Параллельная работа генераторных установок

1. Параллельная работа генераторных установок

2. - Evercharge + - Evercharge + Что такое параллельная работа? • Параллельная работа станций - это тогда, когда две и более ДГУ работают вместе как одна большая установка. 2X Watts of Power X Watts of Power

3. Для чего необходима параллельная работа станций? • Надежность • В ситуациях, когда общую нагрузку можно разделить, выход из строя одной установки ДГУ позволяет системе снабжать электроэнергией наиболее важные устройства. • Высокая надежность электроснабжения особо важных потребителей. • Невысокая надежность электроснабжения других потребителей.

4. Для чего необходима параллельная работа станций? • Характеристики оборудования • Небольшие, высокоскоростные (1500/1800 об/мин) установки запускаются быстрее, чем громоздкие низкоскоростные машины. • Высокоскоростные машины имеют лучшие переходные характеристики, чем низкоскоростные машины.

5. Для чего необходима параллельная работа станций? • Экономическая эффективность • В некоторых случаях дешевле установить несколько небольших станций, чем одну большую • Особенно для энергосистем, мощностью более 2000кВт • Снижение затрат на монтаж • Удобство обслуживания • Использование в качестве основного источника питания: уменьшается общий расход топлива, лучший коэффициент мощности • Interruptible Service Contract without Interruption in Power Supply

6. Параллельная работа не осуществляется при: • Отсутствует экономическая целесообразность • небольшая мощность генераторных установок (менее 300кВт) • Технические затруднения • Существующие установки не совместимы с новыми. • Возможности разделения нагрузки нет (режим резервного источника)

7. G1 G2 G1 G2 Потребители Равные значения напряжения, частоты тока, совпадение фаз • При пуске обеих ДГУ и закрытии обоих автоматических выключателей напряжение и частота тока должны быть одинаковыми между двумя любыми точками шины.

8. Если генератор подключен к рабочей шине, это значит, что он “магнитно соединен” к энергосистеме. • Установка не выходит из синхронизма, в случае нормальной работы. • Выход из синхронизма происходит при потере возбуждения генератора.

9. Синхронизация • Совпадение по фазе между напряжениями генераторных установок означает, что графики напряжений пересекаются в О точке. • Несовпадение фаз означает, что точки пересечения с нулевой линией для напряжений генераторных установок не совпадают.

10. Функции параллельной работы REMOTE EC ДВИГАТЕЛЬ • Обычная конструкция для автономной работы станции • EC: Управление работой двигателя • Защита двигателя • Пуск/Останов • Интерфейс оператора (Сигналы предупреждения/Измерение параметров) • GOV: Регулятор оборотов двигателя • Измерение оборотов/контроль впрыска топлива • AVR: Автоматический регулятор напряжения • Изменение напряжения/Контроль возбуждения GOV AVR Генератор Авт. выключатель Электроэнергия Для потребителей

11. kVA kVAR kW Разделение нагрузки для осуществления параллельной работы • Двигатель производит механическую энергию в кВт – Управление двигателем осуществляется за счет подачи топлива • Генератор производит электроэнергию в кВа– управление генератором осуществляется через контроль возбуждения kW для потребителей kVA для потребителей

12. Разделение нагрузки Дистанц. мониторинг Данные о распределении нагрузки EC ДВИГАТЕЛЬ GOV ILS AVR GEN CB • Добавляетсяуправление разделением нагрузки kW: ILS • Добавляется разделение нагрузки kVar : уравнительный ток Электроэнергия для потребителей

13. I G N Синхронизация Удаленный мониторинг Данные о разделении нагрузки EC E N E GOV SYNC ILS AVR Генер CB Электроэнергия для потребителей

14. Защита ДГУ REMOTE EC Данные о разделении нагрузки Двигатель GOV PROT SYNC ILS AVR Генерат CB • Минимальная защита • генераторных установок: • Потеря возбуждения (40) • Обратная мощность Электроэнергия для потребителей

15. Измерение/Ручное управление/HMI Обычное управление параллельной работой REMOTE ALARM EC ДВИГАТЕЛЬ LOAD SHARE DATA GOV METER PROT SYNC ILS AVR Генерат PARALLEL BREAKER CB Электроэнергия для потребителей

