Synchronisation bedeutet die Minimierung von Unterschieden in Spannung, Frequenz und Phasenwinkel zwischen den entsprechenden Phasen des Generatorausgangs und der Netzversorgung. Ein Wechselstromgenerator muss vor dem Anschluss mit dem Netz synchronisiert werden. Es kann nur dann Strom liefern, wenn es mit derselben Frequenz wie das Netzwerk ausgeführt wird. Die Synchronisation muss erfolgen, bevor der Generator an ein Netz angeschlossen wird. Die Synchronisation kann manuell oder automatisch erfolgen. Der Zweck der Synchronisation besteht darin, die Steuerungsaktion zu überwachen, darauf zuzugreifen, zu aktivieren und automatisch zu ergreifen, um die Anomalien der Spannung und Frequenz zu verhindern.
Für die Synchronisierung müssen folgende Regeln beachtet werden:
Spannungsschwankungen:
Wenn ein Generator mit einem Stromnetz synchronisiert wird, gibt es normalerweise eine Spannungsschwankung auf der Verteilungsleitung. Während der Synchronisation sollte die Spannungsschwankung am Punkt der gemeinsamen Kopplung 3% nicht überschreiten.
Synchronisationsgrenzen:
Die Grenzen für die Synchronisation sind
- Phasenwinkel- +/- 20 Grad
- Maximale Spannungsdifferenz - 7%
- Maximale Schlupffrequenz - 0,44%
Relais:
Zur Überprüfung der Synchronisation muss „Synch Check Relais“ verwendet werden. Die Verwendung von Relais kann für Induktionsgeneratoren nicht gelten. Die Verwendung des Synchronisationsprüfrelais dient dazu, während der Synchronisation ein Backup zu akzeptieren und sicherzustellen, dass ein Generator keine Verbindung zu einer toten Verteilungsleitung herstellt.
Synchronisation von Induktionsgeneratoren:
Für die Synchronisation von Induktionsgeneratoren muss es nur auf Synchronisationsgeschwindigkeit hochgefahren und angeschlossen werden. Zu diesem Zweck werden Standard-Motorsteuerungen verwendet. Um die Generatoren mechanisch bis zur Synchronisationsgeschwindigkeit anzutreiben, wird die Leistung der Turbinenwelle verwendet. Die Drehzahl der Motoren hängt von der zugeführten Frequenz und der Anzahl der Pole der Generatoren ab.
Synchronisation von Synchronmaschinen:
Bei Synchrongeneratoren sollte die Ausgangswellenform mit der Netzspannungswellenform oder mit den angegebenen Grenzwerten in Phase sein. Die Änderungsrate des Phasenwinkels zwischen Netz und Maschine (Generator) muss innerhalb der angegebenen Grenzen liegen.
Einige andere Regeln sind eine Anordnung mit variabler Drehzahl, um eine konstante Ausgangsfrequenz und einen Verbindungsschutz zwischen dem Generator und dem Verteilungssystem aufrechtzuerhalten.
Fehler bei der Synchronisierung:
Die Synchronisationsschaltung kann fehlschlagen, um auf einen empfangenen Eingangsimpuls zu reagieren, wenn der empfangene Eingangsimpuls kurzgeschlossen ist als die Abtastperiode des Synchronisierers. Dann findet keine synchronisierte Darstellung statt. Wenn die Pulsrate des Eingangssignals höher als die Synchronisationsrate des Synchronisierers ist, reagiert er möglicherweise auch nicht. Manchmal kann der Synchronisierer selbst durch Ignorieren von Eingabeereignissen ausfallen. Dies alles sind die Umstände, die Probleme verursachen können, wenn sie nicht erkannt werden. Es gibt verschiedene Gründe für das Scheitern von Stromnetzsynchronisation .
Synchronisationsfehler und ihre Erkennung:
Es gibt Situationen, in denen die Generatoren und einige lokale Lasten von den Hauptverteilungsleitungen getrennt wurden. Aufgrund dieser Verringerung der Versorgungsqualität kann dies die automatische Wiederverbindung von Geräten verhindern. Dies wird als Inselbildung bezeichnet. Aus diesem Grund muss die Inselbildung sofort erkannt und die Stromerzeugung sofort gestoppt werden.
Aufgrund von Inselbildung können folgende Gefahren auftreten
- Allgemein verteilte Leitungen werden nur an der Unterstation geerdet. Wenn die Verteilerleitungen und Generatoren getrennt sind, ist die Leitung nicht geerdet. Aus diesem Grund können die Netzspannungen zu hoch sein.
- Der Beitrag des Fehlerpegels vom Netz zur Unterstation kann verloren gehen. Dies wirkt sich auf den Schutz auf verteilten Leitungen aus. Aus diesem Grund wird möglicherweise kein ausreichender Strom erzeugt.
