Форум АСУТП

Существуют несколько вариантов автоматических синхронизаторов и устройств распределения нагрузки.

Автоматические синхронизаторы:

• FAS-113DG - выполняет динамическую точную синхронизацию, управляет частотой генератора;
• FAS-115DG - выполняет динамическую точную синхронизацию, управляет частотой и напряжением генератора;
• FAS-125DG - выполняет статическую точную синхронизацию, управляет частотой и напряжением генератора.

FAS-125DG снят с производства, возможна поставка для ремонта.

Реле контроля синхронизма:

• HAS-111DG - выполняет проверку синхронизма, формирует команду на включение выключателя при достижении синхронизма.

Устройства распределения нагрузки:

• LSU-112DG - распределяет активную нагрузку, имеется режим фиксированной частоты и фиксированной мощности;
• LSU-113DG - распределяет активную нагрузку, имеется режим фиксированной частоты и фиксированной мощности, выходной контакт "обратная мощность", выходной контакт "малая мощность" (P<5%);
• LSU-114DG - распределяет активную нагрузку, имеется режим фиксированной частоты и фиксированной мощности, выходные контакты P>80% и P<20% (для схемы запуска/остановки резервного генератора) ;
• LSU-122DG - распределяет реактивную нагрузку, имеется режим фиксированной реактивной мощности.

Прочие устройства:

• EPN-110DN - электронный потенциометр, преобразует дискретные сигналы "больше" и "меньше" в непрерывный аналоговый сигнал постоянного напряжения/тока, необходим для стыковки с регуляторами частоты/напряжения.

Опции включаются/отключаются посредством перемычек (джамперов) X3 на платах внутри синхронизатора. Инструкция по изменению опций: Как разобрать и собрать устройство - описано здесь.

Опция "С" в синхронизаторах FAS - отключение защиты df/dt. Включение опции "С" может улучшить автоматическую синхронизацию генераторов, которые работают недостаточно стабильно.

Если имеется нестабильность работы регулятора оборотов генераторного агрегата или нестабильность частоты одного из источников в сети, что приводит к джиттеру (быстрому биению) мгновенного значения напряжения, то встроенная защита df/dt синхронизатора может не позволить включить выключатель при синхронизации. В этом случае, если в ГРЩ предусмотрена надёжная защита от несинхронного включения, защита df/dt может быть отключена для облегчения процесса синхронизации.

Помните о том, что если защита df/dt отключена, значительный "шум" (вызванный присутствием напряжений высоких гармоник) на шинах ГРЩ или генератора может привести к ложному срабатыванию синхронизатора, а в крайнем (самом худшем) случае - к ошибочному срабатыванию выхода SYNC синхронизатора при разности фаз 180 градусов. То есть, появляется риск несинхронного включения, поэтому необходимость отключения защиты df/dt должна тщательно анализироваться в каждом конкретном случае.

Опция "D" в синхронизаторах FAS - расширение диапазона частот при синхронизации. Эта опция может быть необходима для объектов, где быстрая синхронизация является более важным критерием чем риск возникновения обратной мощности.

Обычно синхронизатор обеспечивает включение выключателя при условии, когда частота подключаемого источника превышает частоту шин не более чем на заданную величину (0,1...dF Гц, dF задаётся настройкой синхронизатора), т.е. частота подключаемого источника всегда должна быть больше частоты на шинах. Включение опции "D" расширяет этот диапазон частот - частота подключаемого источника в этом случае может быть и меньше частоты шин, но не более чем на заданное отклонение dF, т.е. разность частот может быть не 0,1...dF Гц, а -dF...+dF, где dF - заданное настройкой синхронизатора отклонение. То есть включение выключателя в этом случае произойдёт как при набегающей, так и при отстающей частоте подключаемого источника. Это может существенно ускорить процесс синхронизации, но одновременно это создаёт риск возникновения обратной мощности при включении выключателя.

[+] опасность обратной мощности при синхронизации

Обычно при синхронизации частота подключаемого источника превышает частоту шин не более чем на заданную величину (0,1...dF Гц, dF задаётся настройкой синхронизатора), т.е. частота подключаемого источника всегда должна быть больше частоты на шинах. При таком включении генератор как бы набегает на шины, и при включении выключателя генератор сразу возьмёт на себя часть нагрузки, слегка разгрузив остальные источники на шинах.

