Дизельные электростанции 3 степени автоматизации

Технические характеристики Третья степень автоматизации (параллельная работа, синхронизация)

Цена Третья степень автоматизации (параллельная работа, синхронизация) различных вариантов исполнения

Параллельная работа (синхронизация):

Под параллельной работой ДГУ (ДЭС) понимается выработка электроэнергии двумя или более агрегатами на общую нагрузку. Условие для параллельной работы - это равенство частоты, напряжения, порядка чередования фаз и углов фазового сдвига на каждом генераторном установке. Общая нагрузка при параллельной работе (синхронизации) генераторных установок будет распределяться пропорционально их номинальным мощностям только в том случае, если их внешние характеристики, построенные с учетом изменения скорости вращения первичных двигателей (ДВС) в зависимости от относительного значения тока I/Iн, будут одинаковы.

Преимущества параллельной работы генераторных установок (ДГУ, ДЭС, ГПУ, ГПЭС, ЭГП, АГП):

Параллельный режим работы генераторных установок применяется в многоагрегатных электростанциях сцелью улучшения их рабочих характеристик:

• оптимизации коэффициента нагрузки каждого агрегата
• повышение топливнойэкономичности
• повышения ресурса мощности свыше единичной мощности одного агрегата
• повышения надежности всей электростанции за счет применения однотипных генераторов
• оптимизации циклов сброса-наброса нагрузки на каждый генератор путем применения предварительно заданных законов приема и снятия нагрузки
• коммутационные аппараты срабатывают при малых значениях тока, повышается ресурс коммутационной аппаратуры

Параллельный режим работы генераторных установок стал применяться в промышленных электростанциях в середине 20-го века.

Квалификация обслуживающего персонала была высокой, в то время, как степень автоматизации процессабыла значительно ниже, чем в наши дни. Также вследствие низкой автоматизированности процесса, накладывались конструктивные ограничения на применяемость генераторных установок. Например, требовалось равенство статизма нагрузочных характеристик генераторов, вводящихся в параллель. Внастоящее время, системы управления, построенные на принципе ПИД-регулирования позволяют вводить впараллель даже установки с первичными двигателями разного типа (например: дизель-генератор с турбо-генератором).

Техническое описание

Существует несколько методов, позволяющих ввести в параллельную работу два и более генераторных установок:

Точная синхронизация

Щит управления параллельной работой четырех генераторных установок

Для выполнения требуется добиться равенства значений напряжения, частоты тока и углов сдвига фаз накаждом генераторе. Коммутация на сборную шину производится после входа этих параметров впредварительно заданную зону уставок mdash окно синхронизации.

Точная синхронизация подразумевает применение электронного управления подачей топлива в первичномдвигателе (управление частотой вращения первичным двигателем и как следствие mdash управление по активноймощности при параллельной работе, по углу фазового сдвига при синхронизации) и электронного управлениятоком возбуждения синхронного генератора (управление напряжением и как следствие mdash управление пореактивной мощности при параллельной работе, выравнивание напряжения при синхронизации). Такое решение связано с тем, что классические механические однорежимные регуляторы частоты вращения дизеляреагируют только на внешнее возбуждающее воздействие и не дают возможности оперативно изменять подачу топлива не только в зависимости от нагрузки, а по более сложным алгоритмам, которые применяются при синхронизации и при параллельной работе. Аналогично решается вопрос с регулированием напряжениясинхронного генератора. Регулятор должен иметь возможность внешнего автоматического управления внезависимости от электрической нагрузки.

Каждый генератор оборудуют контроллером с соответствующим функционалом для параллельной работы. Несколько контроллеров объединяют в сеть сприменением аналогового или цифрового интерфейса. Система настраивается таким образом, чтобы обеспечить надежную синхронизацию и устойчивую параллельную работу исходя из единичной мощности ихарактеристик каждого агрегата и условий их совместной работы на конкретную нагрузку.

Грубая синхронизация

Имеет более широкое окно синхронизации. Как следствие, возникают значительные уравнительные токи при замыкании генераторов на сборную шину.

Самосинхронизация

Для выполнения самосинхронизации замыкают раскрученный до номинальной частоты вращения генераторна сборные шины электростанции при отсутствии на нем возбуждения. Затем постепенно подают ток возбуждения на ротор генератора, результатом чего будет втягивание в синхронизм подключаемого генератора.

Параллельная работа генератора с сетью

Отдельным случаем параллельной работы генератора является параллельная работа генератора с промышленной электросетью. На практике такая необходимость возникает в случае эпизодического или постоянного превышения мощности нагрузки над выделенной мощностью сетевого ввода. Также появляется возможность перевода нагрузки с сети на генератор и обратно без перебоя питания потребителей в случае планового отключения сетевого электропитания. От режима параллельной работы двух или нескольких генераторов, параллельная работа генератора с сетью отличается тем, что возможно осуществить управляющее воздействие только на генератор, в то время как параметры промышленной электросети управляющему воздействию не подлежат.