- Aufgrund der Inselbildung kann die Synchronisation nicht aufrechterhalten werden. Wenn der Griff versucht, sich wieder mit der Verteilungsleitung zu verbinden, ist die Synchronisation am Wiederverbindungspunkt möglicherweise nicht synchron. Aufgrund dessen kann plötzlich großer Strom fließen, der Generatoren, Verteilereinheiten und Konsumgüter beschädigt.
Einige andere Nachteile aufgrund von Inselbildung sind, dass die Spannungspegel außerhalb der normalen Betriebsgrenzen liegen und die Versorgungsqualität verringert werden kann.
Nachweismethoden von Islanding:
Die Erkennung von Inselbildung kann durch aktive und passive Methoden erfolgen. Passive Methoden suchen nach transienten Ereignissen im Gitter und aktive Methoden untersuchen das Gitter, indem sie Signale vom Verteilungspunkt des Gitters senden. Der Verlust des Netzschutzes (LoM of Mains Protection, LoM) dient dazu, die Trennung von Generatoren und Lasten zu erfassen, wenn eine Insel erstellt wurde. Die am häufigsten verwendeten LoM-Erkennungsmethoden können Inselbildung möglicherweise nicht erkennen, wenn die Produktion eng mit dem Verbrauch in der Inselzone übereinstimmt. Dieser blinde Bereich wird als Non Detection Zone (NDZ) bezeichnet. Die Größe der NDZ kann durch Anziehen der LoM-Einstellrelais verringert werden.
Aktive Methoden:
Impedanzmessung, Erfassung der Impedanz bei einer bestimmten Frequenz, Frequenzverschiebung im Schlupfmodus, Frequenzvorspannung und Frequenzsprungerkennungsverfahren sind einige passive Verfahren zur Inselerkennung. Der Vorteil der Impedanzmessmethode ist eine extrem kleine NDZ für einen einzelnen Wechselrichter. Das Frequenzverschiebungsverfahren im Schlupfmodus ist relativ einfach zu implementieren. Im Vergleich zu anderen Nachweismethoden ist es bei der Verhinderung von Inselbildung sehr effektiv.
Passive Methoden:
Alle netzgekoppelten PV-Wechselrichter müssen über Über- / Unterfrequenzschutzmethoden und Unter- / Überspannungsschutzmethoden verfügen, die dazu führen, dass der Wechselrichter das Stromnetz nicht mehr mit Strom versorgt, wenn die Frequenz oder Spannung des Netzes am Kopplungspunkt liegt.
Unter- / Überschutz für Spannung / Frequenz
Bildquelle - tesla.selinc
Diese Schutzmethoden schützen die Geräte der Verbraucher und dienen auch als Anti-Insel-Methoden. Die Erkennung von Spannungsphasensprüngen und die Erkennung von Spannungsoberwellen sind einige passivere Methoden zur Erkennung von Inselbildung. Die Unter- / Überspannungsschutzmethoden und die Unter- / Überfrequenzmethoden sind außer zur Verhinderung von Inselbildung erforderlich. Mehrere Methoden zur Verhinderung von Inselbildung erzeugen eine abnormale Spannung und Frequenz. Unter- / Überspannungsschutzmethoden und Unter- / Überfrequenzschutzmethoden sind kostengünstige Methoden für die Detektionsinselung.
Anwendungen des Stromnetzausfalls Erkennung:
Die Beleuchtung ist eine der Hauptursachen für Stromausfälle. Das gesamte Stromnetz besteht elektrisch aus Kraftwerken, Unterstationen und Übertragungsleitungen, Verteilern und Stromverbrauchern. Das Erkennen des Synchronisationsfehlers zwischen Generatoren und Stromnetz ist der Hauptvorteil, z. B. das Einsparen von Energie. Dann können wir den Verlust des Stromverbrauchs vermeiden, indem wir die Stromverbrauchsgeräte trennen.
Wenn eine Unter- / Überspannung oder eine Unter- / Überfrequenz vorliegt, erkennt der Komparator die Differenz zwischen tatsächlicher Leistung und Blindleistung. Wenn die Synchronisation des Stromnetzes nicht fehlschlägt, geben die Detektoren die Nullwerte aus. Basierend auf den Werten für Unter- / Überspannung und Unter- / Überfrequenz werden die Stromversorger getrennt, wenn Werte außerhalb der Grenzwerte festgestellt werden.
Ich hoffe, wir haben klare Diskussionen über die Erkennung der Stromnetzsynchronisation, wenn weitere Fragen zu diesem Thema oder zu den elektrischen und elektronischen Projekten die folgenden Kommentare hinterlassen.
