Wie synchronisiere ich einen Generator im Stromnetz?

Ich habe viele Artikel über das Parallelschalten zweier tragbarer Generatoren oder das Synchronisieren eines Stromgenerators im Stromnetz gelesen.

Ich habe den theoretischen Hintergrund zu diesem Thema und kenne die vier Bedingungen, die erfüllt sein müssen:

1. Phase Sequenz
2. Spannungsgröße
3. Frequenz
4. Phasenwinkel

Was ich weiß, ist nur Theorie. Ich würde gerne wissen, wie es praktisch geht? Wie heißt das Gerät, das den Synchronisierungsprozess durchführt? und wie man es benutzt? Ich habe auf YouTube nach praktischen Tutorials gesucht, aber keine nützlichen Informationen gefunden. Hat jemand?

Vielen Dank,

Ich werde diese Antwort vorwegnehmen, indem ich sage, dass ich derzeit keine praktischen Erfahrungen mit der Stromerzeugung habe . Die folgenden Kommentare stammen aus Geschichten, die ich gehört habe, und Dokumenten, die ich gelesen habe. Sie sollten sich bei ernsthaften technischen Arbeiten nicht auf diese Informationen verlassen .

Mit diesem Haftungsausschluss aus dem Weg ...

Die Antwort "Wie synchronisieren Sie eine Einheit mit einer anderen Einheit oder mit dem Raster?" Hängt von der Größe und dem Typ der Einheit ab.

Sie haben nichts über den Typ oder die Größe der Einheiten angegeben, die Sie synchronisieren möchten. Sie haben auch nicht erwähnt, welche Aspekte Sie erklären wollten (die Hardware? Die Steuerungsalgorithmen? Die regulatorischen Anforderungen?). Daher werde ich einen sehr allgemeinen Überblick auf hoher Ebene geben, wobei einige andere Dinge für das allgemeine Interesse verwendet werden.

Das Benutzerhandbuch für den Anschluss von Generatoren mit einer Leistung von bis zu 10 MW an das SWIN-Verteilungssystem von Western Power enthält einige Anforderungen für den Anschluss kleiner Generatoren (bis zu 10 MW) an das (australische) South West Interconnected Network. Es geht nicht so sehr um die Synchronisierung, sondern um die erforderlichen Schutz- und Kontrollschemata.

Kleine Einheiten <1 MW

Bei kleinen Dieselgeneratoren vom Haus- oder Gewerbetyp werden diese normalerweise mit einem Umschalter installiert. Der Übertragungsschalter ist verriegelt, um sicherzustellen, dass der Generator nicht parallel zum Netz laufen kann.

Bei Solarwechselrichtern, die parallel zum Netz arbeiten, müssen diese mit Netzausfallerkennung installiert werden. Dies verhindert, dass der Solarwechselrichter Strom in ein totes Netz zurückspeist, was die Menschen gefährden würde, die versuchen, das Netz zu reparieren.

Mittlere Einheiten - 1 MW - 10 MW

Die Synchronisierung erfolgt über einen automatischen Synchronisierer. Hierbei wird die Spannungs- und Phasendifferenz zwischen dem Gerät und dem Netz betrachtet. Es gibt Steuersignale aus, die die Geschwindigkeit, den Phasenwinkel und die Spannung des Geräts variieren, bis sie synchronisiert sind.

Geschwindigkeit und Phasenwinkel werden durch Steuern der Drosselklappe des Geräts (auch bekannt als "Regler", "automatische Generatorsteuerung") variiert. Die Spannung wird durch Steuern des automatischen Spannungsreglers (AVR) des Geräts eingestellt.

Separat wird ein Synchronisationsprüfrelais (ANSI 25) verwendet. Das Synchronisationsprüfrelais verhindert, dass das Gerät nicht mehr synchron ist.

Das Schließen der Synchronisation verursacht starke elektrische und mechanische Belastungen und ist zu vermeiden. Die Synchronisationsprüffunktion ist daher so konstruiert, dass sie eine Schutzfunktion mit "hoher Zuverlässigkeit" und möglichst wenigen "beweglichen Teilen" ist.

An das Stromnetz angeschlossene mittelgroße Geräte sind normalerweise auch mit einer Art Inselschutz ausgestattet. Dies dient wiederum dazu, ein Zurückschalten eines toten Gitters zu verhindern. Übliche Schutzschemata hierfür sind "Frequenzänderungsrate" und "Spannungsvektorverschiebung".

Große Einheiten - Kraftwerke - 40 MW +

Große Einheiten in Kraftwerken verfügen wie oben über einen Synchronisierer und ein Synchronisationsprüfrelais.

Zusätzlich kann ihre Frequenz absichtlich angepasst werden, um die Gitterfrequenz und -phase mit einer Atomuhrreferenz im Gleichschritt zu halten.

AntiIslanding , wo die Einheit aus dem Netz abgeschnitten ist nicht so sehr ein Problem, da das Kraftwerk ist das Netz. Das Hauptproblem ist die Beschädigung des Geräts durch Lasttransienten - entweder plötzliches Entfernen oder Hinzufügen von Last. Überfrequenz- und Unterfrequenzschutz ist ein Mittel zur Erkennung dieser Zustände. Zusätzlich werden ausfallsichere mechanische Schutzvorrichtungen verwendet (dh mechanische Überdrehzahl, niedriger / hoher Kesseltrommelstand).

