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

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

Для чего нужна синхронизация генераторов и что это такое?

В перечень условий входят:

• соблюдение идентичности чередования фаз электрической сети и машины;
• равенство напряжений и частот:
• совпадение по фазе векторов напряжений.

Перечисленные операции проводятся вручную или специальными автоматическими устройствами. Промежуточный вариант: часть операций выполняет персонал, а часть — автоматически. В современных системах электроснабжения предпочтение отдается автоматике. Для выполнения этой сложной и ответственной процедуры электростанции оборудуются автосинхронизаторами.

Обеспечение синхронизации дизель генераторов

В теории, для того, чтобы несколько агрегатов работали одновременно (параллельно) на одну и ту же нагрузку, нужно обеспечить следующие условия:

1. Одинаковая частота.
2. Равные напряжения.
3. Совпадает порядок чередования фаз.

Таким образом, нужно на выходных клеммах каждого генератора получить идеально совпадающие параметры напряжения, и только после этого запускать их параллельную работу.

Задача выглядит достаточно сложной, особенно учитывая тот факт, что необходимость включать агрегат в общую сеть может возникать до десятка раз в день, в зависимости от нужд потребителей.

Синхронизация может быть осуществлена двумя способами:

• самосинхронизация;
• точная синхронизация.

Рассмотрим оба способа, так как они практически одинаково часто применяются в обеспечении работы электростанций.

Самосинхронизация

«Холодный» генератор раскручивается двигателем до достижения номинальной частоты вращения. После этого агрегат подключается к сети и на обмотку возбуждения подается напряжение. Сеть сама «втягивает» агрегат в синхронную работу. Бросок тока в статоре, конечно, возникнет, но он будет небольшим, так как до включения в сеть в магнитной системе существует лишь остаточный магнетизм, который нарастает относительно медленно.

Этот способ достаточно несложен и позволяет без проблем автоматизировать процесс синхронизации. Разработано большое количество схем и устройств, в которых реализован именно этот метод.

Таким способом можно включать в сеть даже генераторы, мощность которых больше, чем мощность всех уже работающих агрегатов. Провал напряжения в сети невелик и не влияет на снабжение потребителей.

Точная синхронизация

Этот способ максимально приближен к теоретическому «идеальному» : генератор синхронизируется без малейших провалов напряжения в сети и бросков тока в обмотках агрегата. Подключиться таким образом к сети вручную — сложный технологический процесс, требующих точного измерительного оборудования. Последовательность действий должна быть следующей:

1. Фазировка. Обычно выполняется в процессе монтажа генератора с помощью фазоуказателя.
2. Обеспечение нужной частоты вращения. Проверяется с помощью частотомера.
3. Достижение агрегатом действующего значения напряжения, совпадающего с напряжением сети. Контролируется вольтметром.
4. Обеспечение полного совпадения векторов фазных напряжений агрегата с сетью с помощью синхроноскопа
5. Включение генератора в сеть.

На современной дизель-генераторной электростанции синхронизировать агрегат вручную, конечно, нерационально. Поэтому применяют специальные контроллеры, которые после достижения генератором параметров, точно совпадающих с параметрами сети, подают сигнал на включение.

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.

Достоинства параллельной работы электрогенераторов

• повышенная надёжность источника питания (возможна работа одного электрогенератора при простое или поломке второго);
• возможность производить тех. обслуживание без полного отключения сети от источника питания;
• невысокие первоначальные вложения и, при необходимости, увеличение мощности станции до требуемого уровня в будущем;
• эффективность и экономичность системы параллельно подключаемых электростанций (при низкой нагрузке можно временно заглушить часть генераторов, а при возрастании нагрузки подключить их вновь);
• экономия ресурса дизельных генераторов за счёт оптимального распределения нагрузки между ними;

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 синхронизаций дизель-генераторов

Можно объединить оборудование разной мощности — например, когда потребность в ней различается в зависимости от времени суток (днем нагрузка больше, ночью — меньше). Это актуально, поскольку дизельное генерирующее оборудование не рекомендуется долго использовать при менее чем 30%-й загрузке.

Для потребителей с плавающими токами удобно объединять станции с одинаковой производительностью. Еще один распространенный вариант — когда несколько единиц оборудования поровну делят между собой потребляемую нагрузку, причем интенсивность работы каждого из них ниже 100% своих возможностей.

