Cum se sincronizează sursele de alimentare CA - Sfaturi de testare și măsurare
Imensele rețele de curent alternativ de astăzi constau din multe generatoare separate, cu altele noi care vin în mod continuu online. Atunci când un generator este oprit pentru întreținere sau chiar deconectat temporar, acesta trebuie să se resincronizeze la reintrarea în rețea, în general prin mijloace automate cu instrumentele de rezervă manuale în loc, dacă este necesar.
Procesul de sincronizare a surselor de curent alternativ la tensiunea rețelei a devenit mai important odată cu răspândirea energiei regenerabile. Puterea generată de rețelele eoliene și solare trebuie să se alimenteze în cele din urmă în rețea la frecvențe care se potrivesc îndeaproape cu cea a puterii rețelei. Iată câteva elemente de bază ale procedurilor implicate.
Generatoare de utilități din S.U.A. rețeaua de utilități generează energie la 60 Hz ± 0,5 Hz. Schimbările în frecvența utilităților au loc ca o consecință a schimbării sarcinilor. Încărcările care cauzează o scădere a frecvenței mai mare de jumătate de hertz determină eliminarea automată a sarcinii sau alte acțiuni pentru a readuce frecvența înapoi.
Când un generator de curent alternativ relativ mic se conectează la o rețea de operare, formele de undă ale celor două surse trebuie să se sincronizeze. În mod specific, acestea trebuie să se potrivească în tensiune, frecvență, fază și secvență de fază. Și, desigur, ambele trebuie să fie unde sinusoidale. În cazul fazei, „sincronizarea” este definită ca fiind în cadrul unui grad electric al fazei rețelei.
Sincronizarea este stabilită cu generatorul individual încă izolat electric. O altă cerință pentru sincronizarea alternativă a generatoarelor rotative este ca generatoarele adăugate la rețea să aibă viteza corectă de înclinare (adică diferența dintre rpm nominal și viteza reală), astfel încât sarcina partajată să fie în proporția corectă cu valorile lor respective. Viteza de înclinare se aplică primului motor. Aceasta este o cerință necesară, deoarece încărcarea unui generator reduce viteza acestuia, care la rândul său determină cu precizie frecvența. Este posibil ca generatoarele conectate în paralel să se rotească la viteze diferite, deoarece frecvența de ieșire a fiecăruia este, de asemenea, o funcție a numărului de poli.
Pentru a sincroniza un singur generator de c.a. într-o rețea de operare, trebuie să manipulați noua unitate, astfel încât tensiunea și frecvența acesteia să se potrivească aproape de rețeaua generală. Apoi, generatorul poate fi conectat electric. Când este conectat, acesta se va bloca automat pe rețeaua mai mare și, ulterior, va menține sincronizarea fără alte ajustări. Când un singur generator mic se conectează la o rețea mai mare, fiecare generator constitutiv își schimbă ușor ieșirea de frecvență pentru a acomoda elementul adăugat, care se ajustează într-un grad mult mai mare.
Există peste 500 de utilități individuale care furnizează rețeaua nord-americană, unele având banci extinse de generatoare, toate sincronizate. Rețeaua este împărțită în mai multe segmente, conectate prin legături de curent continuu de înaltă tensiune, evitând nevoia ca aceste segmente mari de curent alternativ să se sincronizeze între ele.
Generatoarele separate, destinate să funcționeze în paralel, se conectează, în general, prin întrerupătoare care funcționează și ca întrerupătoare manuale sau acționate electric. Contactele sunt proiectate să se închidă rapid și să se deschidă rapid pentru a minimiza arcurile. Sistemele trifazate necesită întrerupătoare cu trei poli.
Dacă întrerupătorul este închis și viteza rotorului nu se potrivește, unitatea cu forța de rotație mai mare trage brusc mașina mai slabă (cu impedanță internă mai mare) spre aceasta în termeni de RPM. Rezultatul este o accelerare sau decelerare bruscă, însoțită de curent greu atât în conductorii care se unesc la mașini, cât și în înfășurările ambelor mașini. Acest șoc al sistemului este resimțit și de ambii motoare primare, poate la motoarele diesel care sparg arborele cotit.