На вторичной стороне трансформатора тока устанавливается переключатель, замыкающий трансформатор тока и нагрузочный резистор, тем самым предотвращая подачу сигнала на регулятор возбуждения генератора. При установке переключателя в положение "Unit" генератор работает независимо от общей параллельной системы, исключая влияние цепи дроп-компенсации.
Когда генератор работает в параллельной системе с дроп-компенсацией, но переключатель не установлен в положение "Unit", возникает нежелательное падение напряжения на выходе генератора. То же происходит и в системе с перекрестной компенсацией (crosscurrent), но в меньшей степени, так как другие нагрузочные резисторы, включенные последовательно, формируют делитель напряжения, уменьшая напряжение пропорционально.
В системе перекрестной компенсации, при отключении одного генератора от параллельной работы, переключатель "Unit – Parallel" играет критически важную роль для стабильности оставшихся генераторов. Если отключить генератор без шунтирования его трансформатора тока и нагрузочного резистора, произойдут колебания напряжения в системе. Поскольку такой генератор работает на другой частоте и скорости, ток через его нагрузочный резистор будет иметь постоянно меняющийся фазовый угол относительно токов других генераторов, остающихся в параллели.
Этот изменяющийся фазовый угол вызывает периодические изменения возбуждения отключённого генератора, в результате чего возникают колебания выходного напряжения. Частота этих колебаний соответствует разнице частот между работающими параллельно генераторами и отключённым.
При добавлении внешнего переключателя "Unit – Parallel" в схему параллельной работы генераторов необходимо учитывать расстояние между этим переключателем и вторичными клеммами трансформатора тока. Если длина соединительного провода значительна, сопротивление может быть достаточно высоким, чтобы пропустить небольшой ток через нагрузочный резистор.
Даже малый ток через резистор создаст напряжение, способное вызвать небольшое падение напряжения в системе при использовании дроп-компенсации. При применении реактивной дифференциальной компенсации произойдёт аналогичный эффект (см. предыдущую статью по crosscurrent).
Чтобы минимизировать эти эффекты, соединительные провода между трансформатором тока и переключателем должны быть как можно короче.
Если используется схема реактивной дифференциальной компенсации, рекомендуется интегрировать переключатель "Unit – Parallel" как вспомогательный контакт основного генераторного выключателя. Этот контакт должен быть замкнут (шунтируя вторичную обмотку ТТ), когда выключатель генератора разомкнут.
В момент замыкания выключателя, подключающего генератор к системе, контакт размыкается, снимая шунт с ТТ, позволяя передавать сигнал реактивной нагрузки. Такая схема исключает падение напряжения и устраняет колебания напряжения вводимого генератора.
Установка ТТ на неразмеченные фазы
Как упоминалось ранее, трансформатор тока можно подключить к любой фазе генератора, при условии, что напряжение берется с соответствующей линии, чтобы обеспечить электрический фазовый сдвиг в 90° между напряжением резистора и напряжением системы.
Если обозначения фаз (A, B, C) неизвестны, ТТ следует установить на ту фазу генератора, которая не подаёт напряжение на регулятор. При трёхфазном напряжении, если регулятор настроен на фазу B, ТТ должен быть установлен на соответствующую фазу (см. рисунок 33).
Полярность подключения ТТ критична для правильной параллельной работы генераторов при неизвестной последовательности фаз. Неправильно подключённый ТТ может вызвать рост напряжения генератора под индуктивной нагрузкой, вместо ожидаемого дропа.
Crosscurrent-компенсация и выбор трансформаторов тока
При использовании crosscurrent-компенсации, сначала следует оставить петлю разомкнутой, пока генераторы синхронизируются при помощи дроп-компенсации.
Выбор трансформатора тока
Генераторы с разной мощностью имеют разные токи линии. Для параллельной работы нужно, чтобы вторичный ток всех ТТ был одинаков (обычно 5 А). Для этого первичный ток должен соответствовать номиналу ТТ. Стандартная мощность нагрузки (burden) ТТ — до 25 ВА.
Для достижения вторичного тока 5 А первичный ток должен соответствовать первичному номиналу ТТ. Обеспечение надлежащего коэффициента ТТ, соответствующего току линии генератора, является критическим (см. таблицу 1 для типичных технических характеристик конструкции ТТ).
Если ток генератора находится между номиналами ТТ, следует выбрать ТТ с большим номиналом, чтобы не превысить допустимую нагрузку.
Последствия неправильного выбора ТТ:
- Заниженный номинал: вторичный ток превышает 5 А → перегрузка цепи → насыщение ТТ → искажение сигнала регулятора.
- Завышенный номинал: слабый сигнал → нестабильная работа в параллели.
Допускается увеличение числа витков первичной обмотки, чтобы достичь нужного вторичного тока.
Требования к ТТ для дроп-компенсации:
- Точность: необходима правильная амплитуда и фаза сигнала.
- Соотношение токов: вторичный ток — минимум 3 А, максимум 5 А.
Для crosscurrent-компенсации:
Соотношение ТТ:
- одинаковое для генераторов одной мощности,
- пропорциональное — для генераторов разной мощности.
Нагрузочные резисторы:
- одинаковы у всех генераторов.
Заземление:
- запрещено заземление вторичных цепей ТТ.
Параллельная работа генераторов разной мощности
При параллельной работе генераторов с разной мощностью (kVA) каждый генератор будет иметь различный линейный ток. Чтобы обеспечить совместимость, необходимо использовать токовые трансформаторы (ТТ) с разными коэффициентами трансформации, чтобы привести эти токи к стандартному номинальному вторичному току.