Однако, если частота генератора отстаёт от частоты на шинах, то при включении выключателя генератор кратковременно перейдёт в двигательный режим, он создаст дополнительную нагрузку остальным источникам на шинах. Величина обратной мощности будет тем больше, чем меньше частота генератора в этом случае. Как долго генератор будет находиться в двигательном режиме - зависит от того насколько быстро после включения выключателя автоматика (устройство распределения нагрузки) выровняет мощность генератора и приведёт её к заданной. Кроме того, при динамической синхронизации бросок мощности неизбежен, а это всегда приводит к переходным процессам при распределении нагрузки, в результате которых обратная мощность подключившегося генератора кратковременно может стать ещё больше. Если другие источники (генераторы) на шинах до синхронизации и так были нагружены до своего предела, что особенно актуально для газопоршневых агрегатов, то дополнительная нагрузка, которую создаст подключившийся генератор, может стать критической и в последствии может привести например к перегрузке других источников, что в самом худшем случае приводит к их защитному отключению. В результате отключения хотя бы одного генератора, когда все они работают на пределе мощности, нагрузка остальных генераторов возрастает (общая нагрузка неизменна, но мощность источников уменьшилась на один генератор) - остальные генераторы также отключаются по перегрузке. Электростанция полностью обесточивается.

Поэтому допускать включение генератора при отрицательной разности частот можно только в том случае, когда генераторы в электростанции имеют запас мощности и достаточную нагрузочную способность.

Можно ли при распределении мощности между генераторами задать режим базовой (фиксированной) мощности для одного из генераторов, работающих параллельно?

Да, можно, это штатная функция блоков LSU, она описана на странице 9 руководства по применению блоков LSU.

[+] описание

Блок LSU имеет аналоговый вход задания мощности 0,5...5 вольт постоянного тока для режима фиксированной мощности. Устройством задания может быть например обычный потенциометр (можно применить многооборотный для мягкого управления). Принцип работы следующий. Все блоки LSU включаются каждый на свой генератор по штатной схеме и соединяются между собой линиями распределения мощности PS и выравнивания частоты FS. В этом режиме подключение линии FS обязательно. На вход блока того генератора, который должен работать в режиме базовой мощности, вместо перемычки на зажимах 35 и 36 подключается задатчик, например потенциометр.

Важно то, что этот аналоговый вход задаёт мощность в диапазоне 10...100% от номинальной и работает в диапазоне 0,5...5 В, а когда напряжение на входе падает ниже 0,5 В блок LSU отключает режим фиксированной мощности и переходит в режим нормального распределения нагрузки. Такая особенность сделана специально для безопасного выхода из этого режима. А именно, необходим релейный сигнал о том, что остальные генераторы работают на очень малой или обратной мощности (могут перейти или уже перешли в двигательный режим). Замыкающий контакт этого сигнала необходимо подключить параллельно задатчику (зажимы 35 и 36), зашунтировав его. Точно также можно подключить внешний переключатель "режим базовой нагрузки вкл/выкл" для включения и выключения этого режима. Тогда, в случае если один из генераторов снизит свою нагрузку до нуля, например вследствие того что общая нагрузка снизилась и стала равна или меньше уставки базовой нагрузки, сигнал о низкой загрузке этого генератора автоматически отключит режим базовой нагрузки и вернёт всю электростанцию к нормальному распределению нагрузки. Это нужно для того чтобы избежать неконтролируемого ухода генераторов в обратную мощность.

В качестве источника такого релейного сигнала может быть применено реле мощности, или, например, выходные сигналы блоков LSU-113 или LSU-114 (если их применить вместо LSU-112). Блок LSU-113 имеет два выходных перекидных реле, срабатывающих по условию P>5% и P<-5% (обратная мощность) соответственно, а блок LSU-114 имеет такие же выходы, но срабатывающие по условиям P<20% и P>80% соответственно. Недостатком этих выходов является то, что они не имеют гистерезиса, а дребезг этих сигналов приведёт к постоянному переключению режимов.

Блок LSU, работающий в режиме базовой нагрузки, сохраняет функции разгрузки, т.е. подача сигнала на вход UNLOAD приведёт к снижению мощности этого генератора до 0, несмотря на то что блок работает в режиме базовой нагрузки.

Т.е. схема обвязки этих блоков требует, конечно, обдумывания - чтобы правильно реализовать включение и выключение базовой нагрузки, безопасный выход из этого режима и прочее - но работа в таком режиме предусмотрена штатными средствами блоков LSU и вполне может быть реализована.