X
تبلیغات
رایتل
مهندسی برق قدرت و الکترونیک( کاربردی)
همه چی از برق
نوشته شده در تاریخ جمعه 5 اردیبهشت 1393 توسط saber kamari | 0 نظر

سنکرونایزینگ ژنراتورهای سنکرون با شبکه





برای دیدن متن به ادامه مطلب بروید


 

 
سینکرونایزینگ  “synchronizing”
 
اگر بخواهیم دو ژنراتور را با هم و یا ژنراتور را با شبکه بطور موازی متصل کنیم (با بستن بریکر پارالل کنیم) چه شرایطی لازم است؟ چگونه باید عمل کرد؟
منظور از شبکه ولتاژ سه فازی است که اندازه و فرکانس آن همواره ثابت است (باس بی نهایت) .
برای پارالل کردن ژنراتور با شبکه (و یا دو ژنراتور با هم) چهار شرط لازم است :

I –  برابر بودن ولتاژها
دامنه ولتاژهای سه فاز ژنراتور و شبکه باید مساوی باشند ، چون که اگر اختلاف ولتاژ وجود داشته باشد ، جریانی به سمت ولتاژ کمتر عبور خواهد کرد . البته اگر این جریان از جریان نامی ژنراتور بیشتر نباشد وصل بریکر اشکالی ندارد (اختلاف ولتاژ کمتر از ده درصد ولتاژ نامی باشد) .اثر این جریان تنها گرم شدن سیم پیچ های ژنراتور است و فشاری بر شفت ژنراتور وارد نمی شود . پس اگر اختلاف ولتاژ ژنراتور و شبکه کمتر از ده درصد ولتاژ نامی ژنراتور باشد یک شرط پارالل کردن برقرار است .
II –  برابر بودن فرکانس ها
اگر فرکانس ژنراتور با فرکانس شبکه یکی نباشد هنگام وصل بریکر جریانی متناسب با اختلاف فرکانس ژنراتور و شبکه جاری خواهد شد که اگر فرکانس ژنراتور بیشتر باشد باعث ترمز کردن ژنراتور( کم شدن ناگهانی سرعت ) واگر فرکانس شبکه بیشتر باشد باعث شتاب گرفتن ژنراتور می شود . به این ترتیب جریان عبوری بین ژنراتور و شبکه در موقع اختلاف فرکانس ضربه های مکانیکی شدیدی به شفت توربین وارد می کند که در آن امکان شکسته شدن شفت می رود . در این حالت مانند حالت سیم پیچ های ژنراتور هم گرم می شوند .  پس جریانی که به خاطر اختلاف فرکانس از ژنراتور می گذرد به علت ضربه ای که به محور می زند خطرناک تر از جریان مربوط به اختلاف ولتاژ است ، لذا باید به تساوی فرکانس ها اهمیت بیشتری داد . حد مجاز اختلاف فرکانس حدود یک تا دو درصد فرکانس نامی است و ضربه ی حاصله از این اختلاف فرکانس برابر این است که ژنراتور را یک دفعه زیر بار کامل قرار دهیم .
 III – رعایت کردن ترتیب فازها
فاز های ژنراتور باید بعد از نصب به فاز های هم نامشان در شبکه وصل شوند چون که در غیر این صورت به علت اختلاف فازی ۱۲۰ درجه ای که بین آن ها وجود دارد جریان بسیار شدیدی از آن ها عبور می کند که باعث صدمه خوردن ژنراتور و یا عمل کردن رله های حفاظتی می شود .

