Включение генераторов на параллельную работу
При организации резервной или постоянной системы электроснабжения на различных объектах часто используются два или более генератора, которые подключаются параллельно к одной сети. Это необходимо для того, чтобы обеспечить непрерывное электропитание потребителей.
Когда запускается генератор, его вращающаяся часть (ротор) требует дополнительного усилия для начала движения. И в этот момент возникает большая нагрузка на электрическую сеть, появляются так называемые пусковые токи, из-за чего напряжение может временно упасть. Чтобы избежать этих проблем, при подключении генератора используется процесс синхронизации, при котором оборудование плавно и правильно подсоединяется с соблюдением определенных требований. Простыми словами, синхронизация — это подстройка генератора под параметры существующей сети. Она позволяет избежать резких скачков напряжения и прочих сложностей.
Какие задачи решает правильная синхронизация и параллельная работа ДГУ?
Параллельная работа генераторов обеспечивает бесперебойное электроснабжение, позволяет использовать оборудование по очереди, продлить их срок службы, с легкостью нарастить мощность путем добавления новых электростанций.
Параллельная работа обоих и более генераторов решает несколько важных задач:
- Равномерное распределение нагрузки между генераторами, что исключает их преждевременную поломку.
- Повышение надежности электрической системы. Резервный источник питания будет работать даже при выходе из строя одного из генераторов, что обеспечивает надежность электроснабжения.
- Эффективное применение оборудования. Синхронизация снижает наработку, моторесурс агрегатов, тем самым уменьшая расходы на техническое обслуживание. При этом она сокращает потребление топлива и масла.
Генераторы могут работать как вместе, так и находиться на удалении друг от друга. При желании систему можно с легкостью масштабировать за счет добавления новых приборов. Параллельная работа генераторов особенно эффективна при сильных колебаниях потребляемой мощности, когда требуется гибкая адаптация под текущие потребности. Такой подход позволяет получить надежную, экономичную систему, при этом рассчитывать на продление срока службы оборудования из-за равномерной нагрузки, рационального использования мощности.
Условия синхронизации
Для успешной синхронизации генераторов необходимо соблюдать несколько ключевых условий:
- Идентичность частоты. Следует понимать, что частота подключаемого генератора должна с точностью соответствовать частоте сети. Равенство осуществляется за счет изменения скорости вращения ротора генератора путем корректировки подачи топлива.
- Равенство напряжений, которое можно контролировать с помощью возбуждения генератора. Если напряжение слишком низкое, то необходимо увеличить ток возбуждения.
- Совпадение фаз. Порядок чередования фаз генератора важен. Несоответствие фаз может вызвать нестабильность в электросети, привести к короткому замыканию или повреждению оборудования.
- Равенство угловой скорости ротора. Угол сдвига фаз между разными генераторами должен быть минимальным. Это исключит какие-либо повреждения, поможет избежать появления больших токов при старте.
Важно! Перечисленные условия необходимо соблюдать как при подключении генератора к действующей электросети, так и при параллельном запуске нескольких синхронных агрегатов между собой. Для контроля и соблюдения перечисленных условий используются специальные приборы и системы.
Способы синхронизации
Бывает точная, грубая синхронизация, а также самосинхронизация. Рассмотрим каждый метод отдельно.
Точная синхронизация
Принцип заключается в том, что происходит изменение тока возбуждения, корректировка вращающего момента вала двигателя, настройка частоты вращения, контроль чередования фаз, совпадения углов сдвига фаз
Напряжение генератора должно быть равно напряжению электросети, как и частота. Угол между фазами не может превышать 10°. Затем осуществляется выбор оптимального момента включения, а также самоподдержание синхронизации после запуска в работу.
Синхронизацию могут провести исключительно высококвалифицированные специалисты с применением особых измерительных приборов. При точной синхронизации генераторов обеспечен минимальный риск повреждения оборудования, появление сверхтоков. Такой вариант подходит для работы с мощными синхронными установками различных типов.
Грубая синхронизация
Эта синхронизация еще известна, как включение через индуктивное сопротивление. Это упрощенный способ, который отличается простотой реализации, не требует применения сложного измерительного оборудования.
При грубой синхронизации используется реактор с целью снижения скачков тока. Для начала проверяется исправность реактора (индуктивного сопротивления), затем осуществляется расчет необходимого импеданса. Генератор запускается в работу и выводится на номинальное напряжение, доводится до субсинхронной частоты, после этого происходит подключение к шине через реактор. Спустя несколько секунд выполняется прямое подключение.
Импеданс должен быть подобран таким образом, чтобы ток генератора был равен или меньше номинального значения. Реактор должен соответствовать мощностным показателям генератора, также важно учитывать характеристики электросети.
Самосинхронизация
Генератор разгоняется до частоты, близкой к синхронной, после чего обмотка ротора замыкается на гасительное сопротивление. Оборудование начинает работать в невозбужденном состоянии. Создается асинхронный момент, который подтягивает генератор в синхронизм, подается возбуждение и начинается нормальная работа.
Это быстрый процесс синхронизации, который требует минимального времени на подготовку, что особенно важно в аварийных ситуациях. Но такой вариант может вызвать кратковременное нарушение в сети, значительные токи при включении.
Современные генераторы оснащаются автоматическими синхронизаторами, которые обеспечивают идеальную параллельную работу.
Итог
Синхронизация генераторов — критически важный процесс для обеспечения надежного параллельного применения. Как правило, метод синхронизации напрямую влияет на эффективность и безопасность всей системы энергоснабжения, зависит от технических характеристик оборудования, параметров системы, условий эксплуатации.