Schließlich -

Ich habe auf YouTube nach praktischen Tutorials gesucht, aber keine nützlichen Informationen gefunden. Hat jemand?

Auf Youtube finden Sie keine Anweisungen zum Einrichten eines Auto-Synchronisierers oder eines Sync-Check-Relais.

Solche Geräte sollten von qualifizierten Elektrotechnikern entworfen und installiert werden, die sich Youtube-Videos im Allgemeinen nicht für professionelle Beratung ansehen.

Es ist weitaus wahrscheinlicher, dass die Informationen in den technischen Handbüchern für jeden Teil des Generatoraggregats enthalten sind. Ich würde vermuten, dass Sie die Handbücher für Generator, Generatorsteuerung, automatischen Spannungsregler, Synchronisierer und Sync-Check-Relais lesen müssten. Nachdem Sie jedes dieser Dokumente gelesen haben, sind Sie in der Lage, die erforderliche Ausrüstung und Konfiguration zu verstehen.

Nahezu alle Solar- / Wind- / Brennstoffzellen-Wechselrichter verwenden einen Software-Phasenregelkreis. Ich habe eine Reihe solcher Wandler entworfen, sowohl einphasig als auch dreiphasig.

Die PLL bestimmt die Gitterfrequenz und den Gitterwinkel. Ihr Stromrichter verwendet die Daten dann, um die entsprechende Menge an Wirk- und manchmal Blindleistung zu erzeugen.

Ein guter Ausgangspunkt für Sie ist hier ( Software-Phase-Locked-Loop-Design mit C2000 ™ -Mikrocontrollern für einphasige netzgekoppelte Wechselrichter): http://www.ti.com/lit/an/sprabt3/sprabt3.pdf

Bitte beachten Sie, dass alle Wechselrichter Stromquellen sind.

Übrigens. Das Netz ist eine steife Spannungsquelle, daher möchten Sie keinen Generator direkt daran anschließen. In Häusern verwendete Generatoren verfügen über einen Umschalter, mit dem kritische Hauslasten entweder an das Stromnetz oder an den Generator angeschlossen werden können.

Ich habe dies früher mit mehreren 500-kVA-Maschinen auf einem Festivalgelände gemacht, wenn so etwas passiert:

Stellen Sie die Leerlaufspannung der beiden Maschinen auf etwa Volt ein. Stellen Sie die Leerlaufdrehzahl der beiden Maschinen auf etwa 1 / 4Hz ein. Stellen Sie den Statikprozentsatz für Volllast so ein, dass bei Volllast beider Maschinen der Spannungsabfall gleich ist (wichtig für die Blindleistungsverteilung).

Schalten Sie eine Maschine auf die Sammelschienen (zu diesem Zeitpunkt ist der Bus noch von den Lasten getrennt).

Sie haben zwei in Reihe geschaltete Glühbirnen zwischen den beiden L1-, L2- und L3-Paaren der beiden Maschinen. Diese blinken, wenn die beiden Maschinen in und aus der Phase gleiten. Ein Synkrometer ist besser, aber Glühbirnen sind besser verfügbar.

Sie stellen den Gashebel an einer Maschine so ein, dass die Geschwindigkeit nahezu gleich ist (die Lichter blinken langsamer, wenn sie sich der Synchronisationsgeschwindigkeit nähern). Wenn die Lichter ausgehen, betätigen Sie den Schalter und setzen die andere Maschine in den Bus (A clever Die Gasvariante ist ein Warmwasserbereiter, mit dem Sie eine Maschine leicht belasten können, und ein Schalter, der weniger störend ist als ein Stück Holz, das auf das Schwungrad drückt.

Die Maschinen arbeiten jetzt beide mit genau der gleichen Geschwindigkeit (ggf. fahren). Überprüfen Sie, ob die zirkulierenden Ströme klein sind (falls nicht, haben Sie die Leerlaufspannung falsch eingestellt).

Lastschalter schließen.

Wenn Sie die Statik richtig eingestellt haben, teilen sich die beiden Maschinen die Last proportional zu ihren Nennwerten.

Es lohnt sich, ein Rückleistungsrelais hinzuzufügen, um eine Maschine zu trennen, die aufgrund eines Kraftstoff- oder mechanischen Problems nicht mehr erzeugt. Sie müssen dies jedoch möglicherweise etwa eine Sekunde lang umgehen, wenn Sie eine Maschine in Betrieb nehmen, da sie jagen, bis beide vollständig synchronisiert sind Geschwindigkeit und Phase.

Der Touring-Zirkus im ehemaligen Sowjetblock kurz nach dem Fall der Mauer war für die manchmal involvierte improvisierte Technik denkwürdig.

Ich würde dies nicht mit einem einphasigen Satz versuchen, und es ist mehr Ärger als es sich mit kleineren Maschinen lohnt.