Работа в режиме «дропа» (Droop Operation)
Регулировка по методу дропа обеспечивает одинаковое процентное падение напряжения у каждого генератора при его номинальной нагрузке. Это позволяет соединять генераторы параллельно, при этом каждый несёт свою долю реактивной нагрузки.
Компенсация реактивного тока (Reactive Differential Compensation)
Для генераторов с компенсацией реактивного тока необходимы равные вторичные токи, чтобы компенсировать противоположные токи и устранить падение напряжения в системе.
Неравные вторичные токи от разных ТТ вызывают дисбаланс в контуре перекрёстного тока, что приводит к циркулирующим токам. Чтобы уменьшить дисбаланс:
- Установите все нагрузочные резисторы (burden resistors) на максимальное сопротивление.
- Уменьшите сопротивление у того ТТ, у которого наименьший вторичный ток, чтобы увеличить проходящий ток.
- Проводите только небольшие корректировки, чтобы не потерять чувствительность и одновременно сократить дисбаланс.
Если разброс вторичных токов между генераторами составляет лишь десятые доли ампера, дисбаланс в контуре перекрёстного тока или дропа будет незначительным.
Примеры параллельной работы генераторов
Для иллюстрации особенностей и необходимого оборудования представлены два примера систем из трёх генераторов:
Обе системы включают:
- Два генератора по 625 кВА (по 500 кВт каждый).
- Один генератор на 125 кВА (100 кВт).
Каждая конфигурация демонстрирует влияние методов параллельного соединения на распределение нагрузки и стабильность системы.
Каждый генератор работает при линейном напряжении 480 В, что позволяет подключить их к общей шине. Согласно указанным характеристикам, ток рассчитывается по формуле полной мощности (kVA):
kVA = 3 IL VL
Для генераторов 500 кВА это даёт ток 752 А, а для генератора 125 кВА — 150 А.
Используемые регуляторы напряжения (в режиме дроп-компенсации) показывают, что для параллельной работы регуляторы не обязательно должны быть одинаковыми. Генераторы 625 кВА оснащены регуляторами Basler SSR, а генератор 125 кВА — обычным регулятором.
Basler и модуль параллельной работы
Регуляторы напряжения и модули параллельной работы от Basler имеют встроенный изолирующий трансформатор, необходимый для компенсации перекрёстного тока. Он предотвращает влияние перекрёстных соединений на цепи измерения регуляторов.
Чтобы подключить возможность параллельной работы к регуляторам Basler, см. рисунок 35. У SSR-регуляторов есть опция для параллельной работы. Обычный регулятор не имеет встроенной поддержки параллелизма, поэтому потребуется модуль Basler APM 300.
Параллельная работа генераторов HYUNDAI (PMS DEIF) (видео)
Автоматическое распределение нагрузки между генераторами HYUNDAI с использованием PMS DEIF (видео)
Переключатель "автономный/параллельный"
SSR-регуляторы не имеют встроенного переключателя для работы в одиночку (обход ТТ), поэтому необходимо добавить внешний переключатель.
Настройка перекрёстного режима
Рисунок 33 показывает два регулятора SSR, подключённые к другому регулятору (другого производителя или с другим сопротивлением нагрузки). Для правильной параллельной работы необходимо, чтобы нагрузочные резисторы совпадали. На рисунке показано добавление внешних резисторов в параллельную цепь SSR для согласования с APM 300. Значение сопротивления вычисляется следующим образом:
Метод определения нагрузочного резистора
1. Определите мощность (VA) и токовый сигнал регуляторов:
SSR: 10 ВА, 5 А
Другой регулятор: 25 ВА, 5 А
2. Выберите регулятор с меньшей мощностью и рассчитайте необходимое последовательное сопротивление для снижения напряжения.
Пример:
- Необходимое напряжение: 2 В
- Подаваемое напряжение: 5 В
- Необходимое падение: 3 В
- Сопротивление при 2 В: 0.4 Ом
- Сопротивление при 5 В: 1.0 Ом
Таким образом, следует выбрать соответствующее значение резистора, чтобы обеспечить падение напряжения на нем 3 В.
Мощность последовательного резистора можно рассчитать по формуле:
Итог: подберите резистор с нужным сопротивлением и мощностью. С учётом 50% запаса по мощности — берём 50 Вт.
Устранение неисправностей при параллельной работе
Аномалии:
- Резкий рост тока сразу после параллельного подключения
- Трудности с настройкой напряжения
- Неравномерное распределение нагрузки
Если наблюдается высокий ток:
- Убедитесь, что используется только режим дропа.
- Проверьте распределение активной мощности.
- Проверьте подключения к регулятору напряжения (AVR).
- Убедитесь в правильной фазе подключения ТТ.
- При необходимости поменяйте полярность вторичной обмотки ТТ.
- Повторите параллельное включение.
Проверка полярности ТТ:
- Установите ТТ на нужную фазу.
- Проверьте цепь измерения.
- Если полярность правильная — автоматический выключатель сработает нормально.
- При обратной полярности — произойдёт скачок тока.
Поиск неисправностей:
- Проверьте наличие напряжения на входе дропа (если ТТ закорочен).
- Проверьте регулировку дропа.
- Используйте батарейку и вольтметр для проверки полярности ТТ и трансформаторов напряжения (PT).
Дополнительные тесты:
1. Базовый тест:
- Можно подключить один генератор без дропа, но нужно соблюдать осторожность.
- Убедитесь, что генераторы делят нагрузку, даже если только один CT не закорочен.
2. Дополнительный тест с осциллографом:
- Канал 1 → клеммы E1 и E3
- Канал 2 → вход дропа (1 и 2)
3. Нагрузите систему сопротивлением
4. Убедитесь в фазовом сдвиге на 90° между напряжением и током
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