Làm thế nào để đồng bộ hóa một máy phát điện trên lưới điện?

Tôi đã đọc nhiều bài viết về song song hai máy phát điện cầm tay hoặc đồng bộ hóa một máy phát điện trên lưới điện.

Tôi có nền tảng lý thuyết về chủ đề đó và tôi biết bốn điều kiện phải được đáp ứng:

1. Trình tự pha
2. Cường độ điện áp
3. Tần số
4. Góc pha

Những gì tôi biết chỉ là lý thuyết. Tôi muốn biết làm thế nào để làm điều đó thực tế? Tên của thiết bị thực hiện quá trình đồng bộ hóa là gì? và làm thế nào để sử dụng nó? Tôi đã tìm kiếm trên YouTube các hướng dẫn thực tế nhưng tôi không tìm thấy thông tin hữu ích. Có ai có không?

Cảm ơn rât nhiều,

Tôi sẽ mở đầu câu trả lời này bằng cách nói rằng, tại thời điểm này, tôi không có kinh nghiệm thực tế về sản xuất điện . Các ý kiến ​​sau đây là từ những câu chuyện tôi đã nghe và các tài liệu tôi đã đọc. Bạn không nên dựa vào bất kỳ thông tin nào trong khi thực hiện công việc kỹ thuật nghiêm túc .

Từ chối trách nhiệm đó ...

Câu trả lời của "làm thế nào để bạn đồng bộ hóa một đơn vị với đơn vị khác hoặc vào lưới" tùy thuộc vào kích thước và loại đơn vị.

Bạn đã không chỉ định bất cứ điều gì về loại hoặc kích thước của các đơn vị bạn quan tâm đến việc đồng bộ hóa. Bạn cũng không đề cập đến những khía cạnh bạn muốn giải thích (phần cứng? Thuật toán điều khiển? Yêu cầu quy định?) Vì vậy tôi sẽ đưa ra một cái nhìn tổng quan ở mức độ rất cao, với một số nội dung khác được đưa ra vì lợi ích chung.

Các hướng dẫn cho các kết nối của máy phát điện lên đến 10 MW vào hệ thống phân phối điện Tây SWIN đi qua một số các yêu cầu để kết nối máy phát điện nhỏ (lên đến 10 MW) đến (Úc) Tây Nam liên kết với nhau Network. Nó không nói nhiều về việc đồng bộ hóa, nhưng không nói về các kế hoạch bảo vệ và kiểm soát cần thiết.

Các tổ máy nhỏ <1 MW

Đối với máy phát điện diesel loại nhỏ trong nước hoặc thương mại, chúng thường được lắp đặt với một công tắc chuyển. Công tắc chuyển được khóa liên động để đảm bảo máy phát không thể song song với lưới.

Đối với các bộ biến tần năng lượng mặt trời, hoạt động song song với lưới điện, chúng phải được lắp đặt với khả năng phát hiện tổn thất chính. Điều này ngăn chặn biến tần năng lượng mặt trời từ nguồn điện trở lại vào lưới điện chết, điều này sẽ gây nguy hiểm cho những người đang cố gắng sửa lưới điện.

Đơn vị trung bình - 1 MW - 10 MW

Đồng bộ hóa được thực hiện bởi một bộ đồng bộ hóa tự động. Điều này xem xét sự khác biệt điện áp và pha giữa đơn vị và lưới điện. Nó xuất ra các tín hiệu điều khiển thay đổi tốc độ, góc pha và điện áp của đơn vị cho đến khi chúng được đồng bộ hóa.

Tốc độ và góc pha được thay đổi bằng cách điều khiển bướm ga của đơn vị (còn gọi là 'thống đốc', 'bộ điều khiển máy phát tự động'.) Điện áp được điều chỉnh bằng cách điều khiển bộ điều chỉnh điện áp tự động của thiết bị (AVR).

Một cách riêng biệt, một rơle kiểm tra đồng bộ hóa (ANSI 25) được sử dụng. Rơle kiểm tra đồng bộ ngăn không cho thiết bị đóng khỏi đồng bộ.

Đóng không đồng bộ gây ra căng thẳng nghiêm trọng về điện và cơ học và là điều cần tránh. Do đó, chức năng kiểm tra đồng bộ được thiết kế để trở thành chức năng bảo vệ "độ tin cậy cao" với càng ít "bộ phận chuyển động" càng tốt.

Các đơn vị kích thước trung bình được kết nối với lưới điện cũng thường được trang bị một số loại bảo vệ chống đảo. Một lần nữa, điều này là để ngăn chặn việc cung cấp năng lượng cho lưới điện chết. Các sơ đồ bảo vệ phổ biến cho điều này là "tốc độ thay đổi tần số" và "dịch chuyển vectơ điện áp".

Các tổ máy lớn - nhà máy điện - 40 MW +

Các đơn vị lớn tại các nhà máy điện có rơle kiểm tra đồng bộ hóa và đồng bộ hóa, như trên.

Ngoài ra, tần số của chúng có thể được điều chỉnh có chủ ý để giữ tần số và pha của lưới theo từng bước với tham chiếu đồng hồ nguyên tử.