VI - هم فاز بودن ولتاژها
فرض کنیم سه شرط فوق برقرار باشند ، امکان دارد اختلاف فازی بین دو فاز هم نام وجود داشته باشد  که باعث ایجاد اختلاف ولتاژ در هر لحظه می شود . باید سعی شود عمل پارالل کردن در کمترین اختلاف فاز انجام گیرد تا اختلاف ولتاژ لحظه ی وصل بریکر باعث اشکال نشود .
حال ببینیم این شروط چگونه برقرار می شوند :
 شرط اول :
برای تنظیم ولتاژ ژنراتور با شبکه باید جریان تحریک ( اکسایتر  ”exciter” ) ژنراتور را کم یا زیاد کنیم ( با کم و زیاد کردن جریان تحریک ، ولتاژ ژنراتور به ترتیب کم و زیاد می شوند ) و بدین طریق می توان ولتاژ ژنراتور را مساوی ولتاژ شبکه نمود .
شرط دوم :
می دانیم که فرکانس با تعداد دور چرخش روتور رابطه ی مستقیم دارد (f = pn/120  ) . پس برای تنظیم فرکانس باید تعداد دور رتور را تنظیم کرد و برای تنظیم تعداد دور رتور ( هم محور با شفت توربین ) باید سوخت توربین را کم و زیاد کنیم و توسط آن توربین را کنترل کنیم . برای تنظیم فرکانس در نیروگاه های گازی به سیستم کنترل سوخت فرمان می دهیم و با کم و زیاد کردن سوخت سرعت توربین و به تبع آن فرکانس را کم و زیاد می کنیم اما در نیرو گاه های بخار این کار با فرمان دادن به گاورنر( “governor” ) و کنترل ورودی بخار انجام می شود . به این ترتیب فرکانس ژنراتور با شبکه تنظیم می شود .
شرط سوم :
این شرط را فقط باید هنگام وصل نمودن ژنراتور به بریکر در نظر گرفت که فازهای ژنراتور به فاز های هم نامشان در شبکه متصل گردند وبعداً لزومی ندارد . این کار به وسیله ی دستگاه جهت فاز سنج  کنترل می شود .
شرط چهارم :
در سیستم های سینکرونایزینگ کلاسیک ، کاربر یک اختلاف فرکانس و اختلاف ولتاژ قابل قبول تنظیم کرده و سینکرونایزر، فرکانس و ولتاژ را به اختلاف قابل قبول رسانده و برای رسیدن به اختلاف فاز قابل قبول صبر می کند . پس از رسیدن به اختلاف فاز به میزان قابل قبول ، با در نظر گرفتن زمان بسته شدن کلید ، فرمان سنکرون شدن را صادر می کند ( باید زمان لازم برای بسته شدن بریکر را در نظر گرفت وبا در نظر گرفتن این زمان ، پیش از صفر شدن اختلاف فاز فرمان موازی شدن را بدهد تا در لحظه ی موازی شدن اختلاف فاز صفر باشد ) اختلاف فاز توسط ادوات نَشان دهنده ی سینکرونایزنگ (سینکروسکوپ) که جلوتر معرفی می شود ، قابل رؤیت است . و در سیستم های نوین این کار به طور اتوماتیک توسط سیستم سینکرونایزینگ انجام می شود . در انواع معمول سینکرونایزر ، از آن جا که سینکرونایزر به انتظار نشسته و در خطای قابل قبول برای اختلاف فاز فرمان موازی شدن را صادر می کند ، اگر اختلاف فرکانس دو سیگنال ناچیز باشد مدت زمان مورد نیاز برای رسیدن به اختلاف فاز مطلوب طولانی خواهد بود .
 
 
روش های سینکرونایزینگ
از روش های سینکرونایزینگ می توان سه طریق را نام برد :
I – کلاسیک دستی   II – کلاسیک اتوماتیک   III – غیر کلاسیک اتوماتیک
I – کلاسیک دستی
برای این روش کافیست که شخصی به طور دستی تحریک ژنراتور و سوخت ( یا گاورنر) را کنترل کند و با استفاده از وسایل نشان دهنده در یک لحظه ی مناسب فرمان وصل بریکر را بدهد . در سیستم های سینکرونایزینگ کلاسیک ، کاربر یک اختلاف فرکانس و اختلاف ولتاژ قابل قبول تنظیم کرده و سینکرونایزر ، فرکانس و ولتاژ را به اختلاف قابل قبول رسانده و برای رسیدن به اختلاف فاز قابل قبول صبر می کند . پس از رسیدن به اختلاف فاز به میزان قابل قبول ، با در نظر گرفتن زمان بسته شدن کلید ، فرمان سنکرون شدن را صادر می کند 
وسایل نشان دهنده ی سینکرونایزینگ
معمولاً تعدادی وسایل نشان دهنده برای پارالل کردن وجود دارد که عبارتند از فرکانس متر،ولت متر و     سینکروسکوپ .
سینکروسکوپ یکی از مهم ترین وسایل سینکرونایزینگ است که به کمک آن می توان وجود اختلاف فاز و تساوی فرکانس ها را نشان داد . زمانی که فرکانس شبکه بیشتر یا کمتر از ژنراتور باشد ، عقربه ی سینکروسکوپ در جهت عقربه های ساعت و یا بر عکس می چرخد . لحظه ی مناسب برای پارالل کردن زمانی است که عقربه به طور عمودی (ساعت دوازده ) قرار گیرد . اگر بریکر را در حالتی که عقربه در جهت عقربه های ساعت حرکت کند ( و نزدیک نقطه ی سینکرونایزینگ ) وصل نماییم به محض پارالل شدن بار کمی روی ژنراتور می افتد ولی ضربه ای به ژنراتور نمی خورد ولی اگر زمانی که عقربه در جهت خلاف عقربه های ساعت بچرخد بریکر را وصل کنیم به محور ژنراتور ضربه ای وارد می آید .
 
II – کلاسیک اتوماتیک
در این روش باید همان کارها را که در روش دستی یک نفر انجام میداد به وسیله ی سیستم های الکترونیکی انجام شود لذا دستگاه سینکرونایزر اتوماتیک از سه بخش تشکیل شده است :

الف) تنظیم ولتاژ : این بخش ولتاژ شبکه و ژنراتور را با هم مقایسه کرده فرمان هایی به سیستم تحریک ژنراتور می دهد و به این وسیله ولتاژ ها را با هم تنظیم می کند .
ب) تنظیم فرکانس : این بخش فرکانس شبکه و ژنراتور را با هم مقایسه می کند و فرمان هایی را برای تنظیم فرکانس به سیستم سوخت توربین یا گاورنر می دهد وبه این صورت سعی در برابر کردن فرکانس ژنراتور با فرکانس شبکه می کند . ج) بستن بریکر : این بخش خودش از سه قسمت جداگانه ساخته شده است :
I – ولتاژ ژنراتور را با شبکه می سنجد .
II – فرکانس ژنراتور را با شبکه می سنجد .
III – اختلاف فاز بین سه فاز هم نام را می سنجد .
و زمانی که هر سه شرط به مقدار مجاز خود بودند فرمان بستن بریکر را می فرستد .
III – غیر کلاسیک اتوماتیک
این روش خیلی سریع ژنراتور را با شبکه پارالل می کند و به شرح زیر است :
ابتدا توربین را روشن کرده حدود بیست و پنج درصد دور نامی بدون این که تحریک ژنراتور را وصل کنند بریکر ژنراتور را می بندند در نتیجه جریان بسیار شدیدی از شبکه می کشد ( حدرد پنج تا هفت برابر جریان نامی اش ) و ژنراتور به صورت یک موتور آسنکرون شروع به کار می کند و دورش خیلی سریع به مقدار دور سنکرون می رسد ( تا این موقع ژنراتور از شبکه توان اکتیو و راکتیو می کشد ) بعد جریان تحریک را وصل می کنند ،حالا ژنراتور سنکرون مانند موتور سنکرون عمل می کند و این حالت ادامه پیدا می کند تا توربین به قدری سرعت بگیرد و قدرت پیدا کند که ژنراتور را از حالت موتوری به حالت ژنراتوری بیاورد . با این که در این روش ژنراتور ضربه ی شدیدی می خورد ولی در حد اقل زمان ممکن برای بار دادن به شبکه آماده می شود  .


منبع:spowpowerplant.blogfa.com

.: Weblog Themes By Blog Skin :.

تمام حقوق این وبلاگ و مطالب آن متعلق به صاحب آن می باشد.

قالب وبلاگ