Параллельная работа ДГУ
Параллельная работа дизельгенераторных установок (ДГУ) подразумевает под собой совместную выработку электроэнергии двумя или более электростанциями на общую нагрузку.
Для параллельной работы необходимо соблюсти следующие условия: равенство частоты, напряжения, порядка чередования фаз и углов фазового сдвига на каждом генераторе. Общая нагрузка при параллельной работе генераторов будет распределяться пропорционально их номинальным мощностям только в том случае, если их внешние характеристики, построенные с учетом изменения скорости вращения первичных двигателей в зависимости от относительного значения тока I/Iн, будут одинаковы.
Параллельная работа ДГУ дает возможность объединить отдельные генераторы в единый энергокомплекс, независимо от мощности и типа каждого. Это позволяет снизить затраты на производство электроэнергии, повысить производительность и вести централизованный мониторинг за генераторными установками. Синхронизация генераторов повышает надежность работы комплекса в целом за счет равномерного распределения нагрузки.
Для чего нужна параллельная работа дизельных генераторов?
- В случае со значительными перепадами мощности нагрузки, например, в зависимости от сезона или времени суток. При малой мощности работает одна ДГУ, при увеличении потребности пользователей в электроэнергии вводится в работу вторая (или несколько) ДГУ, обеспечивая выработку электроэнергии с требуемой мощностью.
- Во время технического обслуживания или при поломке отдельного генератора параллельно работающие ДГУ способны обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии потребителю.
- При необходимости иметь высокую надежность системы энергоснабжения, например, для больниц.
Способы синхронизации
Существует несколько методов, позволяющих ввести в параллельную работу два и более дизельгенератора.
Точная синхронизация
При этом способе соединения дизельных генераторов в общую сеть добиться равенства равенства всех показателей: напряжения, частоты тока и углов сдвига фаз на каждом агрегате. Коммутация на сборную шину производится после входа этих параметров в предварительно заданную зону установок.
Точная синхронизация подразумевает применение электронного управления подачей топлива в первичном двигателе и электронного управления током возбуждения синхронного генератора. Такое решение связано с тем, что классические механические однорежимные регуляторы частоты вращения дизеля реагируют только на внешнее возбуждающее воздействие и не дают возможности оперативно изменять подачу топлива не только в зависимости от нагрузки, а по более сложным алгоритмам, которые применяются при синхронизации и при параллельной работе. Аналогично решается вопрос с регулированием напряжения синхронного генератора. Регулятор должен иметь возможность внешнего автоматического управления вне зависимости от электрической нагрузки.
Каждый дизельгенератор оборудуют контроллером с соответствующим функционалом для параллельной работы. Несколько контроллеров объединяют в сеть с применением аналогового или цифрового интерфейса. Система настраивается таким образом, чтобы обеспечить надежную синхронизацию и устойчивую параллельную работу исходя из единичной мощности и характеристик каждого агрегата и условий их совместной работы на определенную нагрузку.
Грубая синхронизация
Такой способ имеет более широкое окно синхронизации, этот способ также называют синхронизацией через индуктивное сопротивление.
При запуске ДГУ возникает возбуждение и последующее подключение на шину во время выхода на околосинхронные величины напряжения и частоты. Конечная самосинхронизация произойдет благодаря сопротивлению по прошествии образования электросвязи с сетью.
Недостатком этого способа являются сильные вибрации. Его применяют на установках, у которых мощность проигрывает станциям централизованного энергоснабжения.
Самосинхронизация
Такой вариант достаточно простой, он дает возможность без сложностей автоматизировать процесс.
Для выполнения самосинхронизации замыкают раскрученный до номинальной частоты вращения генератор на сборные шины электростанции при отсутствии на нем возбуждения. Затем постепенно подают ток возбуждения на ротор генератора, результатом чего будет втягивание в синхронизм подключаемого генератора.
Общая схема параллельного подключения ДГУ
Преимущества параллельной работы ДГУ
Параллельный режим работы ДГУ применяется с целью улучшения рабочих характеристик:
- повышение топливной экономичности;
- повышение ресурса мощности отдельно взятого агрегата;
- равномерное распределение нагрузки;
- повышение надежности всей системы.