Chống đảo nơi thiết bị bị cắt khỏi lưới điện không phải là vấn đề quá lớn, vì nhà máy điện là lưới điện. Mối quan tâm chính là thiệt hại cho thiết bị từ quá độ tải - có thể loại bỏ đột ngột hoặc thêm tải. Bảo vệ quá mức và bảo vệ dưới mức là một phương tiện để phát hiện các điều kiện này. Ngoài ra, các biện pháp bảo vệ cơ học không an toàn được sử dụng (ví dụ như quá mức cơ học, mức trống nồi hơi thấp / cao.)

Cuối cùng -

Tôi đã tìm kiếm trên YouTube các hướng dẫn thực tế nhưng tôi không tìm thấy thông tin hữu ích. Có ai có không?

Bạn sẽ không tìm thấy hướng dẫn để thiết lập trình đồng bộ hóa tự động hoặc chuyển tiếp kiểm tra đồng bộ hóa trên Youtube.

Các thiết bị như vậy được cho là được thiết kế và cài đặt bởi các kỹ sư điện có trình độ, những người thường không xem các video trên Youtube để được tư vấn chuyên nghiệp.

Thông tin có nhiều khả năng được tìm thấy trong các hướng dẫn kỹ thuật cho từng bộ phận của bộ máy phát điện. Tôi đoán rằng bạn sẽ phải đọc hướng dẫn sử dụng cho máy phát, bộ điều khiển máy phát, bộ điều chỉnh điện áp tự động, bộ đồng bộ hóa và rơle kiểm tra đồng bộ. Sau khi đọc từng tài liệu này, bạn sẽ có thể hiểu được thiết bị và cấu hình cần thiết.

Khá nhiều bộ biến tần pin mặt trời / gió / nhiên liệu sử dụng vòng khóa pha phần mềm. Tôi đã thiết kế một số bộ chuyển đổi như vậy, cả hai pha và ba pha.

PLL xác định tần số và góc lưới. Bộ chuyển đổi năng lượng của bạn sau đó sử dụng dữ liệu để tạo ra lượng công suất thực và đôi khi thích hợp.

Một điểm khởi đầu tốt cho bạn là đây ( Thiết kế vòng lặp khóa pha phần mềm sử dụng vi điều khiển C2000 ™ cho Biến tần được kết nối lưới một pha): http://www.ti.com/lit/an/sprabt3/sprabt3.pdf

Xin lưu ý rằng tất cả các bộ biến tần là nguồn hiện tại.

Btw. lưới điện là một nguồn điện áp cứng, vì vậy bạn sẽ không muốn kết nối trực tiếp một máy phát với nó. Máy phát điện được sử dụng trong nhà có một công tắc chuyển, có thể được sử dụng để nối các tải trọng nhà quan trọng vào lưới điện hoặc máy phát điện.

Tôi đã thực hiện điều này với nhiều máy móc gắn trên xe tải 500KVA trong một ngày lễ hội, nếu đi như thế này:

Đặt điện áp không tải của hai máy nằm trong một volt hoặc hơn. Đặt tốc độ không tải của hai máy trong khoảng 1 / 4Hz hoặc hơn. Đặt tỷ lệ phần trăm giảm cho tải đầy đủ sao cho khi cả hai máy đều ở mức đầy tải thì độ sụt điện áp là như nhau (Quan trọng đối với việc chia sẻ công suất phản kháng).

Chuyển một máy lên thanh cái (Tại thời điểm này, xe buýt vẫn bị ngắt kết nối với tải).

Bạn có hai bóng đèn nối tiếp giữa hai cặp L1, L2 và L3 từ hai máy, chúng sẽ nhấp nháy khi hai máy trượt vào và lệch pha, đồng bộ hóa tốt hơn, nhưng bóng đèn có sẵn hơn.

Bạn điều chỉnh bướm ga trên một máy để mang lại tốc độ rất giống nhau (đèn sẽ nhấp nháy chậm hơn khi chúng tiếp cận tốc độ đồng bộ hóa), sau đó khi đèn tắt dần bạn ném công tắc đưa máy kia lên xe buýt (Một cách thông minh biến thể bướm ga là một máy nước nóng mà bạn có thể sử dụng để tải một máy xuống một chút, và một công tắc, ít gây khó chịu hơn khi một khối gỗ xẻ ấn vào bánh đà).

Bây giờ cả hai máy sẽ hoạt động với tốc độ chính xác như nhau (Động cơ nếu cần thiết). Kiểm tra xem các dòng điện tuần hoàn có nhỏ không (Nếu không, bạn đã đặt điện áp không tải không chính xác).

Đóng bộ ngắt tải.

Nếu bạn đặt bộ đệm chính xác thì hai máy sẽ chia sẻ tải theo tỷ lệ với xếp hạng của chúng.

Cần thêm một rơle công suất ngược để ngắt kết nối máy ngừng phát do sự cố nhiên liệu hoặc cơ học, nhưng bạn có thể cần bỏ qua điều này trong một giây hoặc lâu hơn khi đưa máy lên dây vì chúng sẽ săn cho đến khi chúng đồng bộ hóa hoàn toàn cả hai tốc độ và pha.

Xiếc lưu diễn trong khối liên xô cũ ngay sau khi bức tường sụp đổ là đáng nhớ cho kỹ thuật ngẫu hứng đôi khi tham gia.

Tôi sẽ không thử điều này với một bộ pha, và rắc rối hơn thì nó đáng giá hơn với các máy nhỏ hơn.