|
Een generator die gekoppeld is gedraagt zich anders dan een losstaande generator (zeker als die aan het electriciteitsnet gekoppeld wordt).
Zelfstandig
- Brandstofinspuiting:
Past de snelheid van de motor en dus de netfrekwentie aan (de rotatiesnelheid hangt ook af van de motorbelasting)
- Instelling exciterspanning:
Past de spanning van de generator aan (de spanning hangt ook af van de belasting, en vooral het soort belasting)
Netgekoppeld
- Brandstofinspuiting:
Wijzigt het aktief vermogen dat de generator levert
- Instelling exciterspanning:
Wijzigt het blindvermogen dat de generator levert
| |
Vermogen door de alternator geleverd
Stroom door de alternator geleverd
|
|---|
Nog een paar informatiepagina's betreffende de werking en het herstellen van generatoren:
- Herstellen van de generator (electrisch gedeelte)
Aan de hand van een paar basismetingen wordt aangegeven wat de oorzaak van de fout is. De generator moet perfekt kunnen werken vooraleer er van parallelbedrijf spraken kan zijn.
- Voorwaarden om te kunnen parallellen
De generator moet voorzien zijn voor parallelbedrijf en moet stabiel werken in eilandbedrijf. Dan zijn er de condities die vervuld moeten worden voor er gesynchroniseerd kan worden.
- Excitercircuit
Bepaling van de exciterstroom. We leggen de werking van de exciterregeling aan de hand van een paar schakelingen.
|
Inleiding
Het herstellen van pannes die betrekking hebben tot de synchronisatie zijn meestal moeilijker op te lossen. Men moet beroep doen op beroepsmensen, vooral als de generator met het electriciteitsnet verbonden moet worden. De optredende fouten kunnen veroorzaakt worden door een verlopen instelling, een defekt component of gewoon slijtage.
Voorwaarden vooraf:
Onze generator is gesynchroniseerd met het distributienet of een andere generator die reeds vermogen levert. De generator draait aan de juiste snelheid en levert de juiste spanning. Maar de generator levert nog geen vermogen aan het net. De generator moet nu ingesteld worden om aktief en blindvermogen te leveren.
Een generator die gekoppeld is gedraagt zich anders dan een losse generator.
Een losse generator heeft een snelheidsregeling nodig (door de Woodward regelaar) en een spanningsstabilisatie. Voor de spanningsstabilisatie is er een transfo nodig die de netspanning verlaagt tot een meetwaarde.
Een netgekoppeld generator heeft ook een stroommeting nodig (zowel aktief als blindvermogen). Er is een stroomtransfo nodig die op de uitgang van de generator geplaatst wordt en die de stroom en de fase ten opzichte van de spanning meet.
Bij een lokaal net is er meestal een verbinding nodig van de ene naar de andere generator om het benodigd vermogen te kunnen verdelen over de verschillende generatoren. Iedere generator moet eenzelfde percentage van zijn nominaal vermogen leveren. Indien men verschillende soorten generatoren gebruikt (die geen vereeffeningskabel hebben) dan moet er een hoge droop ingesteld worden bij alle generatoren. De regeling zal veel losser werken (toerental en spanning) maar het systeem zal stabiel blijven.
Bij een oneindig net (generator gekoppeld aan het electriciteitsnet) is er geen koppeling tussen de generatoren nodig. De generator is dan ingesteld om te werken op een vast vermogen (het oneindig netwerk neemt al het vermogen op). De generator krijgt een setwaarde vermogen, meet het effektief geleverd vermogen en past indien nodig de brandstofinspuiting aan.
Herstellen van defekten
Bij de vorige afschakelplan heb ik geholpen bij de installatie van noodgenratoren. Het waren meestal legergeneratoren van de jaren 1980 met relatief weinig draaiuren. Voor de betrouwbaarheid worden de generatoren niet meer op 100% van het nominaal vermogen gebruikt. Deze generatoren zijn geschikt voor parallelbedrijf, maar alle instellingen moeten manueel gebeuren.
Vooraf:
De generator moet perfekt worden in onafhankelijk bedrijf: men moet de snelheid en de spanning vlot kunnen regelen, en de generator moet stabiel blijven ongeacht de belasting. Indien dit niet het geval is heeft het geen zin om de generator in parallel te laten werken (met de ijdele hoop de fout te verdoezelen).
Oplopende stroom (bij vaste belasting)
De generator wordt gekoppeld en er is een vermogensoverdracht naar de gekoppelde generator. Plots stijgt de stroom, totdat de generator losgekoppeld wordt door de veiligheden.
