Kısa Yanıt: Senkronizatörler
Temel olarak, geri besleme jeneratörü ve şebekeyi senkronize tutmak için kullanılır.
Bunu yapmanın birçok yolu var. Güzel bir genel bakış burada .
Neredeyse tüm modern güç üretim sistemleri, görev için bir tür dijital kontrol cihazı kullanır. Şebekeye bağlı güneş paneli invertörüm, doğru hatırlıyorsam bazı katı hal rölelerini (SSR) yöneten bir PIC18F sınıfı mikrodenetleyiciye sahiptir.
Ortak Modern Güç İstasyonu Tasarımı
İşte modern enerji üretim tesisi tasarımında en yaygın temel yaklaşım olduğuna inandığım şeyin özeti. Aşağıdaki şekilden uyarlanmış şekil ve metin:
"Jeneratör Senkronizasyon Sistemlerindeki Temel Bilgiler ve Gelişmeler," Michael J. Thompson, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. 9 Aralık 2010.
Şekilde...
- İadeler gösterilmiyor
- G1, G2 jeneratörlerdir
- 1,2,3,4 kareler rölelerdir
- Bus1, Bus2 dışarı bağlı güç veriyollarıdır (yedekli)
- MGPS üniteleri jeneratörleri zamanlamak için GPS senkronize saat kaynaklarıdır
- A25A ölçüm ve kontrol ünitesidir (bir mikroişlemci içerir)
Nasıl çalışır...
Modern mikroişlemci tabanlı bileşenler ve senkrofazörler gibi "dijital" zamanlama dişlisi, jeneratör senkronizasyon sistemlerinin tasarımında devrim yaratmıştır.
Örneğin...
Şekildeki "A25A", voltaj sinyallerini fiziksel olarak değiştirme ihtiyacını ortadan kaldıran altı izole ve bağımsız tek fazlı voltaj algılama girişine sahip mikroişlemci tabanlı bir otomatik senkronizördür.
1,2,3,4 "dijital" röleler, akış senkrofazor verileri sağlar.
A25A'daki röle-Röle iletişimi, fiber-optik bağlantılar yoluyla jeneratör mekanizmasını yavaşlatan (düzenleyen) veya hızlandıran (uyarıcı) cihazlara geri gönderilen kontrol sinyalleri ile senkronize kesiciye yakın konumlandırılmasını sağlar.
Zamanlama ve Kontrol ...
Düşük maliyetli, fiber optik iletişim bağlantılarını kullanarak izleme ve kontrol için sistemler oluşturma yeteneği, jeneratör senkronizasyon sistemlerini tamamen değiştirmiştir.
"Dijital" röleler doğrudan senkronize ölçümler alır. Senkronize fazör ölçümleri, güç sistemi miktarlarının evrensel zaman referansına göre faz açısı ölçümleridir.
Günümüzde, bu faz açısı ölçümünü yapmak için gereken kesin zaman referansı, koruyucu röle sınıfı Global Konumlandırma Sistemi (GPS) uydu saatlerinden kolayca elde edilebilir.
Senkrofazör teknolojisi, güç istasyonu boyunca çeşitli cihazlardan gelen voltaj okumalarının açısal fark açısından karşılaştırılmasını sağlar. Veriler, gecikme süresi düşük olan saniyede 60 mesaja kadar olan hızlarda aktarılabilir.
Koruyucu rölelerde fazör ölçüm birimi (PMU) işlevselliği ilk olarak 2000 yılında piyasaya sürüldüğünden, neredeyse her yerde bulunurlar ve senkrofazör verileri santral sahibine ek bir masraf olmaksızın neredeyse her yerde mevcuttur.
Senkrofazör veri yoğunlaştırıcı (PDC) yazılımı çalıştıran özel bir bilgisayar, senkronizasyon kesicilerinin korunması ve kontrolü için uygulanan çeşitli mikroişlemci tabanlı rölelerden akış verileri alabilir.
Mikroişlemci tabanlı otomatik senkronizörün, her bir senkronizasyon senaryosu için altı giriş terminaline bağlananlardan uygun voltajları seçebilmesi gibi, PDC, gelen ve çalışma voltajları için gelen veri akışlarında operatörün seçimine bağlı olarak uygun sinyalleri seçebilir jeneratör ve senkronize edilecek kesici.
Fiziksel sinyal değişimi gerekmez. Ve kesici kontrol rölelerinden gelen senkrofazor voltaj ölçümleri, sistemleri yedek yapan otomatik senkronizörün ölçümlerinden bağımsızdır.
