ВВЕДЕНИЕ
На электростанциях обычно устанавливают несколько синхронных агрегатов. генераторы для параллельной работы под общей нагрузкой. Это позволяет увеличить общую мощность установки (с ограничением мощности для каждого из установленных в ней генераторов), значительно повышает надежность энергоснабжения потребителей и лучше организовать обслуживание агрегата. А электростанции объединены в мощные энергосистемы для параллельной работы, что может лучше решить проблему обеспечения качества электроэнергии при производстве и распределении.
В любой системе электроснабжения нагрузка не постоянна, а меняется со временем, и нагрузка находится в пределах определенного пикового значения времени. Следовательно, во время работы любой электрической сети должен быть обеспечен контроль вырабатываемой электроэнергии, чтобы гарантировать энергетический баланс в электрической системе.
В случае неправильного управления частота в системе будет отклоняться от номинальной, а напряжения в компонентах электрической системы могут превысить безопасные рабочие пределы, что может привести к выходу из строя электрических компонентов.
Регулировка мощности, производимой в энергосистеме, включает не только изменение уровня, установленного генератором в энергосистеме, но также включение и выключение генераторов. Это особенно верно для систем с низким энергопотреблением и отдельных участков энергосистемы, которые подключены к основной энергосистеме с недостаточной передачей. Следовательно, субъект данных несет ответственность за обеспечение того, чтобы генераторы были запущены и подключены безопасным и надежным образом к существующей электросети. Большинство существующих генераторов выполнено в виде синхронных машин, что требует их реализации.
ВКЛЮЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ
Синхронизация генератора с энергосистемой должна выполняться осторожно, чтобы не допустить повреждения машины и нарушений в энергосистеме. Цель этого документа - дать объяснение процесса автоматической синхронизации для трехфазных генераторов переменного тока, чтобы изучить соответствующие соображения и построить его рентабельным способом. В простейшей форме синхронизация - это процесс электрического подключения дополнительных генераторов к существующей шине. Современные синхронизаторы способны точно согласовывать как скорость, так и напряжение, а также работать с очень низкой скоростью скольжения. Автоматический синхронизатор снабжен схемами согласования напряжения и частоты или скорости, которые автоматически регулируют напряжение и частоту в допустимых пределах. Данная конструкция автоматического синхронизатора включает индивидуальное напряжение, измерение частоты и чередования фаз по отношению к входящему генератору. Когда эти три измерения обоих генераторов или генератора и шины совпадают, то оба соединяются электрически с помощью релейной цепи. При такой конструкции весь процесс синхронизации может быть выполнен путем нажатия только некоторых переключателей.
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ГЕНЕРАТОРОВ
Процесс синхронизации обычно требует большого количества проводов. Снижение сложности нарушения проводки - один из основных вкладов этого проекта за счет разработки системы синхронизации на основе микроконтроллера. Основная задача синхронизатора - точно и быстро регистрировать разности напряжения, частоты и фаз между генераторами. Как правило, синхронизация относится к согласованию трех параметров между входящим генератором переменного тока и существующей шиной перед подключением к фактической нагрузке. Это: величина напряжения, частота, последовательность фаз. Чтобы проиллюстрировать определение синхронизации, можно рассмотреть функцию составляющей напряжения, подаваемой любым генератором, которая выглядит следующим образом:
V = Vm cos (t +) (1)
Пусть напряжение первого и второго генератора равно V1cos (1t + 1) и V1cos (2t + 2) соответственно. Затем в
для соединения двух генераторов в одну шину составляющие напряжения каждого должны быть равны.
V1cos (1t + 1) = V2cos (2t + 2) (2)
Из этого уравнения для соединения двух генераторов три параметра из них должны быть равны.
V1 = V2; амплитуда 1 = 2; Частота
1 = 2; фазовый угол
КВАЗИАВТОМАТИЧЕСКИЙ СИНХРОНИЗАТОР НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
Поскольку это синхронизатор на основе микроконтроллера, весь процесс будет выполняться с помощью микроконтроллера. В этой конструкции есть три измерительные части.
Схема измерения напряжения
Схема измерения частоты
Проверка последовательности фаз
Микроконтроллер PIC 16C73 считывает фазное напряжение и частоту обоих генераторов, и это можно увидеть на ЖК-дисплее. Если напряжение и частота не совпадают, тогда
нужно согласовывать это, изменяя возбуждение и скорость генераторов. Если напряжение и частота совпадают, то с помощью этой системы можно проверить последовательность фаз генераторов. Эта система в основном предназначена для сбалансированной системы, и по этой причине разность фаз очень мала и не наносит ущерба системе. Когда напряжение и частота согласованы, а также проверяется последовательность фаз, оба генератора можно подключить, нажав переключатель синхронизации.
