Synchronizacja generatora

Stacjonarny generator nigdy nie powinien być podłączany do aktywnych szyn. Gdy generator jest w stanie spoczynku, indukowana siła elektromotoryczna (EMF) wynosi zero, co prowadziłoby do zwarciu, gdyby był podłączony do aktywnych szyn. Proces synchronizacji i związane z nim urządzenia pozostają takie same, niezależnie od tego, czy chodzi o połączenie jednego alternatora równolegle z drugim, czy połączenie alternatora z nieskończoną szyną.

Spis treści

• Synchronizacja za pomocą lamp synchronizacyjnych

• Zalety metody ciemnej lampy

• Wady metody ciemnej lampy

• Metoda trzech jasnych lamp

• Metoda dwóch jasnych i jednej ciemnej lampy

Następujące metody są powszechnie stosowane do synchronizacji maszyn elektrycznych:

Synchronizacja za pomocą lamp synchronizacyjnych

Zestaw trzech lamp synchronizacyjnych może być wykorzystany do oceny warunków wymaganych do połączenia przychodzącej maszyny z inną maszyną lub do osiągnięcia synchronizacji. Metoda ciemnej lampy, często stosowana w połączeniu z woltmetrem, jest przedstawiona poniżej. Ta szczególna metoda jest zwykle stosowana do małomocnych maszyn elektrycznych.

Po pierwsze, uruchom napęd główny przychodzącej maszyny i przyspiesz go do wartości bliskiej nominalnej. Następnie, dostosuj prąd pola przychodzącej maszyny, aby jej napięcie wyjściowe odpowiadało napięciu na szynie. Gdy przychodząca maszyna zbliża się do synchronizacji, trzy lampy synchronizacyjne będą migotać z częstotliwością odpowiadającą różnicy częstotliwości między przychodzącą maszyną a szyną. Gdy fazy są poprawnie połączone, wszystkie trzy lampy jednocześnie rozbłysną i zgasną. Jeśli to nie nastąpi, oznacza to błędną sekwencję faz.

Aby skorygować sekwencję faz, należy zamienić miejscami dowolne dwie linie przychodzącej maszyny. Następnie, dokonaj drobnej regulacji częstotliwości przychodzącej maszyny, aż lampy zaczną migotać bardzo wolno, z częstotliwością mniejszą niż jeden pełny cykl ciemności na sekundę. Po odpowiednim dostosowaniu napięcia przychodzącego, zamknij przełącznik synchronizacyjny dokładnie w połowie okresu ciemności lamp.

Zalety metody ciemnej lampy

• Kosztowo - efektywna: Ta metoda jest stosunkowo tania w implementacji.

• Łatwa identyfikacja sekwencji faz: Umożliwia proste ustalenie prawidłowej sekwencji faz.

Wady metody ciemnej lampy

• Ryzyko fałszywej synchronizacji: Lampy wydają się ciemne, gdy napięcie na nich jest około połowy ich nominalnej wartości. Może to prowadzić do przedwczesnego zamknięcia przełącznika synchronizacyjnego, nawet gdy nadal istnieje różnica fazowa między maszynami.

• Podatność cewek lamp: Cewki lamp są podatne na przepalenie podczas działania.

• Ograniczenia wskazania częstotliwości: Migotanie lamp nie dostarcza informacji, która źródło (przychodząca maszyna czy szyna) ma wyższą częstotliwość.

Metoda trzech jasnych lamp

W metodzie trzech jasnych lamp, lampy są połączone krzyżowo między fazami: A1 jest połączona z B2, B1 z C2, a C1 z A2. Gdy wszystkie trzy lampy jednocześnie rozbłysną i zgasną, potwierdza to, że sekwencja faz jest poprawna. Optymalnym momentem do zamknięcia przełącznika synchronizacyjnego jest szczyt jasności lamp.

Metoda dwóch jasnych i jednej ciemnej lampy

W tej metodzie, jedna lampa jest połączona między odpowiednimi fazami, a pozostałe dwie lampy są połączone krzyżowo między pozostałymi dwiema fazami, jak pokazano na rysunku poniżej.

W tej metodzie, połączenia są następujące: A1 jest połączona z A2, B1 z C2, a C1 z B2. Po pierwsze, uruchom napęd główny przychodzącej maszyny i przyspiesz go do jego nominalnej prędkości. Następnie, dostosuj pobudzenie przychodzącej maszyny. Dzięki temu dostosowaniu, przychodząca maszyna indukuje napięcia EA1, EB2, EC3, które powinny odpowiadać napięciom na szynie VA1, VB1, i VC1 odpowiednio. Odpowiedni diagram połączeń przedstawiony jest poniżej.

Optymalnym momentem do zamknięcia przełącznika jest sytuacja, gdy bezpośrednio połączona lampa jest ciemna, a lampy połączone krzyżowo mają taką samą jasność. Jeśli sekwencja faz jest niepoprawna, ten konkretny moment nie wystąpi; zamiast tego, wszystkie lampy jednocześnie zgasną.

Aby zmienić kierunek obrotu przychodzącej maszyny, zamienia się miejscami dwie jej linie połączeniowe. Ponieważ stan ciemności lampy może wystąpić w stosunkowo szerokim zakresie napięć, woltomierz V1 jest podłączony do bezpośrednio połączonej lampy. Przełącznik synchronizacyjny jest następnie zamknięty dokładnie w momencie, gdy wskazanie woltomierza osiągnie zero.

Po zamknięciu przełącznika, przychodząca maszyna jest teraz podłączona do szyny w stanie "płynącym", gotowa do działania jako generator i przejęcia obciążenia. Z drugiej strony, jeśli napęd główny zostanie odłączony, maszyna będzie działać jako silnik elektryczny.

W elektrowniach, przy połączeniu małych maszyn, zazwyczaj stosuje się kombinację trzech lamp synchronizacyjnych i synchroskopu. Dla synchronizacji bardzo dużych maszyn, cały proces jest jednak zautomatyzowany i wykonany przez system komputerowy, zapewniając wysoką precyzję i niezawodność.