Synchronisatie betekent het minimaliseren van het verschil in spanning, frequentie en fasehoek tussen de overeenkomstige fasen van de generatoruitgang en de netvoeding. Een wisselstroomgenerator moet vóór aansluiting worden gesynchroniseerd met het net. Het kan de stroom niet leveren tenzij het op dezelfde frequentie werkt als het netwerk. Er moet synchronisatie plaatsvinden voordat de generator op een net wordt aangesloten. Synchronisatie kan handmatig of automatisch worden bereikt. Het doel van synchronisatie is het bewaken, openen, inschakelen en automatisch uitvoeren van de besturingsactie om afwijkingen in spanning en frequentie te voorkomen.
Regels moeten worden gevolgd voor synchronisatie:
Spanningsschommeling:
Wanneer een generator wordt gesynchroniseerd met een elektriciteitsnet, is er normaal gesproken een spanningsschommeling op de distributielijn. Tijdens synchronisatie mag de spanningsfluctuatie niet groter zijn dan 3% op het punt van gemeenschappelijke koppeling.
Synchronisatie limieten:
De limieten voor synchronisatie zijn
- Fasehoek - +/- 20 graden
- Maximaal spanningsverschil - 7%
- Maximale slipfrequentie - 0,44%
Relais:
Voor het controleren van de synchronisatie moet “synch check relay” worden gebruikt. Het gebruik van relais is niet van toepassing op inductiegeneratoren. Het gebruik van synchronisatiecontrolerelais is om te accepteren als back-up tijdens synchronisatie en om ervoor te zorgen dat een generator geen verbinding maakt met een dode distributielijn.
Synchronisatie van inductiegeneratoren:
Voor de synchronisatie van inductiegeneratoren hoeft deze alleen maar op synchronisatiesnelheid te worden gezet en aangesloten. Hiervoor worden standaard motorcontrollers gebruikt. Om de generatoren mechanisch aan te drijven tot synchronisatiesnelheid zal turbine-asvermogen worden gebruikt. De snelheid van de motoren is afhankelijk van de geleverde frequentie en het aantal polen op de generatoren.
Synchronisatie van synchrone machines:
Voor synchrone generatoren moet de uitgangsgolfvorm in fase zijn met de netspanningsgolfvorm of binnen gespecificeerde limieten. De snelheid waarmee de fasehoek tussen het net en de machine (generator) verandert, moet binnen de opgegeven limieten vallen.
Enkele andere regels zijn de aandrijving met variabele snelheid om een constante uitgangsfrequentie te behouden, en de bescherming van de onderlinge verbinding tussen de generator en het distributiesysteem.
Mislukken van synchronisatie:
Synchronisatieschakeling kan niet reageren op een ontvangen invoerpuls wanneer de ontvangen invoerpuls korter is dan de bemonsteringsperiode van de synchronisator. Er vindt dan geen gesynchroniseerde weergave plaats. Wanneer de pulsfrequentie van het ingangssignaal hoger is dan de synchronisatiesnelheid van de synchronisator, kan het ook zijn dat deze niet reageert. Soms kan de synchronisator zelf falen door invoergebeurtenissen te negeren. Dit zijn allemaal omstandigheden die problemen kunnen veroorzaken als ze niet worden ontdekt. Er zijn verschillende redenen waarom synchronisatie van het elektriciteitsnet
Synchronisatiefouten en hun detecties:
Er zijn enkele situaties waarin de generatoren en sommige lokale belastingen zijn losgekoppeld van de hoofddistributielijnen. Vanwege deze vermindering van de kwaliteit van de levering, en het kan automatische heraansluiting van apparaten voorkomen. Dit heet islanding. Daarom moet eilandbedrijf onmiddellijk worden gedetecteerd en moet het produceren van stroom onmiddellijk worden gestopt.
Door eilandvorming kunnen de volgende gevaren optreden
- Over het algemeen verdeelde lijnen zijn alleen geaard op het onderstation. Als de verdeelleidingen en generatoren zijn losgekoppeld, is de leiding niet geaard. Om deze reden kunnen lijnspanningen te hoog zijn.
- De bijdrage van het storingsniveau van het net naar het onderstation kan verloren gaan. Dit zal de werking van de bescherming op verdeelde lijnen beïnvloeden. Hierdoor wordt mogelijk niet voldoende stroom opgewekt.