16. Функция регулировки нагрузки • Контроль Import/Export • Var/Контроль коэф. мощности Сигнал оповещения о неисправностях REMOTE EC Двигатель Данные о разделении нагрузки GOV I/E VAR/PF METER PROT SYNC ILS Генерат AVR CB UTILITY CB CLOSED SIGNAL Эти функции требуются для обеспечения работы параллельно с сетью Электроэнергия для потребителей

17. REMOTE ДВИГАТЕЛЬ POWERCOMMAND CONTROL Генерат CB Электроэнергия Преимущества цифровых систем управления • Меньше количество компонентов • Меньшие габариты • Выше надежность • Ниже стоимость

18. ДГУ KW KWH PF 40 32 65 90 51V AM SW SURGE SUPPRESSORS VM HZ 27 81U 59 SW 86 SS POWERCOMMAND CONTROL VM HZ 47 SYNC 25 SW Коммутационная аппаратура TRIP CLOSE Функции ANSI PowerCommand TRIP

19. Цифровые системы управления Цифровое управление Параллельной работой REMOTE Данные о разделении нагрузки • Регулятор оборотов двигателя только от производителя • Интегрированное управление работой двигателя • Шины передачи данных об оборотах и напряжении • Управление параллельной работой при помощи других устройств Двигатель EC GOV Интегрированное управление SPEED BIAS Параллельной работой AVR GEN VOLTAGE BIAS PARALLEL BREAKER CB Электроэнергия для потребителей

20. Стандартное оборудование для параллельной работы Как это может быть надежным? • Большое количество компонентов– в основном аналоговые • Сотни соединительных проводов • Сложное управление • Доступность при обслуживании

21. Оборудование для параллельной работы для каждой ДГУ • Разделение нагрузки • Статизм “Droop” илиИзохронное? • Синхронизация • Автоматический или ручной режим? • Защита генератора • Обратная мощность, Проверка синхронизации • Мониторинг и управление в ручном режиме • Измерение параметров • AM, VM, FM, kWM, Синхроноскоп • Контроль выключателей

22. G

23. Оборудование для параллельной работы Управление Параллельной работой 1 на ДГУ Мастер контроллер 1 на систему Распределительные устройства управление Предохранители Распределительные устройства

24. Оборудование для параллельной работы: Мастер Контроллеры • Интерфейс взаимодействия ДГУ - Сеть • Станция наблюдения оператора • Измерение выходных параметров AC • Амперметр, Вольтметр, Частота тока, KW • Дисплей состояния • Возможность подключения источников питания, статус нагрузки • Ручное управление • Ручное переключение нагрузки • Тест

25. Параллельная работа • Параллельная работа улучшает надежность системы в беспрерывном снабжении электроэнергией “ответственных” потребителей. • Для работы в режиме параллельной работы требуются дополнительные функции управления для разделения нагрузки, синхронизации и др. • Цифровые системы управления вместо аналоговых

26. Конструкция систем параллельной работы

27. Количество и размер установок • Уменьшение количества станций для снижения общей стоимости системы. • Самая меньшая ДГУ должно принимать “приоритетную” нагрузку.

28. Выбор напряжения • Низковольтное оборудование дешевле и проще в обслуживании • Низкое напряжение используется для резервного питания. • Высокое напряжение используется в случае: • Сила тока ДГУ(на текущий момент или в будущем) превышает 8000 А. • При использовании сети >5000A • ДГУ может использоваться с трансформатором

29. DMC II - Дерево окон меню

32. Параллельная работа разных машин • Генераторные установки, для работы в параллельном режиме должны иметь следующие характеристики: • Одинаковое напряжение и частоту тока • Совместимые двигатели • Совместимые генераторы • Совместимые системы управления

33. В случае, если не совпадает шаг обмотки генератора • Устраняется при: • 3-х проводной системе • Дроссель (резистор) на нейтрали • Замене генератора • Снижении мощности генератора A B C N G НЕЙТРАЛЬ

34. Совместимость генераторов: одинаковый шаг обмотки • Обмотка статора представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных в пазы статора. Элементом обмотки статора является секция, которая содержит один или несколько витков. Секция состоит из активных сторон, заложенных в пазы статора , и лобовых частей, соединяющих эти стороны. При вращении ротора в каждой из активных сторон индуктируется э. д. с.

