Synchronizacja generatora

Stacjonarny generator nie powinien być podłączany do aktywnych szyn, ponieważ indukowana siła elektromotoryczna (SEM) jest równa zero w stanie spoczynku, co mogłoby spowodować zwarcie. Procedura synchronizacji oraz używane do jej sprawdzenia urządzenia są takie same, niezależnie od tego, czy jeden alternator ma być połączony równolegle z innym alternatorem, czy alternator ma być podłączony do nieskończonej szyny.

Synchronizacja poprzez lampy synchronizacyjne

Można zastosować zestaw trzech lamp synchronizacyjnych do weryfikacji warunków dla połączenia równoległego lub synchronizacji przychodzącej maszyny z inną. Metoda ciemnej lampy — stosowana w połączeniu z woltmetrem do synchronizacji — jest przedstawiona poniżej. Ten sposób jest odpowiedni dla maszyn o niskiej mocy.

Proces synchronizacji za pomocą lamp synchronizacyjnych

• Napęd główny i regulacja napięcia

• Uruchom napęd główny przychodzącej maszyny i przyspiesz go do blisko nominalnej prędkości.

• Dostosuj prąd pola magnetycznego przychodzącej maszyny, aż jej napięcie wyjściowe będzie odpowiadać napięciu na szynie.

• Wykrywanie częstotliwości i fazy

• Trzy lampy synchronizacyjne będą migotać z częstotliwością proporcjonalną do różnicy częstotliwości między przychodzącą maszyną a szyną.

• Sprawdzenie sekwencji fazowej: Jeśli wszystkie lampy jednocześnie świecą i gasną, połączenia fazowe są prawidłowe. W przeciwnym razie sekwencja fazowa jest nieprawidłowa.

• Korekty i zamknięcie przełącznika

• Aby skorygować sekwencję fazową, należy zamienić dowolne dwa przewody linii przychodzącej maszyny.

• Dokładnie dostroj częstotliwość przychodzącej maszyny, aż lampy będą migotać z częstotliwością mniejszą niż jedno ciemne okres na sekundę.

• Po końcowej regulacji napięcia zamknij przełącznik synchronizacyjny w środku ciemnego okresu, aby zminimalizować różnicę napięcia.

Zalety metody ciemnej lampy

• Jest kosztowniejsza w porównaniu do innych technik synchronizacji.

• Umożliwia proste weryfikowanie prawidłowej sekwencji fazowej.

Wady metody ciemnej lampy

• Lampy wyglądają ciemno przy około 50% ich nominalnego napięcia, ryzykując zamknięcie przełącznika podczas resztowych różnic fazowych.

• Częste wahania napięcia mogą spowodować spalenie się żarówki.

• Zachowanie migotania nie wskazuje, czy częstotliwość przychodząca jest wyższa czy niższa od częstotliwości na szynie.

Metoda trzech jasnych lamp

• Schemat połączenia: Lampy są krzyżowo połączone między fazami (np. A1-B2, B1-C2, C1-A2).

• Wskaźnik synchronizacji: Jeśli wszystkie lampy jaśnieją i gasną jednocześnie, sekwencja fazowa jest prawidłowa.

• Optymalne zamknięcie przełącznika: Zamknij przełącznik w momencie maksymalnego jaśnięcia.

Metoda dwóch jasnych i jednej ciemnej lampy

• Konfiguracja połączeń: Jedna lampa jest połączona między odpowiednimi fazami (np. A1-A2), podczas gdy dwie inne są krzyżowo połączone (np. B1-C2, C1-B2), jak pokazano poniżej.

• Wskaźnik fazy: Prawidłowa sekwencja fazowa jest potwierdzona, gdy jedna lampa pozostaje ciemna, podczas gdy dwie inne naprzemiennie świecą i gasną.

Konfiguracja połączeń i kroki synchronizacji

W tym ustawieniu A1 jest połączony z A2, B1 z C2, a C1 z B2. Napęd główny przychodzącej maszyny jest uruchamiany i przyspieszany do jego nominalnej prędkości. Ekscytacja przychodzącej maszyny jest dostosowywana tak, że indukowane napięcia EA1, EB2, EC3 odpowiadają napięciom na szynie VA1, VB1, VC1. Odpowiedni diagram jest przedstawiony poniżej.

Optymalne zamknięcie przełącznika i weryfikacja sekwencji fazowej

Najlepszym momentem do zamknięcia przełącznika synchronizacyjnego jest ten, gdy bezpośrednio połączona lampa (A1-A2) jest całkowicie ciemna, a krzyżowo połączone lampy (B1-C2, C1-B2) są równomiernie jasne. Jeśli sekwencja fazowa jest nieprawidłowa, to stan nie zostanie osiągnięty, a wszystkie lampy będą albo ciemne, albo migotały niezgodnie.

Aby skorygować sekwencję fazową, należy zamienić dowolne dwa połączenia linii przychodzącej maszyny. Ponieważ zakres ciemności żarówek rozciąga się na znacznym przedziale napięcia (zwykle 40-60% napięcia nominalnego), woltomierz (V1) jest podłączony do bezpośrednio połączonej lampy. Przełącznik powinien być zamknięty, gdy woltomierz wskaże zero, co oznacza minimalną różnicę napięcia między przychodzącą maszyną a szyną.

Tryby pracy i automatyzacja

Po synchronizacji przychodząca maszyna "unosi się" na szynie i może zaczynać dostarczać energię jako generator. Jeśli napęd główny jest odłączony podczas połączenia, maszyna będzie działać jako silnik, pobierając energię z sieci.

• Synchronizacja małej skali: W aplikacjach o niskiej mocy, metody trzech lamp są często uzupełniane synchroskopem do weryfikacji dopasowania częstotliwości.

• Automatyzacja dużej skali: Dla wysokowyczerpanych generatorów w elektrowniach, komputerowe systemy wykonują cały proces synchronizacji w sposób autonomiczny, zapewniając precyzję i bezpieczeństwo.