В аналогии с постоянным током и параллельным подключением батарей, для правильного распределения нагрузки необходимо контролировать только напряжение. Аналогично, в механической аналогии с переменным током требуется контролировать только крутящий момент. Однако при параллельной работе генераторов переменного тока необходимо правильно управлять и крутящим моментом, и возбуждением.
- Управление крутящим моментом регулирует распределение активной мощности (киловатты, кВт).
- Управление возбуждением регулирует распределение реактивной мощности (киловольт-амперы реактивные, кВАр).
Оба параметра должны быть точно контролируемы для обеспечения стабильной и эффективной работы генератора.
Активная мощность — это фактически выполненная работа, производимая электрической энергией. Она подается первичным двигателем в виде крутящего момента, который генератор преобразует в электрическую энергию. Эта энергия затем поступает на нагрузку, где она преобразуется в полезные формы — тепло, свет или механическое движение (например, в двигателе).
Реактивная мощность, с другой стороны, — это мощность, необходимая индуктивным или емкостным нагрузкам для накопления энергии в каждом полупериоде. В примере на рисунке 10 нагрузка чисто резистивная, как нагревательный элемент. Поскольку на любом участке синусоиды реактивная мощность не требуется, ток всегда прямо пропорционален напряжению. В этом случае активную мощность можно рассчитать по закону Ома.
Когда к выходу генератора подключается индуктивность (рисунок 11), соотношение между током и напряжением изменяется. Индуктивность препятствует мгновенному протеканию тока, так как ей необходимо сначала создать магнитный поток. В результате ток остается пропорционален напряжению, но отстает от него на 90 электрических градусов (рисунок 12).
Конденсатор ведет себя иначе. Он не позволяет напряжению развиться на своих выводах, пока на его обкладках не накопится заряд (рисунок 13). Поэтому ток должен начать течь до появления напряжения. В результате ток в конденсаторе опережает напряжение на 90 электрических градусов (рисунок 14).
При наличии нагрузки, включающей все три элемента параллельно (рисунок 15), удобно рассчитывать активную и реактивную мощность каждого элемента отдельно. С помощью закона суперпозиции (рисунок 16) три расчета можно объединить векторно для определения полной нагрузки.
При анализе токов I1 и I2 видно, что они всегда противоположны по полярности. Если они равны, их суммарный эффект равен нулю. Именно поэтому индуктивные нагрузки считаются поглощающими реактивную мощность, а конденсаторы — подающими её. Конденсаторы коррекции коэффициента мощности используют этот принцип для компенсации индуктивных нагрузок. Поток реактивной мощности показан на рисунке 17.
Реактивная мощность, измеряемая в вар (ВАр), может быть рассчитана следующим образом:
Активная мощность (ватты) может быть определена по формуле:
Кроме того, может быть рассчитан третий параметр, используя напряжение генератора и ток IL (рисунок 18). Этот параметр называется полной мощностью.
Эти три параметра — активная, реактивная и полная мощность — взаимосвязаны. Зная любые два, можно определить третий, используя теорему Пифагора:
Либо их можно определить векторной арифметикой (рисунок 19):
При автономной работе генераторов обычно измеряются напряжение, ток и частота. При параллельной работе контроль тока дает представление о нагрузке, но не показывает тип тока, что затрудняет корректировку распределения нагрузки.
Для решения этой проблемы используется счетчик активной мощности вместе с измерителем тока, что позволяет балансировать мощность с помощью регулировки регулятора частоты, а затем уравновешивать ток с помощью регулировки регулятора напряжения. Более эффективный подход — установка дополнительного измерителя реактивной мощности — варметра. Имея измерители кВт и кВАр на каждом генераторе, можно выполнять оптимальные настройки регулятора частоты и регулятора напряжения для эффективного распределения нагрузки.
Параллельная работа трех генераторов TAIYO (PMS JACOM JRCS) (видео)
Автоматическое распределение нагрузки между параллельными генераторами TAIYO (PMS JACOM JRCS) (видео)
Еще один вариант измерения — измеритель коэффициента мощности, который часто используется вместо варметра. Коэффициент мощности определяется как отношение активной мощности к полной мощности:
Коэффициент мощности, зависящий как от активной, так и от реактивной мощности, может быть сложно интерпретировать при анализе распределения нагрузки. Правильная установка измерительных приборов значительно повышает эффективность работы систем с параллельными генераторами.
Статьи про автоматический регулятор напряжения и параллельную работу генераторов:
- Автоматический регулятор напряжения и параллельная работа генераторов. Понижение напряжения (Voltage Droop)
- Автоматический регулятор напряжения. Активная мощность, Реактивная мощность, Полная мощность. кВт, кВАр, кВА
- Функция регулятора напряжения и параллельная работа генераторов
- Блок трансформатора тока – переключатель "Unit – Parallel". Работа генераторов разной мощности в параллели
- Проверка и устранение неисправностей цепи реактивной компенсации регулятора напряжения (AVR) в изолированной шине переменного тока
- ACB Trouble. Генератор не садится на шины
- Что такое Voltage Droop автоматического регулятора напряжения? Настройка AVR с droop
- Регулирование активной и реактивной нагрузки параллельно работающих генераторов
- Почему у параллельно работающих генераторов разные токи нагрузки (при равных напряжених и нагрузках)?
- Как регулировать реактивную нагрузку (мощность) на параллельно работающих генераторах?
.JPG)
.JPG)
Комментариев нет:
Отправить комментарий