- Vanwege Islanding kan de synchronisatie niet worden gehandhaafd. Wanneer de grip probeert opnieuw verbinding te maken met de distributielijn, kan het zijn dat deze niet gesynchroniseerd is op het herverbindingspunt. Hierdoor kunnen plotseling grote stroomstromen ontstaan die schade veroorzaken aan generatoren, distributie-eenheden en consumentenproducten.
Enkele andere nadelen van eilandbedrijf zijn dat de spanningsniveaus buiten de normale bedrijfsgrenzen kunnen vallen en dat de kwaliteit van de voeding kan worden verminderd.
Detectiemethoden voor Islanding:
Detectie van eilandbeweging kan worden gedaan door middel van actieve en passieve methoden. Passieve methoden zoeken naar voorbijgaande gebeurtenissen op het net en actieve methoden zullen het net onderzoeken door signalen te verzenden vanaf het distributiepunt van het net. Loss of Mains Protection (LoM) zal worden ontworpen om de ontkoppeling van generatoren en belastingen te detecteren wanneer een eiland is gecreëerd. De meest gebruikte LoM-detectiemethoden kunnen eilanding mogelijk niet detecteren wanneer de productie nauw overeenkomt met het verbruik in de eilandzone. Dit blinde gebied wordt Non Detection Zone (NDZ) genoemd. De grootte van NDZ kan worden verkleind door de LoM-instelrelais aan te halen.
Actieve methoden:
Impedantiemeting, detectie van impedantie bij een specifieke frequentie, frequentieverschuiving in slipmodus, frequentievoorspanning en detectiemethoden voor frequentiesprongen zijn enkele passieve methoden voor detectie van eilandbewegingen. Het voordeel van een impedantiemeetmethode is een extreem kleine NDZ voor een enkele omvormer. De frequentieverschuivingsmethode in slipmodus is relatief eenvoudig te implementeren. Het is zeer effectief bij het voorkomen van eilandbewoners in vergelijking met andere detectiemethoden.
Passieve methoden:
Alle netgekoppelde PV-omvormers moeten over / onder-frequentiebeveiligingsmethoden en onder- / overspanningsbeveiligingsmethoden hebben die ervoor zorgen dat de omvormer stopt met het leveren van stroom aan het openbare stroomnet als de frequentie of spanning van het net op het koppelingspunt.
Onder- / overbescherming voor spanning / frequentie
Afbeeldingsbron - tesla.selinc
Deze beschermingsmethoden beschermen de apparatuur van de consument en ook onderhoud als anti-eilandmethoden. Voltage Phase Jump-detectie en Detectie van spanningsharmonischen zijn enkele meer passieve methoden voor het detecteren van eilandbeweging. De onder- / overspanningsbeveiligingsmethoden en de onder- / overfrequentiemethoden zijn vereist, behalve het voorkomen van eilandbeweging. Verschillende methoden voor het voorkomen van eilanden produceren abnormale spanning en frequentie. Beschermingsmethoden tegen onder / overspanning en onder / overfrequentie zijn goedkope methoden voor het detecteren van eilandbeweging.
Toepassingen van detectie van stroomuitval:
Verlichting is een van de belangrijkste oorzaken van storingen in het voedingssysteem. Het gehele energiesysteem bestaat elektrisch uit energiecentrales, onderstations en transmissielijnen, distributievoeders en stroomverbruikers. Het detecteren van de synchronisatiestoring tussen generatoren en elektriciteitsnet is het grote voordeel zoals energiebesparing. Dan kunnen we het verlies van stroomverbruik voorkomen door de verbinding met de stroomverbruikers te verbreken.
Als er onder- / overspanning of onder- / overfrequentie is, zal de comparator het verschil tussen het werkelijke vermogen en reactief detecteren. Als de synchronisatie van het elektriciteitsnet niet uitvalt, geven de detectoren de nulwaarden. Op basis van de onder- / overspanning- en onder- / overfrequentiewaarden worden de energieleveranciers losgekoppeld als er waarden worden nageleefd die buiten de limiet vallen.
Ik hoop dat we duidelijk hebben gediscussieerd over de detectie van de synchronisatie van het elektriciteitsnet als er nog vragen zijn over dit onderwerp of over de elektrische en elektronische projecten, laat de onderstaande opmerkingen achter.
