Синхронизация генераторов и параллельная работа

Компания «КЕДР» предлагает решения по электроснабжению на основе синхронизации двух и более дизельных генераторов, на основе так называемой параллельной работы электростанций. Параллельная работа электростанций — это работа двух и более ДГУ, которые работают вместе как одна большая установка. Обращайтесь к нашим специалистам по телефону (495) 926-25-56.

Параллельная работа генераторов осуществляется с помощью специальных контроллеров. Например, в электростанциях AKSA используются панели управления PCC, а также модули управления производства Deep Sea Electronics (Великобритания), на их основе можно создать до 16 параллельно подключенных установок и более.

Используя функции синхронизации, регулирования и шунтирования напряжения тока, контроллер способен устанавливать параллельную работу с поданным в цепь напряжением во время снижения максимума нагрузки или отсутствия отдачи во время торможения. Функция проверки синхронности — модуль будет контролировать работу устройства переключения нагрузки, чтобы позволить параллельную работу с питающей сетью / питанием шины, только когда эти два питания синхронны. Функция автоматической синхронизации — модуль посылает контрольные сигналы в регулятор двигателя и генератор постоянного тока AVR, чтобы контролировать скорость и напряжение тока на выходе из генератора.

Синхронизация генераторов и параллельная работа генераторов применяется

• Электроснабжение нагрузки, изменяющейся в широком мощностном диапазоне, когда суточная или годовая величины потребляемой мощности изменяется в широких пределах. Стоит заметить, что для ДГУ есть требование по минимально допустимой нагрузке – 25% от номинала. При длительной работе с малыми нагрузками необходимо проводить специальные мероприятия по восстановлению и техническому обслуживанию.
• Когда требуется компенсировать недостаточную мощность основной электросети в часы пик или запуск оборудования с высокими пусковыми токами
• Для электропитания ответственных потребителей, когда неудачный запуск генераторов приводит к серьезным последствиям. Использование параллельных систем увеличивает вероятность удачного запуска генератора.
• Создания схемы двойного резервирования при помощи 2-х генераторов аналогичной мощности. В случаях, когда недопустим перерыв в электропитании потребителей.
• Бесперебойное электроснабжение в период проведения ТО ДГУ и коммутационного оборудования

Варианты исполнения параллельных систем

• Две и более электростанции с автоматическим запуском работают параллельно в резерве с основной сетью. Режим параллельности с сетью отсутствует.
• Одна электростанция с автоматическим запуском работает в резерве с основной сетью. Режим параллельности с сетью - кратковременный.
• Одна электростанция с автоматическим запуском работает в резерве с основной сетью. Режим параллельности с сетью – длительный.
• Две и более электростанции с автоматическим запуском работают параллельно с основной сетью в качестве дополнительного или основного источника электроэнергии (экспорт мощности). Режим параллельности с сетью - длительный.

Условия включения в параллельную работу электростанций

• Одинаковое чередование фаз
• Равенство выходных напряжений
• Равенство выходных частот

Распределение нагрузки происходит в соответствии с номинальными мощностями генераторов.

При пуске обеих ДГУ и закрытии обоих автоматических выключателей напряжение и частота тока должны быть одинаковыми между двумя любыми точками шины. Если генератор подключен к рабочей шине, это значит, что он “магнитно соединен” к энергосистеме. Установка не выходит из синхронизма, в случае нормальной работы. Выход из синхронизма происходит при потере возбуждения генератора.

После введения дизель-генератора в параллельную работу значения его напряжения и частоты зависят от параметров общей шины, и система контроля переключается на контроль распределения нагрузки. Каждый дизель-генератор контролируется своей собственной системой контроля. Не считая системы защиты между дизель-генераторами отсутствует связь, что позволяет производить необходимое обслуживание без остановки работы всей системы. После того как система контроля определила что дизель-генератор достиг необходимых значений напряжения и частоты нагрузка перебрасывается с сети на дизель-генератор и его система контроля осуществляет контроль за выходными параметрами.

Синхронный генератор переменного тока

Дизельные электростанции AKSA оборудуются генераторами с горизонтальной осью (синхронный, трёхфазный) на роликовых подшипниках, с самовентиляцией внутри кожуха, со статором из кремнистой стали с малыми потерями, с обмоткой из электролитической меди, с изоляцией класса Н. Демпферная обмотка корпусного типа для параллельной работы (в генераторах большой мощности).

Пример использования параллельной работы электростанций

Задача: Необходимо осуществить электроснабжение производства. Дневная нагрузка колеблется от 200 кВт до 900 кВт. Ночью потребляемая мощность 100 кВт.
Решение: В таком случае нельзя использовать одну электростанцию. 1) Потому что большие колебания в потребляемой мощности. 2) Для электростанций есть требование по минимально допустимой нагрузке – 25% от номинала. Можно применить три электростанции мощностью по 400 кВт, подключенные параллельно. Днем работают три электростанции, а ночью одна.

Пример схемы параллельного соединения 3-х генераторов мощностью 2225 кВА в режиме синхронизации.

Панель PCC может работать вместе с другими панелями в режиме параллельной работы

Необходимо установить дополнительное оборудование для того, чтобы стандартные электростанции могли работать параллельно с другими дизельными станциями или с энергосетью.

• Существуют некоторые различия в управлении (распределении нагрузки).
• При параллельной работе должны соблюдаться следующие условия:
  • Одинаковый тип приводного устройства (например дизель и дизель)
  • Одинаковые характеристики регулятора оборотов двигателя (r время отклика)
  • Одинаковый шаг обмотки генераторов (ток нейтрали)
  • Одинаковые характеристики регуляторов напряжения (время отклика)
• Генераторные установки с панелями PCC могут работать параллельно с установками с другими панелями при следующих условиях;
  • Режим статизма “droop”
  • Режим работы параллельно с сетью (например параллельно с паровой турбиной)
  • Электронные регуляторы оборотов двигателя (Barber Colman, Woodwards, GAC)

Методы распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами

Известно несколько методов решения задачи распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами. Использование того или иного из них зависит от мощности электроэнергетической системы, типа первичного двигателя и возможностей его системы автоматического регулирования.

• Метод статических характеристик
• Метод ведущего генератора.

Примеры проектов по синхронной работе электростанций

4 электростанции по 2 000 кВа, 50 Гц, 6.3 кВ

Электростанции Aksa Power Generation на базе 16-ти цилиндрового двигателя Cummins и генератора тока Stamford. Автоматическая синхронизация, распределение нагрузки и система управления нагрузкой. Обеспечивают резервное электроснабжение аэропорта.

7 электростанций по 2 000 кВа, 50 Гц, 10 кВ

Электростанции Aksa Power Generation на базе 16-ти цилиндрового двигателя Cummins и генератора тока Leroy Somer. Автоматическая синхронизация, распределение нагрузки и система управления нагрузкой. Обеспечивают резервное электроснабжение Военной медицинской академии.

20 электростанций по 880 кВа, 50 Гц в защитном кожухе

20 электростанций Aksa работают как основной источник электроэнергии