35. Совместимость двигателей: Переходные характеристики • kW Разделение нагрузки происходит в зависимости от оборотов двигателя • Обороты двигателя определяются впрыском топлива • Различия в переходных характеристиках двигателей объясняется различиями оборотов в переходном режиме.

36. Genset AVR with Droop Governor Exciter Actuator Добавление установок к существующей системе Paralleling Master Paralleling Control Control Control Alarms Alarms Alarms Metering Metering Metering • Принимается во внимание характеристики существующей энергосистемы • Необходимо принять во внимание пункты о совместимости оборудования Protection Protection Relays Onan Onan AVR with AVR with EC EC Genset Genset Sync PLC Sync Droop Droop ILS ILS Governor Governor Brand X Exciter Exciter Actuator Actuator Switchgear Paralleling Paralleling Breaker Breaker GOV GOV Электроэнергия для потребителей

37. PARALLEL CONTROL PARALLEL CONTROL PARALLEL CONTROL MASTER CONTROL LOAD SHARING LINES ILSI ILS ILS ALARMS START/STOP CB Control ALARMS START/STOP PowerCommand CONTROL CONTROL ENGINE ENGINE ENGINE GOV GOV ACT ACT ACT ALT ALT ALT Соединение цифровых и аналоговых систем PARALLEL CONTROL PARALLEL CONTROL PARALLEL CONTROL MASTER CONTROL LOADSHARINGLINES ILS ILS ILS ALARMS START/STOP SPEED BIAS SIGNAL CONTROL CONTROL CONTROL ENGINE ENGINE ENGINE GOV GOV GOV ACT ACT ACT ALT ALT ALT

38. Миф №1 о параллельной работеПанель PCC не может работать вместе с другими панелями • Существуют некоторые различия в управлении (распределении нагрузки). • При параллельной работе должны соблюдаться следующие условия: • Одинаковый тип приводного устройства (например дизель и дизель) • Одинаковые характеристики регулятора оборотов двигателя (rвремя отклика) • Одинаковый шаг обмотки генераторов (ток нейтрали) • одинаковые характеристики регуляторов напряжения (время отклика) 38

39. Миф №1 о параллельной работеПанель PCC не может работать вместе с другими панелями • Генераторные установки с панелями PCC могут работать параллельно с установками с другими панелями при следующих условиях; • Режим статизма “droop” • Режим работы параллельно с сетью (напримерпараллельно с паровой турбиной) • Электронные регуляторы оборотов двигателя (Barber Colman, Woodwards, GAC) 39

40. Миф о параллельной работе№1 (продолжение) ПанелиPCC не могут работать а параллель с другими панелями Изохронный интерфейс разделения нагрузки 300-5347 40

41. Миф о параллельной работе№1 (продолжение) ПанелиPCC не могут работать а параллель с другими панелями ALARM ALARM ALARM ALARM Дополнительные компоненты METER METER METER METER PLC PLC PLC PLC PROTECT PROTECT PROTECT PROTECT Сигнал регулятора оборотов SYNC NEW SWGR SECTION NEW SWGR SECTION LOAD SHARE LINES ILSI ILS KW SHARE LINE CB CB CB PCC PCC EC AVR GOV Новая ДГУ с PCC Новая ДГУ с PCC ДГУ без PCC KW SHARE LINE 41

42. Миф о параллельной работе№1 (продолжение) ПанелиPCC не могут работать а параллель с другими панелями Существующие установки Новые установки N/C Coupler 20KV Защитные выключатели Выключатели для параллельной работы Cummins ILSI D1 D2 D3 D4 D5 C1 C2 C3 C4 C5 Heinzmann LMG-IF-02 LSIU Heinzmann LMG 03 Load Share Units & Load Sharing Lines Шины разделения нагрузки 42

43. Миф о параллельной работе№1 (продолжение) ПанелиPCC не могут работать а параллель с другими панелями Параллельная работа по статизму с генераторными установками Caterpillar 43

44. Миф о параллельной работе№1 (продолжение) ПанелиPCC не могут работать а параллель с другими панелями ДГУ с панелями PCC работают в параллель с сетью и другими генераторными установками. 44