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-1324110-ustrojjstvo-sinkhronizacii-generatorov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство синхронизации генераторов</a>

Способ установления фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты и устройство, его реализующее

Номер патента: 741188

. когда Ь/1/3, а Фиг.1(б)- случаю и/с(,= 6/9, где Р — Фазовый сдвиг сигнала ц,относительно П .Формируют первый дополнительный сигнал, пропорциональный устанавливаемому Фаэовому сдвигу между сравниваемыми гармоническими сигналами (фиг,1 строка Ь),формируют второй дополнительный сигнал, длительность которого пропорциональна % Р фиг.1 строка с), формируют третий дополнительный сигнал длительностью, пропорциональной временному интервалу, начало которого совпадает с концом второго дополнительного сигнала, а конец совпадает с ближайшей точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) первого из сравниваемых гармонических сигналов (фиг.1 строка с, формируют четвертый дополнительный сигнал (Фиг.1 строка е).

Усилитель фазовых сдвигов

Номер патента: 496652

. погрешностей,Для этого выход одного фазового детектора непосредственно, а другого черезмасштабный преобразователь подключены кблоку вычитания, выход которого подсоединен к управляюшему входу фазового модулятора. вадратуре, т. е. сдвинуты по /2, при этом выходной сигдетектора 2 равен нулю. Выфазового детектора 3 умень еделенное число раз масштабователем 4 и вычитается из гнала фазового детектора 2. ссот ласования с выхода блока изменяет начальную фазу вь ла до тех пор, пока выходи496862 3сигнал фазового детектора 3, а значит и сигнал рассогласования, не станут равными ,нулю. При этом усилитель фазовых сдвигов находится в состоянии равйовесия. Прй .изменении разности фаз между входными сигналами на некоторую.

Способ измерения фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами и устройство для его осуществления

Номер патента: 1596272

. на вход записи регист» .ра 14, вызывают накопление измерительной информации с весом, определяемымкодом реверсивного счетчика 12. Этопроисходит в связи с тем, что на входе данных регистра 14 имеет место выходной код сумматора 13, представляющий из себя суммарный код регистра 14 и реверсивного счетчика 12. К старшему разряду регистра 14 подключен измерительный счетчик 7, осуществляющий окончательное накопление результирующего кода. Изменение веса данных измерения происходит под действием импульсов, поступающих с выхода управляемого делителя 11 на тактовый вход реверсивного счетчика 12. На тактовый вход управляемого делителя 11 через элемент 1 О И поступают импульсы,с генератора 4 импульсов. Коэффициент деления управляемого делителя.

Способ контроля фазового сдвига синусоидальныхнапряжений

Номер патента: 336613

. импульсов расширителей оп ределяют по формуле:ф.тпсщ =с, — — 360 где К — коэффицент, лежащий в пределах 0 1,1 — 1,5;ц. — допустимая величина фазового сдвига в градусах между эталонным и исследуемым сигналом;Т — период колебаний сипусопдального сиг пяля.На основе этого способа можно создать аппаратуру для контроля фазового сдвига в диапазоне частот от единиц гц до 100 кгпв.Предлагаемый способ контроля может быть 20 реализован с помощью блок-схемы, представленной на чертеже.По команде коптроль фазового сдвига, поступающей, например, от программирующего устройства, запускают генератор 1 синусоп дальных сигналов. Выходные сигналы генератора 1 и объекта 2 контроля, пройдя через усилители-ограничители 3, 4, превращаются г.

Генератор парных импульсов с цифровым формирователем фазового сдвига

Номер патента: 526062

. задержки 10подключен к первому входу второго временного селектора 12, второй вход которогосоединен с выходом подстраиваемого генератора 2, а выход подключен ко входууправляющего счетчика 7. Выходы временного селектора 11 и дополнительного счетчика 9 через триггер 13 подключены ктретьему входу временного селектора 11,Генератор парных импульсов работаетследующим образом. Опорный 1 и подстраиваемый 2 генераторы генерируют последовательности импульсов с периодамии Т ++Т соответственно. Импульсные сигналыс выходов генераторов 1 и 2 поступают насоответствующие счетчики 3 и 4 со сквозным переносом, причем емкость последнегона единицу меньше.Выходные импульсы счетчиков 3 и 4поступают на входы фазового дискриминатора 5, выходной сигнал которого.