Синхронизация генераторов и параллельное подключение

Дизель-генератор в качестве аварийного и резервного источника питания работает периодически и на протяжении ограниченного времени. В таком «щадящем» режиме он способен обеспечить надежное, бесперебойное и качественное электроснабжение объекта. Но если он используется как основное оборудование для автономной системы электроснабжения, либо должен заменять центральную электросеть длительное время – это серьезные нагрузки, угроза перегрева или пикового скачка, быстрого износа или нежелательной поломки.

Чтобы исключить перечисленные риски, в системах автономного электроснабжения и АВР встраивается несколько генераторов. Они подключаются параллельно, синхронизируются и могут включаться в нагрузку одновременно или попеременно, в зависимости от ситуации и уровня нагрузок.

Для чего нужно параллельное подключение генераторов?

Электрическая схема параллельного подключения нескольких генераторов считается более сложной в проектировании и монтаже, но существенно более надежна и дает возможность:

• регулировать и перераспределить суточные и сезонные нагрузки в сети (особенно в пиковое время) и поддержать ее стабильность;
• обеспечить плавный переход электросетей с одного источника питания на другой;
• обеспечить дополнительный резерв мощности каждой установки;
• стабилизировать напряжение в сети;
• поддержать и увеличить ресурс двигателей дизель-генераторов (уменьшение нагрузок на каждый);
• сократить риски возникновения аварийных ситуаций и поддержать бесперебойное электроснабжение во время экстренных отключений;
• сократить потребление горючего и расходных жидкостей;
• сократить затраты на эксплуатационные, сервисные и ремонтные работы.

Кроме того, вы гарантированно исключите риск обесточивание потребителей и можете прилично сэкономить на оборудовании, если установите в сеть несколько недорогих генераторов вместо одного мощного, но очень дорогого.

Требования к синхронизации ДГУ

Синхронизация дизель-генераторов, включенных в электросистему параллельно – обязательное условие функционирование модульного генераторного блока, для чего необходимо синхронизировать:

• частоту электротока – за счет подгонки скорости вращения роторов каждого ДГУ с использованием частотомера и регулировки подачи топлива;
• напряжение на каждом генераторе и общей электрической шине – за счет регулировки токов возбуждения и оборотов ротора генераторов;
• чередование фаз статорных обмоток – за счет правильности подключения фаз к шине перед пуском и замеров фазоуказателем;
• совпадение углов сдвига фаз на каждом ДГУ – за счет замеров специальными лампами или синхроскопом.

Перечисленные операции настройки выполняются на этапе монтажа дизель-генераторов в параллельное подключение электросети. Контроль соблюдения параметров синхронизации можно автоматизировать (программаторы-микроконтроллеры, автосинхронизаторы) или производить вручную (сервисный персонал).

Способы синхронизации дизель-генераторов

Синхронизация параллельно подключенных в сеть ДГУ стабилизирует напряжение на обмотках генераторов, обеспечивает статическую и динамическую устойчивость сети, исключает пиковые «удары» (сверхтоки) и обесточивания, выгорание, повреждение и быстрый износ оборудования. Синхронизировать генераторы можно с помощью нескольких способов:

• Грубая (индуктивная) синхронизация – доведение генератора до выравнивания напряжений и субсинхронной частоты вращения роторов с подключением в сеть через реактор и выключением индуктивного сопротивления (напряжение уравнивается до номинального). Подходит для автономных электросистем с невысокой мощностью потребления, проста в реализации.
• Точная синхронизация – выравнивание частот и напряжения с включением в сеть при совпадении фаз. Подходит для установок высокой мощности (турбинные электростанции) с автоматически выставленным временем опережения (разница напряжений – не выше 1% для АВР, фазовый угол – менее 10 °, разница частот – не более 0.1%), сложна в реализации и требует точных приборов.
• Самосинхронизация – замыкание обмотки возбуждения генератора, выравнивание частот вращения роторов ДГУ (подсинхронная скорость) с включением и возбуждением токов. Проста в реализации.
• Автоматическая синхронизация – синхронизация с помощью встроенных микропроцессов-автосинхронизаторов, которые самостоятельно контролируют и выравнивают параметры генераторов, включая установки в сеть при мгновенном их совпадении.

Специалисты компании «ЭЛЕКТРИМ» предлагают владельцам коммерческих, промышленных и режимных объектов II и I категорий надежности электроснабжения в Москве и МО расчеты, проектирование, монтаж, настройку и пусконаладку электросетей с встроенными параллельно и синхронизированными дизель-генераторами. Мы монтируем и запускаем в эксплуатацию синхронизированные генераторные комплексы мощность 3 – 50 МВт. Все работы выполняются «под ключ», с учетом решаемых Заказчиком задач, технических возможностей, стандартных регламентов по электробезопасности и современных технологий.

Часто задаваемые вопросы:

1. Что такое синхронизация генераторов и для чего она необходима?

2. Какие основные параметры необходимо синхронизировать при параллельном подключении генераторов?

3. Какие устройства используются для автоматической синхронизации и параллельного подключения генераторов?