Немає нічого настільки лякаючого, як той, хто знає, що він правий.

Синхронізація та синхронізація обладнання

Сонячна потужність

Потужність вітру

Сонячна зірка

Ветрова електростанція Мохаве

Накопичувальне сховище Ладдінгтона

(Північно-західний Мічиган) Шість турбін можуть працювати як насоси або генератори. Після завершення модернізації потужність генератора близько 2300 МВт.

Вітроелектростанція Хайленд

Має 218 вітрогенераторів 2,3 МВт (загальна 502 МВт). Він розташований у північно-західному куті штату Айова та знаходиться в районі MEC LBA (Місцева служба балансування).

HVDC Макінака

Цей перетворювач HVDC із напругою 200 МВт з'єднує верхній і нижній півострови Мічигану.

Планові вебінари

Клацніть на Заплановані вебінари, щоб переглянути список запланованих вебінарів.

Репетитори

Новий підручник з Впливу позицій крана трансформатора на MW і MVar Flow. Клацніть на вкладці Power Tutors в головному меню цього та інших Power Tutors.

Вибране Майка

Клацніть на Вибране Майка, щоб переглянути список цікавих тем.

1. Синхронізація та синхронізація обладнання

В 1.1 Теорія синхронізації

При замиканні автоматичного вимикача між двома частинами енергосистеми, що перебуває під напругою, перед закриттям важливо вирішити питання напруги на обох сторонах автоматичного вимикача. Якщо цей процес узгодження або "синхронізації" буде зроблено неправильно, це призведе до порушень енергосистеми, і обладнання (включаючи генератори) може бути пошкоджено. Для правильної синхронізації необхідно ретельно контролювати три різні аспекти напруги на вимикачі. Три аспекти напруги називаються синхронізуючими змінними:

1. Величини напруги
2. Частота напруг
3. Різниця кута фази між напругами

1.1.1 Змінна синхронізації величини напруги

Якщо величини напруги не збігаються, то через автоматичний вимикач через автоматичний вимикач з’явиться раптовий підйом потоку Мвар. Наприклад, якби автоматичний вимикач 345 кВ був закритий з різницею напруги 20 кВ на розімкнутому вимикачі, при закритті раптово виник би великий потік Мвар. Допустимі різниці величин напруги на розімкнутому вимикачі залежать від системи. Однак для загальних вказівок різниця у кілька відсотків навряд чи спричинить серйозні проблеми.

1.1.2 Змінна синхронізації частоти

Якщо частоти по обидві сторони розімкнутого вимикача не збігаються до закриття, раптова зміна потоку МВт з'явиться через вимикач, коли він буде закритий. Раптова зміна потоку МВт відповідає початковій різниці частот, оскільки система прагне встановити загальну частоту після того, як вимикач закритий. Допустима різниця частот знову залежить від системи. Однак загальним орієнтиром було б мати частоти в межах 0,1 Гц одна від одної перед закриттям.

1.1.3 Змінна синхронізації кута фази

Третя змінна синхронізації - і, мабуть, найважливіша з трьох - це різниця кутів фази напруги. Якщо різниця фаз між напругами на будь-якій стороні розімкнутого вимикача не зменшиться до малого значення, велике збільшення потоку МВт раптово відбудеться після закриття вимикача. Різниця кута фази напруги - це різниця між нульовими перетинами напруг по обидві сторони розімкнутого вимикача. В ідеалі фазовий кут напруги повинен бути якомога ближчим до нуля градусів перед тим, як закрити автоматичний вимикач.

1.2 Приклади синхронізації

Важливість синхронізації не можна перебільшити. Усі оператори системи повинні розуміти теорію та практику синхронізації. Якщо дві енергосистеми синхронізовані за допомогою розімкнутого вимикача, і процес синхронізації зроблений неправильно, генератори можуть бути серйозно пошкоджені. Для подальшого опису процесу синхронізації слідують два сценарії синхронізації.

1.2.1 Сценарій №1: Синхронізація двох островів

Перший сценарій передбачає, що два острови мають бути з'єднані разом за допомогою розімкнутого вимикача, як показано на малюнку 1. Два острови, оскільки вони є незалежними електричними системами, матимуть різні частоти, тому всі три змінні синхронізації повинні контролюватися, переконайтесь, що вони знаходяться в допустимих межах до закриття розімкнутого вимикача.

Системним операторам для двох островів, швидше за все, доведеться регулювати рівні вихідної потужності генератора МВт (або регулювати величини островного навантаження) на одному або обох островах, щоб досягти бажаного регулювання частот і фазових кутів. Обладнання для регулювання напруги (реактори, конденсатори тощо) також може використовуватися за необхідності для зміни величин напруги в межах допустимих рівнів.

Фігура 1

Синхронізація двох островів

1.2.2 Сценарій №2: Встановлення другого зв'язку

Як тільки перша лінія електропередачі буде закрита, з'єднуючи два острови, частота буде однаковою в двох областях. Отже, одна з трьох змінних синхронізації (частота) більше не є фактором. Однак, як показано на малюнку 2, інші дві синхронізуючі змінні все ще повинні контролюватися. Обладнання генерації та/або регулювання напруги може використовуватися для забезпечення перепадів фазового кута та величини напруги в допустимих межах до закриття другого вимикача. Цей процес повинен бути простішим, ніж закриття першої лінії передачі (Сценарій №1), оскільки частота більше не є фактором.

Малюнок 2

Встановлення другої передачі

В 1.3 Синхронізуюче обладнання

Синхроскоп - це просте обладнання, яке використовується для контролю трьох змінних синхронізації. Базовий синхроскоп (проілюстрований на малюнку 3) подає сигнали напруги з двох сторін розімкнутого вимикача. Якщо форми сигналу напруги мають однакову частоту, синхроскоп не обертається. Якщо форми сигналу напруги мають різну частоту, синхроскоп обертається пропорційно різниці частот. Стрілка синхроскопа завжди вказує на різницю кута фази напруги.

Синхроскоп - це ручний пристрій, при якому оператор повинен стежити за «прицілом», щоб переконатися, що вони закривають автоматичний вимикач у потрібний час. Синхроскоп зазвичай встановлюється над рівнем очей на "панелі синхронізації". Панель синхронізації також містить два вольтметри, що дозволяє одночасно порівнювати величини напруги.

Синхроскоп на малюнку 3 відображає незначне невідповідність величини напруги та стаціонарний синхроскоп з кутом фази приблизно 35 °. Той факт, що стрілка синхроскопа не обертається, вказує на те, що частота однакова з обох боків автоматичного вимикача

Малюнок 3

Синхроскоп на панелі синхронізації

В 1.3.2 Реле синхронної перевірки

Реле синхронної перевірки або синхронної перевірки електрично визначає, чи різниця в величині напруги, частоті та куті фази не потрапляє в допустимі межі. Допустимі обмеження будуть залежати від місця розташування в енергосистемі. Як правило, чим далі від генерації та навантаження, тим більше допускається різниця фазових кутів. Реле синхронної перевірки, як правило, не вказують величину напруги, частоти або фазового кута. Реле синхронної перевірки внутрішньо вирішує, чи виконуються його умови для закриття. Реле перевірки синхронізації дозволить або запобіжить замикання залежно від його налаштувань. Типове реле синхронізації може дозволити замикання, якщо кут напруги на вимикачі менше 30 °.

1.3.3 Застосування синхронізуючого обладнання

На електростанціях регулярно встановлюються синхроскопи, що дозволяють вручну закрити вимикач. Крім того, реле синхронної перевірки можуть використовуватися для "контролю" замикання автоматичного вимикача та запобігання відволікаючому або недосвідченому оператору ініціювати погане закриття.

Сучасні електростанції зазвичай використовують автоматичні синхронізатори. Автоматичні синхронізатори посилають імпульси на збудник генератора і регулятор для зміни напруги і частоти блоку. Синхронізатор автоматично закриє вимикач, коли він знаходиться в межах допустимого вікна.

На підстанціях в системі передачі традиційно встановлюються синхроскопи. Однак зараз мало підстанцій укомплектовано завдяки наявності потужних систем SCADA. Завдяки такому розвитку новіші підстанції можуть мати або не мати синхронізованої панелі, залежно від процедур компанії-постачальника. Оскільки більшість операцій вимикача виконуються віддалено, передавальні компанії часто покладаються на реле синхронізації, щоб контролювати закриття вимикачів.

Малюнок 4 ілюструє можливу систему синхронізації вимикачів підстанцій. Зверніть увагу на використання обсягу синхронізації та реле перевірки синхронізації. Електричні контакти можна відкрити або закрити, щоб переставити систему синхронізації за бажанням.

Малюнок 4

Система синхронізації для вимикача підстанції