Gecikme-Kurşun
@Kaz, yorumlarda doğrudan köleli motorların / jeneratörlerin güzel bir özetini sunmuştu (burada gelecek nesiller için belgelenmiştir ;-)):
Bu, bir teknedeki köle kürekçilerinin sadece küreklerinin su ile sürüklenmesine ve herhangi bir iş yapmasına izin vermesini engelleyen şeydir. Bir davulu yenen bir adam var ve bu yüzden herkesin aynı frekansta çekmesi veya kırbaçlanması gerekiyor. Eğer köleler tembelleşirse, tekne yavaşlar ve yakında, tekneyi tekrar hızlandırmak için su üzerinde kuvvet uygulamadan veya başkalarının vuruşlarının çok açık olmasına (eşleşmesi) izin vermeden kürek sıklığını koruyamayacaklar. suya göre düşük hız).
Diyelim ki iki jeneratör bir şebeke sağlıyor. Jeneratörlerden biri biraz tembeldir ve bu nedenle frekansla birlikte döner: sürülmeyi önler, ancak herhangi bir işe girmez. Sonra, şebekeye talep artar. Diğer jeneratör batar ve yavaşlar. Tembel olan, tembel olduğu gibi, hala frekansı korumaya kararlıdır. Şebeke frekansı biraz yavaşladığından, bu tembel olanın meşgul olduğu anlamına gelir: şebekeyi hızlandırmaya yardımcı olmak için hızı arttırır, böylece nişanlanır. İnsanların bir tekne kürek çekmek veya bir yük çekmek için güçleri birleştirmesi gibi
Modern enerji santrallerinde, önceki tartışmamıza devam ederek, yaklaşım mimari olarak basittir: her jeneratör küresel bir zaman referansına bağımlıdır .
Yukarıda açıklandığı gibi, jeneratörler faza küresel bir saate kilitlenir. Her biri, çıktılarının belirli bir zamanda belirli bir faz açısında olmasından bireysel olarak sorumlu tutulur.
Çok hızlılarsa, jeneratöre bağlı bir vali adı verilen bir cihaz bir frenleme kuvveti uygular. Çok yavaşsa, bağlı bir uyarıcı jeneratörü hızlandırmak için enerji ekler.
Bir yan not olarak, bazı mimarilerde her iki işlevi aynı cihazda uygulayabilirsiniz. Örneğin, mekanik bir döner mekanizma ile, dingile bir elektrik motoru bağlayabilir ve bağlı motoru sırasıyla geri veya ileri hareket ettirerek dönüşe karşı koyabilir (yönetebilir) veya dönüşü destekleyebilir (heyecanlandırabilirsiniz).
Tüm jeneratörlerin aynı zaman referansı ile fazda çalıştığı göz önüne alındığında , senkronizasyon elde edilir.
Yük atma
Senkronizasyonu anlayabilirim, 'jeneratörün akımı almak yerine akımı dışarı itmesini nasıl sağladığını' açıklayabilir misiniz?
Bu bölüm sezgisel. Ohm Yasasına veya Kerckhoff Yasalarına Bakın ...
İki voltaj kaynağı senkronize ise, aynı voltajı aynı anda ürettikleri anlamına gelir. Mükemmel bir kablo iki voltaj kaynağını aynı voltajda bağlarsa, bu kabloda sıfır akım akacaktır.
Bir "büyük" jeneratör ve bir "küçük" jeneratör bağlarsanız, sadece üretilen aynı voltajda maksimum akım farkını tanımlarsınız.
Daha küçük jeneratör aşırı yüklendikçe voltajı düşecektir. Döner jeneratörlerde bu , elektrik yükü elektromıknatıstan mekanik bir frenleme kuvveti uyguladığından frekansta bir azalmaya (rotor yavaşlar) neden olur.
Her iki durumda da, senkronizörler aşırı yük durumunu senkronizasyon kaybı olarak algılar ve jeneratörü ayırır. Buna "yük atma" denir. Gördüğünüz gibi, yük atma sorunu sadece geri kalan jeneratörler için daha da kötüleştirir ve sorun kademeli olarak artabilir.
Olay, birçok şey arasında, gerçek bir aşırı yükten ziyade yük atma ile çok agresif bir yazılımın neden olmasına rağmen, 2003'ün NorthEast Karartması sırasında olan şeydi.