятельно. При этом запитанные в систему агрегаты могут находиться на удалении друг от друга. Синхронизация дизель генераторов повышает надежность работы агрегатов за счет равномерного распределения нагрузки. И даже поломка одной из ДГУ позволяет полноценно работать остальным.

Какие условия нужно соблюдать при синхронизации ДГУ

Параллельное соединение дизельных генераторов диктует выполнение условий, требуемых для безотказного подключения генераторов на синхронные действия, и уверенной работы при эксплуатации. Для этого используют либо ручное, либо электроавтоматическое регулирование. Синхронизация ДГУ требует соответствия по:

совпадению режимов ротации фаз.

При эксплуатации систем, которые состоят из некоторого количества ДГУ, применяют программаторы-контроллеры, созданные для синхронизации, контролирующие процесс при включении и отключении в привязке от загрузки. Чтобы получить близкие показатели по току, напряжению и частоте регулируют ток возбуждения и обороты ротора. Специальным прибором — фазоуказателем, упорядочивают совпадение фаз.

Виды синхронизации

Синхронная работа ДГУ осуществляется несколькими путями. Каждому из них присущи свои преимущества и слабые места, которые учитываются при выборе оптимального варианта.

Точная синхронизация

Этот процесс не занимает много времени и не оказывает негативного воздействия на оборудование, потому что не превышаются необходимые показания токов. Для этого соблюдают критерии:

угол векторов напряжения и тока не превосходит 10 градусов;

фазовая разность частот — не более 0,1%;

разница по напряжению между сетью и ДГУ — не превышает 1 -5% от способа регулирования.

Соблюсти условия можно настройкой токов возбуждения машины и за счет преобразования момента вращения вала. Преимущество этого способа в том, что при отсутствии ошибок промежуточные процедуры параллельного соединения ДГУ скоротечны. Недостатками такой синхронизации могут быть:

сложность настройки и согласования параметров;

большой промежуток времени в десятки минут при необходимости быстрого включения в случае аварии;

возможность неполадок при наличии большого угла напряжения;

допустимость применения лишь на мощных электроагрегатах.

Самосинхронизация

Такой вариант не является сложным, дает возможность без проблем автоматизировать процесс. Существует достаточное количество схем и устройств, в которых реализован этот метод. Он позволяет уменьшить время подготовительных операций и обладает одним условием для подключения: различие скоростей вращения валов генераторов не должно превышать 2-3 Гц. Строгой настройки иных параметров в этом случае не производится.

Схема параллельной работы дизель-генераторов выглядит следующим образом:

Применение контроллеров гарантирует:

  • ручное, автоматическое и дистанционное управление ДЭС, работающей в параллели с другими, либо в одиночном режиме;
  • автоматическую синхронизацию и разделение нагрузки;
  • полный контроль параметров и защиту систем дизель электростанции.

Недостатками самосинхронизации являются: пониженное напряжение на шинах электростанции и рывки тока в цепях. Снижение может достигать 40 %, а срывы по току в 2-4 раза перекрывать номинальный.

Синхронизация через индуктивное сопротивление

Такой способ еще именуют грубой синхронизацией. Он достаточно простой, удобный и быстрый, с большой вероятностью безопасного подключения. При запуске ДГУ возникает возбуждение и последующее подключение на шину во время выхода на околосинхронные величины напряжения и частоты. Конечная самосинхронизация произойдет благодаря сопротивлению по прошествии образования электросвязи с сетью.

К недостаткам этого способа относят сильные вибрации. Его применяют на установках, у которых мощность проигрывает станциям централизованного энергоснабжения.

Параллельная работа дизель-генераторов.

выполненные проекты

Режим параллельной работы дизель-генераторов необходим в случае значительного колебания суточной или сезонной величины потребляемой мощности (в несколько раз).

Особенность работы дизель генератора заключается в том, что длительная минимальная нагрузка на него не должна быть менее 30% и поэтому работа одного дизель генератора в этом случае недопустима.

Параллельная работа энергосистем на базе дизельных генераторов возможна также с основной питающей сетью при необходимости компенсации её недостаточной мощности или для мгновенного бесперебойного перехода на работу от ДГУ при пропадании сети. При этом дизель генераторы синхронизируются по частоте и напряжению с основной сетью и работают на общую нагрузку.

Основные преимущества автоматической параллельной работы энергосистем на базе дизельных генераторов:

· Возможность наработки равного количества моточасов на обоих ДГУ, за счет попеременной работы ДГУ при снижении общей нагрузки, что позволяет снизить затраты на ТО и проводить ТО одновременно.
· Экономия на маслах и расходных материалах за счет увеличения сроков ТО.
· Существенная экономия топлива при суточных и сезонных спадах энергопотребления, за счет работы только одной ДГУ (необходимо помнить, что эксплуатация одной ДГУ с загрузкой по мощности менее 50% длительное время не рекомендуется, а с загрузкой менее 30% — ведет к отказу поставщика от гарантийных обязательств на оборудование. Оптимальная загрузка ДГУ – 70 – 90%).
· Увеличение общего моторесурса оборудования.
· Увеличение надежности оборудования за счет резервирования мощностей.
· Оптимизация капитальных вложений в системы электроснабжения.

Функции системы управления:

— автономный режим работы энергоустановки;
— автоматический запуск при исчезновении сетевого напряжения;
— управление процессом автоматической синхронизации;
— ограничение максимальной мощности;
— распределение нагрузки (активной и реактивной) на работающих установках;
— двухуровневая защита от повышения тока;
— защита от реверсивной мощности;
— динамическая и статическая синхронизация.

Энергокомплекс, работающий в автономном режиме

В энергокомплексе, имеющем в своем составе до 16-ти или 32-х( в зависимости от контроллеров) генераторных агрегатов, блоки AGC осуществляют автоматическое управление включением или отключением отдельных электроагрегатов в зависимости от потребляемой нагрузки.

Работа энергокомплекса может осуществляться по требованию заказчика в следующих режимах:

— Автономная параллельная работа генераторов;
— Резервирование сети (с обратной синхронизацией и без);
— Фиксированная мощность при параллельной работе с сетью;
— Снятие пиков нагрузки сети;
— Перевод нагрузки с сети на генератор и обратно без обесточивания;
— Импорт/Экспорт мощности в сеть.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как отрегулировать свет фар на дэу матиз
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector