Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сфазировать генератор с сетью

Синхронизация дизель-генераторов ДГУ: способы и примеры реализации

Синхронная (параллельная) работа генераторов – современный способ наращивания мощности и повышения надежности электросистемы за счет одновременной работы нескольких дизель-генераторных установок ДГУ. Метод синхронизации ДГУ часто используется во время больших строек (например, строительство знаменитого Керченского моста или космодрома Восточный) как основной или резервный источник электроснабжения.

Способы синхронизации дизель-генераторов ДГУ

1. Точная синхронизация

В этом режиме необходимо добиться равного значения уровня напряжения, частоты тока и фазировки на каждом генераторе. При выходе параметров напряжения и тока на заданные значения происходит коммутация нагрузки на общую шину. Для правильной работы ДГУ в режиме точной синхронизации они должен быть оснащены специальными контроллерами (например DSE8610 Deepsea или D-700 DATAKOM).

2. Грубая синхронизация

При этом способе не требуется точного равенств напряжения, частоты и совпадения фаз на генераторах. Коммутация нагрузки каждого из генераторов будет вызывать снижение напряжения, скачки тока и дополнительный износ системы.

3. Самосинхронизация

При самосинхронизации двигатель дизель-генератора раскручивается до номинальной частоты вращения и подается ток возбуждения. Благодаря этому ДГУ сама синхронизируется с сетью.

Преимущества организации синхронной работы генераторов

  • Оптимизация нагрузки для каждого дизель-генератора. К примеру, днем завод или фабрика потребляет 500 кВт электроэнергии, а ночью только 100. Нам необходимо купить 3 ДГУ мощностью по 20кВт, 2 из которых ночью будут отключаться, а 1 будет работать на 50% от номинала. Это необходимо для экономии ресурса ДГУ и топлива.
  • Повышение надежности системы электроснабжения. При аварии/ремонте одной из ДЭС произойдет автоматические перераспределение мощности на другие генераторы. При прекращении подачи электроэнергии из основной сети синхронная работа дизель-генераторов обеспечит бесперебойную подачу электричества
  • Компенсирование недостаточной мощности основной ДЭС во время старта оборудования с высокими пусковыми токами
  • Возможность увеличения мощности электростанции в целом за счет покупки и синхронизации нескольких дизель-генераторных установок ДГУ. Несколько ДГУ малой мощности стоят на треть дешевле, чем одна большая.

Варианты исполнения параллельных систем

ДГУ – резервный источник питания

Самый простой способ. ДГУ с автоматическим запуском работает как резерв к основному вводу электроснабжения. При пропадании напряжения на основном вводе (электросеть) происходит автозапуск ДГУ, сопоставление параметров напряжения, синхронизация и дальнейшая коммутация нагрузки от дизель-генератора. Для управления переключением между основным и резервным вводом необходимо использовать щиты АВР ДГУ.

Режим наращивания мощности

При нехватке мощности от основного ввода происходит запуск дизель-генераторов и их синхронизация с основной сетью. ДГУ коммутируют дополнительную мощность в нагрузку и при необходимости снижает ее.

Основной источник питания (мобильные электростанции)

Две или более дизель-генераторные установки работают параллельно как единственный источник электроэнергии. В таком режиме происходит автоматическое включение/отключение генераторов и взаимное резервирование при авариях.

Производство шкафов управления с АВР для синхронизации ДГУ

Для управления работой дизель-генераторов по синхронной схеме необходимо использовать шкафы управления ДГУ АВР. Обычно шкафы управления электростанциями состоят из автоматических выключателей, контроллеров, источников бесперебойного питания, разнообразных систем анализа и передачи данных.

Недавно мы реализовали проект по поставке шкафа ВРУ с АВР 2в1 800А и блоком синхронизации для параллельной работы 4 дизель-генераторов мощностью 150кВа для г. Севастополя. Шкаф управления ДГУ выполнен на базе комплектующих Hyundai.

Наша компания специализируется на производстве шкафов АВР на 2, 3, 4 ввода (ШАВР, ЩАП, ЯАВР, УАВР, АВРП) различной степени сложности. Мы выпускаем шкафы управления дизель генераторами ДГУ с АВР, ГРЩ с АВР, АВР с секционированием как на релейной логике, так и на базе программируемых контроллеров.

Электростанции

  • Главная
  • карта сайта
  • статьи

Навигация

  • Меню сайта
    • Организация эксплуатации
    • Электрические схемы
    • Турбогенераторы
    • Трансформаторы и автотрансформаторы
    • Распределительные устройства
    • Электродвигатели
    • Автоматика

    Фазировка

    После монтажа, перед включением в сеть, а также после капитального ремонта, связанного с возможным изменением схемы силовых цепей между выводами обмотки статора и шинами (замена одного из кабелей, реконструкция ошиновки и пр.), необходимо после подъема напряжения сфазировать подключаемую машину с сетью. Фазировка состоит в проверке чередо-
    вания фаз подключаемой машины и внешней сети. Наиболее распространенным способом фазировки в настоящее время является проверка чередования фаз подключаемой машины и сети на зажимах вторичных обмоток трансформаторов напряжения. Различные варианты фазировки генераторов с сетью показаны на рис. 3-41. Если генератор должен быть включен непосредственно на шины, фазировку проверяют следующим образом: для подключаемого генератора выделяется отдельная (обычно трансферная) система шин, к маркированным выводам вторичных цепей трансформатора напряжения выделенной системы шин подключается прибор, определяющий чередование фаз (фазоуказатель), причем концы проводов от прибора /, //, III, должны быть подключены к фазам А, В, С на панели зажимов под болт. Затем на выделенную систему шин подают напряжение от системы с работающими генераторами через шиносое-динительный выключатель и убеждаются в правильном чередовании фаз по соответствию вращения диска прибора направлению стрелки на диске. Не отсоединяя подключенных концов от фазоуказателя, напряжение с системы шин снимают отключением шиносоединительного выключателя (схема которого должна быть после этого разобрана), после чего собирают схему подключаемого генератора и генераторным выключателем (подают напряжение на ту же систему шин от (Подключаемого генератора. Сравнение направления вращения диска фазоуказателя с первым замером подтверждает совпадение или несовпадение чередования фаз подключаемого генератора и сети.
    Если генератор включается блоком с трансформатором, фазировку можно проводить аналогично описанному выше способу либо на трансформаторе напряжения, установленном на выводах генератора (рис. 3-41,6). В последнем случае перед фазировкой на остановленном генераторе снимаются шинные компенсаторы, соединяющие обмотку статора с шинным мостом, затем выключателем на высокой стороне трансформатора подается напряжение на шинный мост генератора от системы и проверяется правильность чередования фаз фазоуказате-лем, одновременно проверяется совпадение маркировки выводов трансформаторов напряжения генератора и системы шин. После восстановления ошиновки выводов генератор разворачивается до номинальной скорости, возбуждается и по фазоуказателю проверяется чередование фаз напряжения генератора. шланги гофрированные пвх недорого
    Перед включением в работу ответвления собственных нужд от шин генераторного напряжения на секцию шин собственных нужд, на которую, кроме того, можно подать напряжение от резервного трансформатора собственных нужд, обязательно должна быть проверена фа-зировка источников рабочего и резервного питания между собой, причем в этом случае, кроме правильности чередования фаз, определяется также их совпадение, фазировку трансформаторов).
    Ошибка при проверке фазировки может привести к тяжелым повреждениям машины в момент включения ее в сеть, так как при этом моменты вращения генератора и системы будут направлены в разные стороны. При фазировке во вторичных цепях трансформаторов напряжения могут быть допущены ошибки при соединении вторичных цепей, поэтому фазировку следует производить на одном и том же комплекте трансформаторов напряжения либо на двух комплектах, предварительно проверенных синхронным напряжением. Включение генератора на параллельную работу с работающими генераторами энергосистемы может производиться только после получения положительных результатов его фазировки с сетью. Синхронные генераторы могут включаться на параллельную работу способом точной синхронизации и ‘способом самосинхронизации.

    Электрофорум для электриков и домашних мастеров

    Меню навигации

    • Форум
    • Участники
    • Правила
    • Поиск
    • Регистрация
    • Войти

    Пользовательские ссылки

    • Активные темы

    Объявление

    Информация о пользователе

    параллельная работа дизеля и сети

    Сообщений 1 страница 6 из 6

    Поделиться1Вс, 8 Ноя 2009 21:59

    • Автор: Toshka
    • студент
    • Откуда: Россия
    • Зарегистрирован : Пн, 17 Ноя 2008
    • Приглашений: 0
    • Сообщений: 239
    • Уважение: [+38/-5]
    • Позитив: [+3/-0]
    • Пол: Женский
    • Провел на форуме:
      5 дней 5 часов
    • Последний визит:
      Пн, 17 Фев 2014 18:04

    мужчины, помогаем.
    меня интересует все, что необходимо выполнить для параллельногй работы дизеля и сети. Обнаружилось, что дизель не сфазирован с сетью. Решили сфазировать(это необходимость), запустили дизель (без принятия нагрузки) и оказалось, что приходящие концы с генератора совсем не совпадают ни с одной из фаз сети. Может что-то делаю не то?
    Да съездили на другой объект и при проверке сфазированности, обнаружилось тоже самое. «что приходящие концы с генератора совсем не совпадают ни с одной из фаз сети»
    Таким образом, можем запускать дизель, при отключении сети.

    Отредактировано Toshka (Вс, 8 Ноя 2009 22:05)

    Поделиться2Пн, 9 Ноя 2009 12:13

    • Автор: Серый
    • инженер
    • Откуда: Украина, Запорожье
    • Зарегистрирован : Вс, 10 Июн 2007
    • Приглашений: 0
    • Сообщений: 1949
    • Уважение: [+142/-38]
    • Позитив: [+55/-41]
    • Пол: Мужской
    • Возраст: 40 [1980-04-12]
    • Провел на форуме:
      13 дней 12 часов
    • Последний визит:
      Чт, 26 Апр 2012 14:34

    Если генератор низковольтный, то это делается при помощи лампочек. Помните, такая лабораторная работа была в институте по предмету «Электрические машины»? Три лампы на 220 В включаются между фазами генератора и сети. И если фазировка при скорости, близкой к синхронной, совпадает, все лампы загораются и гаснут одновременно. Вот тогда и врубают коммутационный аппарат и генератор втягивается в синхронизм.
    В случае с высоковольтным генератором для этого используют синхроноскоп.

    Что такое чередование фаз и как его проверить?

    Большинство трехфазных электродвигателей и других устройств учитывают такой параметр, как чередование фаз. На практике, несоответствие данного параметра изначальным настройкам может привести к различным аварийным ситуациям, некорректной работе электрических приборов и к травмированию персонала.

    Что такое чередование фаз?

    Под чередованием фаз следует понимать последовательность, в которой напряжение нарастает в каждой из них. Во всех трехфазных цепях напряжение представляет собой синусоидальную кривую. В каждой линии напряжение отличается на 120º от остальных.

    Рис. 1. Напряжение в трехфазной сети

    Как видите, на рисунке 1, там где а) — показаны кривые напряжения во всех фазных проводах, смещенные на 120º. На соседнем рисунке б) изображена векторная диаграмма этих напряжений, На обоих рисунках показана разница между фазным и линейным напряжением.

    Если взять за основу, что из нулевой точки на рисунке а) выходит U­A, то эта фаза является первой, на диаграмме б) наглядно стрелками показано, что очередность нарастания напряжения переходит от U­A к U­B, а за ним к U­C. Это означает, что фазы чередуются в порядке A, B, C. Такой порядок чередования считается прямым.

    Прямое и обратное чередование фаз

    В трехфазной сети порядок чередования фаз может отличаться в зависимости от способов подключения к силовым трансформаторам на подстанциях, от последовательности включения обмоток генератора, из-за несоответствия выводов кабеля и по прочим причинам.

    Рисунок 2: Прямая и обратная последовательность

    Обратите внимание, цветовая маркировка определяет последовательность в соответствии их очередностью в алфавите по первым буквам цвета:

    • Желтый – первый;
    • Зеленый – второй;
    • Красный – третий.

    На рисунке 2 изображен классический вариант прямой последовательности A – B – C (где A имеет желтый цвет и является первой, B – зеленый и является второй, а C – красный и является третей) и классический вариант обратной последовательности C – B – A. Но, помимо них на практике могут встречаться и другие варианты, прямого: B – C – A, C – A – B, и обратного чередования: A – C – B, B – A – C. Соответственно, в каждом из приведенных примеров чередование фаз будет начинаться с первой.

    Зачем нужно учитывать порядок фаз?

    Последовательность чередования играет значительную роль в таких ситуациях:

    • При параллельном включении в работу – ряд устройств (трансформаторы, генераторы и прочие электрические машины), могут соединяться в параллельную работу для повышения надежности системы или для обеспечения большего резерва мощности. Но, в случае неправильного подключения из-за соединения разноименных фаз произойдет короткое замыкание.
    • При подключении трехфазного счетчика – так как его работа основана на совпадении фаз с соответствующими выводами прибора, то при нарушении правильности подключения может произойти сбой и самопроизвольное движение в отсутствии какой-либо нагрузки. Из-за чего такое подключение электросчетчика приведет к необходимости оплаты потребителем киловатт, которые он не расходовал.
    • При включении двигателя – следование фаз в сети определяет для электрической машины и направление вращения двигателя. В случае отсутствия правильной фазировки изменится и направление движения элементов, механически соединенных с ротором. Из-за чего может произойти нарушение технологического процесса или возникнуть угроза жизни персонала.

    С целью предотвращения негативных последствий от перекоса фаз и других несовпадений, на практике выполняют проверку чередования и устанавливают защиту.

    Как выполнить проверку?

    Проверка может производиться несколькими способами. Целесообразность выбора того или другого варианта осуществляется в зависимости от параметров электрической сети и задач, которые необходимо решить. Так чередование можно узнать при помощи фазоуказателя, мегаомметра, мультиметра или по расцветке изоляции кабеля. Рассмотрите каждый из вариантов более подробно.

    С помощью фазоуказателя

    По принципу действия, фазоуказатель можно сравнить с обычным асинхронным двигателем. Рассмотрим в качестве примера наиболее распространенную модель фазоуказателя — ФУ-2 .

    Рисунок 3: Принципиальная схема работы ФУ-2

    Как видите на рисунке 3, у указателя последовательности фаз присутствуют три обмотки, которые подсоединяются к одноименным фазам в сети или устройстве. Между обмотками находится вращающийся ротор Р, который приводит в движение диск фазоуказателя Д.

    На практике, после подсоединения к зажимам фазоуказателя соответствующих проводов, работник нажимает кнопку К, которая замыкает цепь обмоток. В зависимости от порядка чередования фаз, диск Д начнет вращаться по часовой или против часовой стрелки.

    На самом приборе имеется стрелка, показывающая прямое чередование. Если при нажатии кнопки диск вращается в том же направлении, что и показано стрелкой, то эта трехфазная нагрузка имеет прямое чередование. Если диск начнет крутиться в противоположную от стрелки сторону, то чередование фаз обратное. Следует отметить, что этот прибор не способен определить, какая фаза на каком проводе находится, он может определить лишь порядок их чередования.

    С помощью мегаомметра

    Как один из способов прозвонки жил широко используется прибор для измерения сопротивления – мегаомметр.

    Рис. 4: Прозвонка кабеля мегаомметром

    Посмотрите на рисунок 4, для реализации такой схемы, вам понадобится отключить кабель от сети и от потребителя. При этом, с одного конца кабеля фазы поочередно соединяются с землей З, как и металлическая оболочка у бронированных кабелей. С другой стороны присоединяется мегаомметр М, один из зажимов которого заземляется, а второй поочередно подводится к каждой из фаз. На той, где мегаомметр покажет нулевое сопротивление, и будет одним проводом.

    На концах одноименного провода устанавливается соответствующая маркировка. Недостатком такого способа прозвонки является большой объем трудозатрат. Так как каждая жила заземляется поочередно, после чего выполняется проверка. При этом на обоих концах кабеля должны устанавливаться ответственные сотрудники. Между ними должна обеспечиваться связь, для согласования действий и предупреждения подачи напряжения на работников.

    По расцветке изоляции жил

    Если в каком-либо устройстве имеется подключение разноцветными жилами, то фазировку оборудования можно выполнять по цветам. Для определения нахождения одноименных напряжений тех или иных фаз необходимо добраться до каждой жилы кабеля. Если на каждом проводе присутствует изоляция разных цветов, то сравнив их с местом присоединения к трансформатору или распедустройству, можно определить, где какая фаза находится.

    Недостатком такого метода следует отметить ложную цветовую маркировку, так как производитель кабеля не всегда обеспечивает один и тот же цвет для каждой жилы на всей протяженности провода. Поэтому предварительно его все равно рекомендуется прозванивать и маркировать.

    При помощи мультиметра

    Для этого метода используется обычный мультиметр. Он наиболее актуален в тех ситуациях, когда необходимо включить в параллельную работу два смежных устройства и их шины расположены поблизости.

    Рис. 5: фазировка мультиметром

    Необходимо выполнить сравнение фазных напряжений в соседних линиях, на рисунке 5 приведен пример для фаз А и А1. Коммутационная аппаратура при этом должна быть разомкнута. Перед тем как пользоваться мультиметром, на нем выставляется класс напряжения, для линии, на которой будет производиться замер. Щупы подводятся к выводам фаз, при этом их изоляция должна обеспечивать защиту от напряжения, а на руки надеваются диэлектрические перчатки.

    Если при подключении щупов к выводам A — A1 стрелка останется на нулевой отметке, то это значит, что фазы одинаковые. Если стрелка отклонится на величину линейного напряжения, вы меряете разноименные фазы.

    Защита от нарушения порядка чередования

    Для защиты электрического оборудования от неправильного чередования на практике применяется реле контроля фаз. Это реле настроено на работу двигателя или другого устройства в его прямом включении. Если из-за каких-то неполадок или неправильного подключения чередование нарушается, то трехфазное реле сразу отключит устройство. Его работа основана на анализе трехфазных токов и напряжений и последующем контроле этих параметров.

    Подключение может выполняться через трансформаторы тока или напрямую, в зависимости от модели и класса напряжения в сети. Такая защита нашла широкое применение при подключении счетчиков индукционного типа, электрических машин и другого высокоточного оборудования.

    Тематическое видео



    Фазировка синхронного генератора: назначение, порядок фазировки для разных схем подключения генераторов

    После окончания монтажа или работ в первичной цепи генератора, которые могли нарушить чередование фаз, необходимо проверить, совпадение фаз генератора и сети. Включение в сеть генератора, имеющего обратное чередование фаз, и, следовательно, противоположный момент вращения по сравнению с системным, приведет к более тяжелым последствиям, чем несинхронное включение.

    Для проверки совпадения фаз к трансформатору напряжения резервной системы шин присоединяется фазоуказатель. При этом порядок подключения зажимов фазоуказателя к фазам трансформатора напряжения, существенного значения не имеет. Следует лишь сохранить его неизменным до конца проверки. Затем на резервную систему шин подается поочередно напряжение от рабочей системы шин и от генератора. Если в обоих случаях диск фазоуказателя будет вращаться в одном и том же направлении, то порядок следования фаз генератора и системы одинаков. Если же направление вращения диска изменяется, то включать генератор в сеть, не поменяв местами две фазы на ошиновке, соединяющей генератор с сетью, недопустимо.

    При отсутствии резервной системы шин или блочном соединении генератора с трансформатором фазоуказатель присоединяется к трансформатору напряжения генератора. От выводов статора отсоединяются компенсаторы и на шинный мост, и трансформатор напряжения генератора подается напряжение от системы включением выключателя силового трансформатора. При этом фиксируется направление вращения диска фазоуказателя. Затем, после присоединения компенсаторов к выводам статора и пуска генератора, напряжение на шинный мост подается от генератора. При совпадении фаз направление вращения диска фазоуказателя должно сохраниться. Если между генератором и его трансформатором имеются разъединители, то отсоединять компенсаторы от выводов статора не требуется. В этом случае перед подачей напряжения на шинный мост от сети достаточно отключить разъединители.

    При отсутствии резервной системы шин или при блочном соединении генератора с трансформатором правильность работы схемы синхронизации проверяется подачей напряжения на шинный мост генератора от сети при отсоединенных от выводов генератора компенсаторах.

    Параллельная работа генераторов, способы синхронизации

    Под параллельной работой двух или более генераторов подразумевается их параллельное подключение между собой — объединение в единую автономную сеть для постоянного электроснабжения потребителей электроэнергии.

    Данный способ в электроснабжении нередко используется для организации электропитания ответственных потребителей. Помимо очевидного увеличения надежности и бесперебойности электроснабжения можно отметить следующие преимущества его применения:

    — возможность компенсации роста мощности в часы с наибольшим потреблением электроэнергии; — более равномерное распределение нагрузки на генераторы (особенно актуально для часов пик); — бесперебойность электроснабжения при необходимости проведения плановых и аварийных ремонтов оборудования.

    Параллельное включение генератора в сеть предполагает, как и в случае параллельной работе трансформаторов обязательное выполнение определенных условий:

    Равенство частот напряжения сети и подключаемого к ней генератора; зависит от частоты вращения электрической машины. Большая разность определяет больший избыток кинетической энергии при включении его в сеть.

    При недопустимо большой разнице значений частот (более 0,2 Гц) успешная синхронизация может быть не достигнута; подключаемый генератор может не втянуться в синхронизм.

    Равенство напряжений включаемого и работающего генератора (или сети). Успешная синхронизация может быть выполнена при расхождении значений в 5-10%. Регулируется изменением тока в обмотке возбуждения.

    Соответствие порядка следования фаз (“фазировка”) включаемого генератора и сети (или рабочего генератора).

    Способы синхронизации. Выполнение перечисленных условий может быть реализовано точной синхронизацией или самосинхронизацией.

    Первый способ как правило, выполняется в автоматическом или полуавтоматическом режиме — с использованием специальной аппаратуры — синхроскопа. определяющего необходимый момент для параллельного включения добавочного генератора, находящегося в рабочем состоянии.

    Высокая точность соответствия состояния параметров подключаемого генератора перечисленным выше требованиям в момент его включения в сеть делает этот способ наиболее предпочтительным в использовании.

    Синхронизация генераторов мощностью до 15 МВт может быть выполнена и в ручном режиме; в этом случае должна быть предусмотрена блокировка от несинхронного включения.

    К серьезным недостаткам данного способа синхронизации можно отнести относительную его сложность; поэтому, ввод генератора в работу в этом случае должен производиться только высококвалифицированным персоналом. Кроме того, нельзя не учитывать длительность процесса; в аварийных ситуациях, отличающихся нестабильностью частоты, он может занять несколько десятков минут.

    Самосинхронизация — способ заключается в использовании невозбужденного вспомогательного генератора с включенным автоматом гашения поля с частотой вращения близкой к частоте вращения генератора сети.

    При скольжении в 2-3% производится включение генератора с одновременной подачей возбуждения, после чего происходит постепенное втягивание генератора в синхронизм. Во избежание возникновения недопустимых толчков тока, остаточное напряжение на выводах статорной обмотки должно быть не более 0,3Uном.

    Главное преимущество включения генератора без возбуждения в сеть — отсутствие необходимости подгонки рабочих параметров как при описанном выше способе точной синхронизации.

    Однако, необходимо учесть и недостаток данного способа: процесс сопровождается снижением напряжения на выводах, что в некоторых случаях может стать причиной нарушения нормального режима работы оборудования.

    Кроме того, нельзя не отметить некоторые ограничения использования метода — невозможности использования параллельной работы генератора в качестве источника резервного электроснабжения.

    Параллельная работа генераторов дизельных электростанций (ДЭС)

    Параллельная работа генераторов ДЭС обеспечивает повышение надежности электроснабжения потребителей и экономичности эксплуатации ДЭС, а также уменьшает отклонения частоты и напряжения при колебаниях нагрузки. Поэтому для большинства генераторов ДЭС предусмотрен режим параллельной работы как с внешней электросистемой, так и с другими ДЭС.

    Параллельная работа генераторов требует выполнения специальных условий, необходимых для безаварийного включения генераторов ДЭС на параллельную работу, и устойчивой, надежной работы нескольких ДЭС в условиях эксплуатации.

    Синхронизация генераторов при включении на параллельную работу

    Имеются два способа синхронизации генераторов: точная синхронизация и самосинхронизация.

    При включении генератора способом точной синхронизации ток синхронизации в момент включения генератора на параллельную работу с сетью (или другим генератором) должен быть минимальным. Для выполнения этого условия необходимо фазоуказателем провести фазировку генератора с сетью, обеспечить равенство действующих значений напряжения генератора и сети (по вольтметру), добиться равенства частот генератора и сети (по частотомеру) и произвести включение генератора в момент совпадения векторов фазных напряжений генератора и сети (с помощью синхронизирующих ламп).

    Для автоматического включения генератора способом точной, синхронизации в агрегатах АСДА-100 (см.рис.1) использован блок синхронизатора. После пуска и вывода электроагрегата на подсинхронную частоту вращения блок контроля напряжения и частоты вращения выдает сигнал на возбуждение синхронного генератора.

    Рис.1. Принципиальная схема дизель-генератора АСДА-100
    с полупроводниковыми блоками автоматики

    Схема блока синхронизатора производит автоматическую подгонку напряжения и контроль разности напряжений, подгонку частоты и контроль разности частот генератора, включаемого на параллельную работу, и сети, а после выполнения заданных условий синхронизации дает сигнал на включение генератора на параллельную работу с сетью.

    Способ самосинхронизации

    При включении способом самосинхронизации невозбужденный генератор (выключатель гашения поля АГП включен) раскручивается дизелем до номинальной частоты вращения (с отклонением ±2%) и включается в сеть автоматическим выключателем генератора. Затем подается возбуждение (АГП отключен) и генератор втягивается в синхронизм.

    В этом случае до подключения генератора в сеть на его обмотках имеется лишь небольшое остаточное напряжение. Поэтому бросок тока, возникающий в статоре в момент синхронизации, будет незначителен. После подачи возбуждения на генератор по мере нарастания магнитного потока ротора появляется синхронный момент, под воздействием которого генератор входит в синхронизм.

    Этот способ прост, быстр, исключает возможность ошибочного включения генератора и обеспечивает автоматизацию процесса синхронизации. Поэтому он нашел широкое применение на ДЭС. Существует множество ручных, полуавтоматических и автоматических схем и устройств самосинхронизации.

    На ДЭС серии АС применена схема автоматической самосинхронизации с использованием реле времени синхронизации РВС.

    Мощность генераторов ДЭС, включаемых на параллельную работу способом самосинхронизации, не играет существенной роли. На ДЭС разрешается подключать на параллельную работу этим способом даже генератор, мощность которого превышает мощность всех уже работающих параллельно генераторов других ДЭС. Кратковременное снижение напряжения при включении быстро восстанавливается и не нарушает работу потребителей. Включать генератор рекомендуется при частоте вращения несколько большей синхронной (1%), чтобы генератор сразу же принял активную нагрузку. Подача возбуждения должна осуществляться без задержки вслед за подключением генератора к шинам, так как в противном случае генератор может не втянуться в синхронизм.

    Рекомендуется включать генератор при скольжении 1-2 Гц, так как при этом сокращается время втягивания генератора в синхронизм. Шунтовой реостат в цепи возбуждения возбудителя (сопротивление уставки напряжения) необходимо устанавливать в положение, обеспечивающее надежное самовозбуждение и подъем напряжения на генераторе до нормального при его холостом ходе.

    Для включения способом самосинхронизации вручную или полуавтоматически нужно, чтобы генератор перед включением работал без возбуждения (АГП отключен). Реостат в цепи возбуждения или сопротивление уставки напряжения должны обеспечивать подъем напряжения на генераторе при холостом ходе до номинального.

    Агрегат разворачивают, плавно подводя к синхронной частоте вращения (ускорение 0,5-1,0 Гц/с).

    Генератор подключают к шинам при погашенном поле генератора (показания вольтметров статора и возбудителя равны нулю) и разности частот по частотомеру 1-2 Гц.

    Затем генератор возбуждают (включают АГП) и поднимают напряжение на нем (автоматически и вручную). После этого генератор втягивается в синхронизм и набирает нагрузку.

    Выпадение генератора из синхронизма при параллельной работе.

    Резкое изменение и нарушение режимов работы электрической сети и генераторов, а также нарушение условий синхронизации могут вызвать выпадение из синхронизма отдельных генераторов ДЭС. О выпадении из синхронизма генераторов можно судить по показаниям приборов: амперметры в цепи статора показывают значительные толчки тока (стрелки резко колеблются до упора), вольтметры — сильно колеблющееся пониженное напряжение, показания ваттметра меняются от начала шкалы до ее конца.

    Определить выпадение из синхронизма можно и по пульсирующему в такт с качанием приборов гулу генератора. При выпадении генератора из синхронизма необходимо попытаться восстановить его синхронную работу, максимально увеличивая возбуждение и уменьшая активную нагрузку, а при невозможности восстановления синхронной работы следует отключить генератор от сети.

    Распределение активной мощности ДЭС, работающей параллельно с другими ДЭС или промышленной сетью.

    После включения генератора на параллельную работу с сетью осуществляют прием нагрузки на включенный генератор с помощью увеличения подачи топлива у первичного двигателя включаемого генератора.

    Для устойчивой и надежной параллельной работы генераторов необходимо, чтобы активная мощность, отдаваемая работающими генераторами, распределялась между ними пропорционально их номинальным мощностям, так как в противном случае один из параллельно работающих генераторов окажется недогруженным, а другие перегруженными, что вызовет выход последних из строя или выпадение из синхронизма.

    Пропорциональное распределение активной мощности между генераторами производится только в том случае, если приводные двигатели имеют одинаковый наклон характеристик, выражающих зависимость частоты вращения дизеля n от активной мощности Р на валу, т.е. одинаковый статизм.

    При неодинаковом статизме привода и одинаковой частоте вращения параллельно работающих генераторов распределение активной мощности между ними не будет пропорционально их номинальным мощностям, как показано на рис.2. Чтобы этого не происходило, статизм двигателя заранее регулируют настройкой регулятора подачи топлива.

    Рис.2. Распределение активной мощности между параллельно работающими
    генераторами 1 и 2 при неравенстве статизма их двигателей.

    n — частота вращения генератора;
    Р — активная мощность генератора.

    Обычно дизельные двигатели имеют статизм 3%, что позволяет обеспечить неравномерность распределения активной мощности между параллельно работающими генераторами не более 10% мощности меньшего генератора.

    Для перераспределения активной мощности между параллельно работающими ДЭС необходимо изменить подачу топлива в дизель, например увеличить подачу топлива в дизель генератора, на который переводят активную мощность, и уменьшить подачу топлива в дизель генератора, с которого снимают активную мощность.

    Распределение реактивной мощности между параллельно работающими генераторами и сетью.

    При эксплуатации возможны следующие случаи параллельной работы генератора: с другими генераторами, имеющими принципиально отличную систему возбуждения (например машинную или статическую); с другими такими же генераторами или генераторами, имеющими аналогичную по принципу действия и схеме систему возбуждения; с промышленной сетью.

    В первом случае для пропорционального распределения реактивной мощности между генераторами необходимо, чтобы напряжение каждого из генераторов при автономной работе несколько уменьшалось с увеличением реактивной нагрузки, а статизм по реактивной мощности генераторов был одинаков.

    Статизмом по реактивной мощности называют относительное изменение напряжения генератора при увеличении его реактивной мощности. При неодинаковом статизме по реактивной мощности и одинаковом напряжении параллельно работающих генераторов распределение реактивной мощности между ними будет происходить непропорционально их номинальным мощностям (рис.3).

    Рис.3. Распределение реактивной мощности между
    параллельно работающими генераторами 1 и 2,
    имеющими неодинаковый статизм по реактивной мощности.

    U — напряжение генератора;
    Q — реактивная мощность генератора.

    Для удовлетворительной параллельной работы генераторы должны иметь статизм по реактивной мощности 3-4%. Системы возбуждения многих генераторов не обеспечивают необходимого статизма по реактивной мощности и поэтому имеют специальное устройство параллельной работы, работа которого рассмотрена ниже.

    Во втором случае пропорциональное распределение реактивных мощностей между параллельно работающими генераторами может быть достигнуто двумя путями: обеспечением одинакового их статизма по реактивной мощности, т.е. аналогично случаю параллельной работы разнотипных генераторов, или с помощью уравнительной связи обмоток возбуждения, что обеспечит самобаланс системы по реактивной мощности.

    При параллельной работе со статизмом по реактивной мощности в результате увеличения реактивной нагрузки от 0 до 100% номинальной уменьшение напряжения на зажимах параллельно работающих генераторов достигает 4% начального значения, что не всегда приемлемо.

    При параллельной работе с уравнительными соединениями без статизма по реактивной мощности точность поддержания напряжения на зажимах параллельно работающих генераторов будет такой же, как и при их автономной работе.

    Для обеспечения удовлетворительной параллельной работы генераторы тоже должны иметь устройства па¬раллельной работы.

    Если генератор, работающий параллельно с промышленной сетью, необходимо нагрузить реактивной мощностью, то нужно увеличить его ток возбуждения. Изменение тока возбуждения генератора, работающего параллельно с сетью, достигается изменением сопротивления уставки напряжения. Устойчивая параллельная работа генератора с сетью возможна лишь при наличии статизма по реактивной мощности.

    Статическая система возбуждения обеспечивает увеличение тока возбуждения генератора с ростом его нагрузки. При параллельной работе напряжения генератора и сети равны, поэтому при отсутствии статизма по реактивной мощности с увеличением последней будет увеличиваться ток возбуждения генератора. Увеличение тока возбуждения генератора, работающего параллельно с сетью, приведет в свою очередь к дальнейшему росту его активной мощности. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока генератор не выйдет из строя вследствие недопустимой перегрузит.

    При наличии статизма большей реактивной мощности соответствует меньшее напряжение генератора, но напряжение определено сетью и снизить его нельзя, поэтому увеличение реактивной мощности генератора при неизменном напряжении сети невозможно.

    Схемы подключения ДГУ к сети

    Безопасность эксплуатации ДГУ в качестве резервного или аварийного источника электропитания напрямую зависит от того, насколько грамотно реализована схема подключения дизель-генератора к сети. На практике применяют решения решений, которые обеспечивают переход на автономное электроснабжение в ручном или автоматическом режиме.

    Варианты схем подключения ДГУ

    Если схема переключения между дизель-генераторами и центральной сетью разработана и собрана неправильно, возрастает риск подачи электроэнергии с обоих источников. Это приводит к выходу из строя не только ДГУ, но и потребителей, которые в текущий момент были подключены к сети.

    В стандартные комплекты документации обычно входят электрические схемы дизель-генераторов и несколько вариантов подключения к сети. Но если отсутствует опыт в чтении подобной документации и навыки электромонтажа, то работы по этому направлению следует доверить специалисту.

    Включение ДГУ в ручном режиме

    В бытовых резервных и аварийных системах энергоснабжения в большинстве случаев реализован переход на автономный источник в ручном режиме. Самое простое решение, к которому прибегают, подключение установки к ближайшей доступной розетке, благодаря чему запитывается вся домовая сеть. Следует понимать, что такая схема управления ДГУ не считается наиболее эффективной, а в отдельных случаях она таит большую опасность. Это связано со следующими факторами:

    Требуется обязательное отключение входных автоматов или выкручивание пробок, в противном случае при возобновлении центрального электроснабжения электроэнергия будет поступать из двух источников.

    Через розетку, к которой подключена установка, проходит значительный ток при подсоединении нескольких потребителей, это вызывает ее выход из строя. В отдельных случаях возможно повреждение участков проводки, не рассчитанных на подобную нагрузку.

    Более правильной считается схема подключения непосредственно в сеть после счетчика с установкой дополнительного автомата на выходе генератора. В этом случае при отключении централизованного электроснабжения отключается сетевой автомат, запускается ДГ, после чего подключается нагрузка. Но и в этом случае при нарушении очередности включения/отключения существует риск подачи питания с двух источников.

    Поэтому для ручного запуска следует использовать схему с применением перекидного или спаренного рубильника с блокировкой или реверсивного переключателя. Конструкция этих устройств предотвращает одновременное подключение центрального и автономного источника электроснабжения. Благодаря этому и обеспечивается безопасность эксплуатации.

    Подключение дизель-генератора с АВР

    При ручном управлении приходится постоянно контролировать наличие тока в основной сети, чтобы вовремя отключить ДГУ. Поэтому более совершенным вариантом считается схема подключения дизель генератора с автозапуском. Автомат ввода резерва (АВР) мониторит состояние центральной сети. При его отключении осуществляется запуск дизель-генератора и при выходе на рабочий режим подключается нагрузка без участия обслуживающего персонала (человека).

    Такая система получила распространение и в бытовых, и в промышленных сетях. Особенно интересна схема подключения ДГУ с АВР к ВРУ при наличии двух независимых основных вводов или при необходимости резервирования питания по группам потребителей:

    В первом случае в дополнении к АВР «сеть–генератор» между основными вводами включается АВР «сеть­–сеть». Система работает по следующему принципу — при отключении первого ввода нагрузка переключается на второй. ДГУ запускается в работу только в том случае, когда отсутствует питание от обоих основных источников.

    В целях экономии практикуют разделение потребителей по категориям важности. Выделятся оборудование, отключения которого от сети будет критичным. Такая группа устройств подключается к центральной сети с обеспечением резервирования при помощи ДГУ. При срабатывании АВР «сеть-генератор» происходит переключение нагрузки на автономный источник питания, остальное обслуживаемое оборудование отключается. Такой подход позволяет применять ДГУ меньшей мощности.

    На текущий момент схемы подключения дизель-генераторов с АВР считаются наиболее безопасными и эффективными. Основной плюс такого решения — минимизация влияния человеческого фактора, все переключения осуществляются в автоматическом режиме, что снижает риск возможной ошибки.

    Как подключить дизель генератор к трехфазной сети

    Схема подключения ДГУ к шинам подстанции для обеспечения питания трехфазных потребителей также может отличаться. Она зависит от типа используемого АВР. Среди применяемых вариантов выделим:

    При применении четырехполюсного АВР, осуществляющего переключение 3 фазных и нулевого кабеля, линии заводятся в устройство и подсоединяются к соответствующим шинам аппаратуры.

    В трехполюсных АВР (наиболее распространенный вариант) фазные кабели подключаются к соответствующим шинам, о нулевой провод соединяется с общим нулем, его переключение не предусматривается.

    Если АВР не укомплектован общей шиной для соединения нуля, то соединение этого проводника выполняется на аналогичном устройстве распределительного щита.

    Такие решения используют для подключения трехфазных потребителей электрической энергии. Но во многих случаях трехфазная сеть используется для питания однофазных потребителей. Это позволяет распределить нагрузку по отдельным фазам. В такой ситуации допускается подключение однофазного дизель-генератора. Для этого при помощи перемычек на контакторе ДГУ распределяют ток на 3 фазы сети, никакого негативного воздействия на оборудование такой тип подключения не оказывает.

    Электрическая схема ДЭС — подключение в разных режимах

    В нормативных документах используют отличающиеся обозначения дизель-генератора на схеме. В большинстве случаев ДГУ представлен в виде окружности с размещенной внутри русской буквой «Г» или латинской «G» со значком переменного или постоянного тока.

    Электрическая схема дизель-генератора позволит реализовать правильное подключение устройства к сети и нагрузке. На однолинейных изображают силовые линии, необходимые для соединения отдельных элементов.

    Кроме обозначения ДГУ, на схеме отображены пульт управления установкой, АВР, коммутационная аппаратура обводного канала (байпаса), распределительный щит, к которому подключаются потребители.

    Электрические схемы подключения ДЭС представлены в пакете эксплуатационной документации на каждую установку.

    Принципиальная электрическая схема дизель-генератора

    Принципиальная схема отличается большей информативностью. Она дает представление об отдельных элементах ДГУ — генератор и приборы контроля панели управления, зарядной системы, необходимой для поддержания АКБ, регуляторы и другие устройства, обеспечивающие работоспособность оборудования.

    На схеме дополнительно дана информация о назначении отдельных контактов, что позволит избежать ошибок при подключении к сети и нагрузке. Кроме того, принципиальная схема дает представление о принципе работы оборудования. Она незаменима при выявлении неисправностей и ремонте электрической части генератора. Схема этого типа также представлена в технической документации на установку.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читать еще:  Автомобильный генератор
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector