Zjištění selhání synchronizace energetické sítě

Synchronizace znamená minimalizaci rozdílu napětí, frekvence a fázového úhlu mezi odpovídajícími fázemi výstupu generátoru a napájením ze sítě. Generátor střídavého proudu musí být před připojením synchronizován se sítí. Nemůže dodávat energii, pokud nefunguje na stejné frekvenci jako síť. Před připojením generátoru k síti musí dojít k synchronizaci. Synchronizace lze dosáhnout ručně nebo automaticky. Účelem synchronizace je sledovat, přistupovat, aktivovat a automaticky provádět kontrolní akci, aby se zabránilo abnormalitám napětí a frekvence.

Při synchronizaci je třeba dodržovat pravidla:

Kolísání napětí:

Když je generátor synchronizován s elektrickou sítí, obvykle dochází k kolísání napětí na distribučním vedení. Během synchronizace by kolísání napětí nemělo překročit 3% v bodě společné vazby.

Limity synchronizace:

Limity umožňující synchronizaci jsou

1. Fázový úhel - +/- 20 stupňů
2. Maximální rozdíl napětí - 7%
3. Maximální frekvence skluzu - 0,44%

Relé:

Pro kontrolu synchronizace musí být použito „synchronizační kontrolní relé“. U indukčních generátorů nelze použít relé. Použití kontrolního relé synchronizace je přijmout jako zálohu během synchronizace a zajistit, aby se generátor nepřipojil k mrtvé distribuční lince.

Synchronizace indukčních generátorů:

Pro synchronizaci indukčních generátorů je třeba pouze spustit synchronizační rychlost a připojit. Pro tento účel budou použity standardní ovladače motorů. K mechanickému pohonu generátorů až k synchronizační rychlosti bude použit výkon hřídele turbíny. Rychlost motorů závisí na dodávané frekvenci a počtu pólů na generátorech.

Synchronizace synchronních strojů:

U synchronních generátorů by měla být výstupní křivka ve fázi s křivkou síťového napětí nebo ve stanovených mezích. Rychlost změny fázového úhlu mezi sítí a strojem (generátorem) musí být ve stanovených mezích.

Některá další pravidla jsou uspořádání pohonu s proměnnou rychlostí k udržení konstantní výstupní frekvence, ochrana vzájemného propojení mezi generátorem a distribučním systémem.

Selhání synchronizace:

Synchronizační obvod může selhat při reakci na přijatý vstupní impuls, když je přijatý vstupní impuls zkratován než doba vzorkování synchronizátoru. Pak nebude probíhat žádné synchronizované znázornění. Pokud je pulzní frekvence vstupního signálu vyšší než synchronizační rychlost synchronizátoru, může také selhat reagovat. Někdy může synchronizátor sám selhat ignorováním vstupních událostí. To vše jsou okolnosti, které by mohly způsobit problémy, pokud nebudou detekovány. Existují různé důvody selhání synchronizace rozvodné sítě .

Selhání synchronizace a jejich detekce:

Existují situace, kdy došlo k odpojení generátorů a některých místních zátěží od hlavních distribučních vedení. Kvůli tomuto snížení kvality dodávky může zabránit automatickému opětovnému připojení zařízení. Tomu se říká ostrování. Z tohoto důvodu musí být ostrovizace okamžitě detekována a výroba energie musí být okamžitě zastavena.

Kvůli ostrůvkům může dojít k následujícím nebezpečím

1. Obecně distribuovaná vedení jsou uzemněna pouze na dílčí stanici. Při odpojení rozvodných vedení a generátorů není vedení uzemněno. Z tohoto důvodu může být síťové napětí nadměrné.
2. Může dojít ke ztrátě příspěvku na úrovni poruchy ze sítě do rozvodny. To ovlivní fungování ochrany na distribuovaných linkách. Z tohoto důvodu nemusí být generován dostatečný proud.
3. Z důvodu Islanding nelze synchronizaci udržovat. Když se uzel pokusí znovu připojit k distribuční lince, může to být mimo synchronizaci v místě opětovného připojení. Z tohoto důvodu může náhle proudit velká energie, která způsobí poškození generátorů, distribučních jednotek a spotřebního zboží.

Některé další nevýhody způsobené ostrůvkem spočívají v tom, že úrovně napětí mohou překročit normální provozní limity a může dojít ke snížení kvality napájení.

Metody detekce ostrování:

Detekci ostrůvků lze provádět pomocí aktivních a pasivních metod. Pasivní metody hledají přechodné události v mřížce a aktivní metody budou sondovat mřížku vysíláním signálů z distribučního bodu mřížky. Ztráta ochrany sítě (LoM) bude navržena tak, aby snímala odpojení generátorů a zátěží, když byl vytvořen ostrov. Nejpoužívanější metody detekce LoM nemusí selhat při detekci ostrování, když se produkce úzce shoduje se spotřebou v ostrovní zóně. Tato slepá oblast se nazývá Non Detection Zone (NDZ). Velikost NDZ lze zmenšit utažením nastavovacích relé LoM.

Aktivní metody:

Měření impedance, detekce impedance na konkrétní frekvenci, posunutí kmitočtového režimu, zkreslení frekvence a metody detekce frekvenčního skoku jsou některé pasivní metody detekce ostrování. Výhodou metody měření impedance je extrémně malý NDZ pro jeden střídač. Metoda kmitočtového posunu v režimu skluzu je relativně snadno implementovatelná. Ve srovnání s jinými detekčními metodami je vysoce účinný při prevenci ostrůvků.

Pasivní metody:

Všechny fotovoltaické střídače připojené k síti musí mít k dispozici metody ochrany nad / pod frekvencí a metody ochrany proti / pod napětím, které způsobí, že střídač přestane dodávat energii do veřejné rozvodné sítě, pokud je frekvence nebo napětí sítě v místě připojení.

Ochrana proti pod / nad napětím / frekvencí
Zdroj obrázku - tesla.selinc

Tyto metody ochrany chrání zařízení spotřebitele a také slouží jako metody ochrany proti ostrůvkům. Detekce napěťových fázových skoků a detekce harmonických napětí jsou některé pasivnější metody detekce ostrovů. Kromě ochrany před ostrováním jsou vyžadovány metody ochrany proti přepětí a přepětí a frekvence. Několik metod prevence ostrování produkuje abnormální napětí a frekvenci. Metody ochrany pod / nad napětím a metody ochrany pod / nad frekvencí jsou levné metody pro detekci ostrůvek.

Aplikace detekce selhání rozvodné sítě:

Osvětlení je jednou z hlavních příčin poruch napájecího systému. Celý energetický systém se skládá elektricky z elektráren, rozvoden a přenosových vedení, distribučních napáječů a spotřebičů energie. Detekce selhání synchronizace mezi generátory a energetickou sítí je hlavní výhodou, jako je úspora energie. Pak se můžeme vyhnout ztrátě spotřeby energie odpojením od zařízení na spotřebu energie.

Pokud existuje podpětí / přepětí nebo podpětí / frekvence, pak komparátor detekuje rozdíl skutečného výkonu a jalového výkonu. Pokud nedojde k výpadku synchronizace energetické sítě, detektory dají nulové hodnoty. Na základě hodnot podpětí / nadměrného napětí a podpětí / nadměrného kmitočtu budou dodavatelé napájení odpojeni, pokud budou dodrženy hodnoty mimo mezní hodnoty.

Doufám, že jsme jasně diskutovali o detekci synchronizace energetické sítě, pokud jakékoli další dotazy k tomuto tématu nebo k elektrickým a elektronickým projektům zanechají níže uvedené komentáře.