Oorzaak van hetd efekt:
In dit geval bleek een stroomtransfo de oorzaak van de panne. Ik vermoed dat de transfo kortgesloten wikkelingen heeft. De stroomtransfo moet altijd belast worden, anders kan er een veel te hoge spanning ontwikkeld worden op het secundair. Dit is waarschijnlijk wat hier gebeurd is geweest, met als gevolg een aantal kortgesloten wikkelingen.
De stroomtransfo is niet nodig in zelfstandig gebruik. Eenmaal de keppeling gelegd, zal de bekrachtigingsregelaar de stroomwaarde en de fase gebruiken om de exciterspanning bij te stellen.
- Indien de exciterspanning te hoog is zal de generator teveel blindvermogen leveren die opgenomen zal worden door de andere gekoppelde generatoren. Dit is de reden van de stroom die van de ene naar de andere generator loopt.
- Indien de exciterspanning te laag is moet de generator blindvermogen opnemen om zijn eigen magnetisch veld op te bouwen. Bij een zeer lage exciterspanning kan de synchronisatie zelf wegvallen met zware gevolgen.
Nadat de stroomtransfo vervangen werd, en de instellingen gecontroleerd, werkt de generator opnieuw. Als de generator zelfstandig correct werkt, maar de stromen niet kan stabiliseren in gekoppeld bedrijf, dan is de stroomtransfo de eerste schuldige.
De panne kan ook veroorzaakt zijn door een verkeerde instelling van de exciterregelaar. De instellingen zijn complex en hebben invloed op elkaar. We hebben maximaal drie instellingen die van belang zijn bij gekoppeld bedrijf:
- Instelling stroomtransfo: deze instelling dient om de regelaar aan te passen aan de gebruikte stroomtransfo. De stroomtransfo moet vervangen worden door een exemplaar met identieke stroomverhouding, bijvoorbeeld 500/1. Indien er geen instelling is, dan moet de stroomtransfo vervangen door een identiek exemplaar.
- Statisme (droop): een correcte instelling wordt bepaald door vergelijking met de andere generatoren als ze zelfstandig werken: men meet de spanningsval van de generator bij het inschakelen van een belasting. De instelling is correct als de spanningsval identiek is bij alle generatoren. De spanning mag zeker niet stijgen als de belasting stijgt (overgecompenseerde generator).
- Stabilisatie: de test wordt hier ook gedaan met de generator in zelfstandig bedrijf. men koppelt een hoge belasting aan de generator. De spanning zal zakken (dip van bijvoorbeeld 10%) om zich te stabiliseren op 95% van de onbelaste spanning (de 95% wordt veroorzaakt door de droop). Met een hogere stabilisatie zal de spanningsdip kleiner zijn (minder dan 10%), maar de werking van het geheel kan minder stabiel zijn.
Als er geen electronische koppeling is tussen de verschillende generatoren, dan is een fijnregeling meestal nog nodig éénmaal dat de groepen in parallel geschakeld zijn. Een voorbeeld van electronische koppeling is hier te vinden. De electronische koppeling kan verkeerde instellingen opvangen, maar niet een defekte stroomtransfo vervangen.
Oscillaties
Hier ook werkten de generatoren normaal in zelfstandig bedrijf, maar éénmaal in gekoppeld bedrijf ontstaat er een oscillatie die sterker en sterker wordt, totdat de generatoren losgekoppeld worden door de terugwatt beveiliging.
We hebben de generatoren op een zuivere ohmse belasting laten werken (een reeks verwarmingstoestellen). Na een paars econden begint de oscillatie. Een van de generatoren gaat meer en dan minder vermogen leveren, men hoort het duidelijk aan het geluid dat de generator maakt. De kW indicator van de generator begint te oscilleren. Het is duidelijk dat het probleem afkomstig is van de motor zelf.
Om zeker te zijn dat de oorzaak niet electronisch was, werden alle exciterspoelen gevoed met een vaste gelijkspanning zodat de generatoren de correcte netspanning leveren. Bij het koppelen ontstaat er nog altijd een oscillatie.
Een oscillatie kan enkel ontstaan als er een gesloten kringloop is met versterking (regellus). De exciterspanning wordt hier manueel ingesteld, dus deze lus is niet meer aktief. De enige regellus die overblijft is de woodwardregelaar. De woodward bepaalt de hoeveelheid brandstof die ingespoten wordt.
De fout kon opgelost worden door een afregeling van de woodward (deze afregeling werd gedaan door een specialist).
Een gelijkaardige fout werd veroorzaakt door een defekte spoel die in bedrijf gesteld moest worden bij het overschakelen naar parallelbedrijf. De spoel moest de tijdscontante van de mechanische regellus bijstellen maar werkte niet meer.
|