Преимущества параллельной работы дизель-генераторов
Если общая электросеть оборудована единственной ДЭС, то нагрузка на нее значительно колеблется в зависимости от сезона и времени суток. При использовании нескольких машин появляется возможность их поочередного или одновременного включения при увеличении или уменьшении потребности пользователей в электроэнергии. Это позволяет поддерживать высокий ресурс дизелей в течение продолжительного времени, снизить потребление топлива, воды, расходных материалов.
К преимуществам параллельной работы нескольких ДГУ также относят: надежное снабжение потребителей в аварийных ситуациях, поскольку предусмотрены резервные агрегаты;
- возможность уменьшения мощности каждой отдельной ГУ, подключенной параллельно;
- совместная работа дизель-генераторов позволяет рационально распределять сезонные
- нагрузки и объединять в единую систему разные станции;
- плавный перевод потребителей с одной ГУ на другую;
- повышение качества электроэнергии за счет предотвращения колебаний напряжения.
При этом нужно отметить, что параллельная работа дизельных генераторов отличается более сложной схемой включения. Еще один недостаток — при коротких замыканиях значительно увеличивается ток.
Как правильно подключить генератор?
При соединении агрегатов в параллель и последующим включении должны выполнятся следующие условия:
- соблюдение равенства значений напряжения в сети и на клеммах ГУ;
- одинаковая частота и последовательность чередования фаз электросети и ДГУ;
- совпадение фаз в момент включения.
Для получения одинаковых параметров тока (напряжения и частоты) регулируется ток возбуждения и скорость вращения ротора. Для совпадения фаз используется специальный прибор — фазоуказатель.
Еще одна особенность синхронных ГУ состоит в том, что при запуске ротор не может начать самостоятельное движение и производится его принудительное раскручивание до совпадения со скоростью вращения электромагнитного поля статора. При разгоне узла также учитывают возможность возникновения пусковых токов, сопоставимых с коротким замыканием. Это приводит к снижению сетевого напряжения. Затяжной пуск опасен перегревом рабочих узлов. Алгоритм разгона ротора до подсинхронной скорости с соблюдением перечисленных условий - это синхронизация дизель-генераторов. Процедура производится с помощью специального оборудования и профессионального обслуживающего персонала.
Виды синхронизации
Для выполнения процедуры используется ручная настройка или автоматические устройства. Возможно также совмещение методов, когда часть работ осуществляют специалисты, а часть — техника. На современных станциях предпочтение отдается автосинхронизаторам.
Синхронизация ДГУ выполняется:
- точным синхронным подключением в момент совпадения фаз с выравниванием напряжения и частоты генератора и сети;
- самосинхронизацией с приблизительно равными частотами и последующим возбуждением;
- через индуктивное сопротивление при близких значениях напряжения и частоты (подходит для автономных электростанций).
Все перечисленные методы предотвращают обесточивание сети, повреждение техники и коммуникаций. Выбор зависит от особенностей и назначения ДГУ, ее технических характеристик, требований к величине напряжения и частоты. Каждый способ имеет свои достоинства и недочеты, которые также учитываются при определении наиболее подходящей процедуры.
Точная синхронизация электростанций
Для выполнения всех ее условий требуется несколько минут времени и наличие особого навыка у персонала. Операция не опасна для оборудования, так как номинальное значение тока не превышается. Она используется на генераторных установках большой мощности, где время опережения задается автоматикой. Это позволяет предотвратить возникновение сверхтоков при включении.
При выполнении соблюдаются следующие критерии:
- различие напряжений сети и генераторной установки не более 1 % при наличии АВР с функцией автоматической подгонки, а при его отсутствии или ручном регулировании — 5 %;
- угол напряжений не более 10 градусов;
- отклонение частот не более 0,1 %.
Соблюдение условий достигается с помощью регулировки тока возбуждения машины и изменения вращающего момента вала. Контроль параметров производится по расположенным на пульте управления вольтметрам, частотометрам и синхроноскопу, которые подключают к трансформатору.
Недостатки точной синхронизации:
- сложность подгонки всех параметров;
- большой временной интервал, поскольку при авариях в системе может занимать несколько десятков минут, а важно обеспечить быстрое включение;
- высокая вероятность механических повреждений при большом угле напряжений;
- возможность использования только на высокомощных электростанциях с турбинами.
Преимущества способа заключаются в том, что при избежании ошибок переходные процессы при параллельном соединении генераторов очень незначительны и кратковременны.
Способ самосинхронизации
Этот метод позволяет значительно сократить продолжительность подготовительных процедур и имеет единственное условие включения: разница скорости вращения генераторов должна быть не более 2-3 Гц. Точная подгонка остальных величин на производится.
При включении ГУ этим способом стремятся минимизировать время входа в синхронизм и изменения напряжения и тока. Для этого подключаемой машине дается перевозбуждение. Разность скоростей агрегатов должна быть не более 3-5 % их синхронной скорости вращения, а ускорение составляет не более 1 Гц/с. Лучше всего производить параллельное подключение генераторов при уменьшении разности их скоростей вращения. Сокращение процесса происходит при более высокой скорости подключаемой ГУ. В этом случае агрегат сразу берет на себя нагрузку и производит генерирование.
Недостаток самосинхронизации — снижение напряжения на шинах станции и броски тока в цепи генератора. Если мощность подключаемого дизельного агрегата равна общей мощности станции падение напряжения порой достигает 40 %, а броски тока в 2-4 раза превышают номинал.
Синхронизация дизель-генераторов и газовых электростанций через индуктивное сопротивление
Метод через сопротивление часто называют грубой синхронизацией. Его достоинства заключаются в простоте операций и высокой вероятности безаварийного включения. Его используют в автономных системах энергоснабжения.
Последовательность действий состоит в приведении ГУ во вращение, возбуждении и последующем подключении на шины при достижении околосинхронных значений напряжения и частоты. Окончательная синхронизация происходит через сопротивление после возникновения электрической связи с сетью.
Недостаток способа — большие толчки и качания. По этой причине он применяется в автономных системах, мощность которых значительно уступает станциям централизованного энергоснабжения.
Специалисты «ГК ЭнергоПроф» производят синхронизацию ГУ и оснащение автоматикой с последующим техническим обслуживанием и обучением персонала станции.