ЦЕПЬ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
Есть несколько способов измерить напряжение на клеммах. Хотя использование трансформаторов напряжения делает схему измерения немного громоздкой, резистивный делитель потенциала может быть хорошим выбором для преобразования высоких напряжений на клеммах в небольшое измеряемое напряжение. Сигнал напряжения, разделенный делителями потенциала, затем напрямую подается в схему преобразования сигнала для измерения частоты и фазы. Для измерения напряжения дробные сигналы переменного тока выпрямляются и фильтруются для получения постоянного напряжения, которое изменяется линейно в соответствии с напряжениями на клеммах. Этот аналоговый сигнал постоянного напряжения затем подается на внутренний модуль аналого-цифрового преобразователя (АЦП) процессорного блока для измерения программным способом. [4].
Схема измерения частоты
Цифровые частотомеры - наиболее точные и гибкие инструменты для измерения неизвестных частот. Частоты от нуля до гигагерц могут быть измерены с помощью цифровых частотомеров. В этом модуле микроконтроллер используется для построения цифрового частотомера. [7] Для измерения частоты фазное напряжение генератора подается на оптрон. Затем выход оптрона передается на микроконтроллер. Микроконтроллер работает в режиме счетчика для измерения частоты.
Скаляр напряжения преобразует 220 В в 5 В переменного тока. 5 В переменного тока пропускается через цепь синусоидальной формы в прямоугольную с помощью оптрона. Частота прямоугольного сигнала измеряется PIC 16F877A с помощью программного обеспечения. Прямоугольный сигнал из буфера подается в качестве входной частоты на TMR0. TMR0 настроен для измерения входной частоты на RA4 PIC 16F877A. Входная частота стробируется на определенный период времени. Точный строб реализован программно как точная задержка. 8-битное значение входной частоты теперь сохраняется в TMR0, регистрах и 3-битном прескалере. Путем объединения вычисленного значения и исходного значения из TMR0 определяется 8-битное значение для частоты. [7]
U-ОБРАЗНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Ранее мы рассматривали параллельную работу синхронного генератора с постоянным космическим током. Что произойдет в синхронном генераторе, если ток катушки возбудителя изменится после параллельного включения, так что крутящий момент приводного двигателя останется неизменным? Предположим, что генератор работает без нагрузки, когда он подключен к сети, и что ЭДС уравновешивает сетевое напряжение. В этом случае нужно увеличить ток в катушке возбуждения, т.е. перегреть машину, тогда электромагнитное поле возрастет до величины, и в цепи генератора появится избыток электромагнитного поля (рис.10, а) , вектор которой совпадает с направлением вектора ЭДС. Ток вызванный ЭДС синфазен на 90 ° (т.к.). По сравнению с ЭДС этот ток также будет отстающим (индуктивным). По мере увеличения возбуждения увеличивается реактивный (индуктивный) ток.
Если ток возбуждения уменьшается после того, как генератор подключен к сети, то есть машина недовозбуждена, ЭДС уменьшается до значения, и избыточная ЭДС снова активируется в цепи генератора. Теперь вектор этой ЭДС совпадает с вектором напряжения сети (рис. 10, б), поэтому ток, вызванный ЭДС и меньший по фазе на 90 °, будет проводящим (емкостным) по отношению к нему. к генератору ЭДС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подключение синхронных машин к сети для параллельной работы выполняется посредством точной синхронизации или грубой синхронизации, обычно называемой самосинхронизацией для генераторов и асинхронным пуском для компенсаторов и синхронных двигателей. Иногда также используется асинхронное включение генераторов.
Условия точной синхронизации могут быть выполнены вручную или автоматически. В случае ручной синхронизации все операции по управлению возбуждением и адаптации частоты выполняются резервными устройствами, а в случае автоматической синхронизации - автоматическими устройствами. Он также использует ручную синхронизацию с автоматическим управлением синхронизацией, которая запрещает включение синхронизированного переключателя машины, если условия синхронизации не выполняются. При точной ручной синхронизации напряжение и частота контролируются двумя вольтметрами и двумя амперметрами, установленными на панели управления, а фазовый сдвиг напряжения контролируется синхроскопом; последняя учитывает не только момент совпадения фаз напряжения, но и определяет, будет ли подключенный генератор вращаться быстрее или медленнее, чем работающие генераторы. Эти устройства объединены в так называемую «колонку синхронизации». Вольтметр и частотомер синхронного генератора подключаются к его преобразователю напряжения, а вольтметр и частотомер для работающих генераторов (или сети) обычно подключаются к трансформатору напряжения станционной шины. Синхроскоп подключается к обоим преобразователям напряжения одновременно.