Electrische aansluitingen
Hier hebben we een typische regelaar die je misschien kan tegenkomen. We bekijken eerst de aansluitingen (wijzerszin)
Sommige regelmodules hebben ook een relais-uitgang om de contacteur die de generator met de belasting koppelt te bedienen. De contacteur wordt ingeschakeld als de frekwentie en de spanning binnen de grenzen zijn en wordt weer uitgeschakeld als de waarden buiten de limieten vallen.
Instellingen
De instellingen moet u enkel wijzigen als de stroomgroep niet naar behoren werkt:
- UNDER FREQUENCY De onderfrekwentie waarbij de regelaar de bekrachtiging stillegt, de uitgangsspanning zakt dan weg en de motorbelasting valt dan ook weg. Hier regel je niet de effektieve frekwentie (dit gebeurt mechanisch op de motor zelf)!
- <f ADJUST Frekwentie waarbij de bekrachtiging verminderd wordt zodat de motor minder belast wordt. Dit is ook geen frekwentieregeling. Zie ook V/Hz lager.
- VOLTAGE ADJUST We hebben ook een spanningsregeling, dit is een fijne instelling of een ruwe instelling als er een externe potentiometer gebruikt wordt (instelling van de limieten).
- GAIN Algemene instelling stabilisatie uitgangspanning. Staat die te laag, dan daalt de uitgangsspanning onder belasting en komt maar met moeite tot de nominale spanning, staat de gain te hoog, dan kan de uitgangspanning instabiel zijn. Instellen totdat de uitgangsspanning de neiging heeft om instabiel te worden, en dan wat terugdraaien (zie handleiding!)
- STABILITY Stabiliteitsregeling: dynamisch gedrag van de regelaar, dus hoe strak de spanningsregeling gebeurt bij belastingsvariaties. Een te hoge instelling maakt het systeem instabiel (spanning varieert constant of oscilleert), bij een te lage instelling vangt de regelaar de belastingsvariaties te traag op. De regeling zodanig instellen dat het regelgedrag bij veranderlijke belastingen voldoende is.
- DROOP De droop geeft aan hoeveel de spanning mag zakken tussen nullast en vollast, deze instelling is nodig bij parallelbedrijf, maar je kan hier ook de waarde aanpassen bij eilandbedrijf. In de meeste gevallen zal een kleine droop ervoor zorgen dat de regelaar stabieler werkt. Dit is een statische regeling, vandaar de naam STATISME dat je op sommige regelaars kan aantreffen.
- I SENSING Deze regeling dient om de stroommeting (gevoeligheid van de regelaar) aan te passen aan de gebruikte stroomtransfo. De funktie van die regeling is identiek aan de spanningsregeling. Enkel effektief als er een stroomtransfo aangesloten is. Als de instelling verkeerd is wordt het vermogen slecht verdeeld over de stroomgeneratoren. Het is de bedoeling dat iedere generator een vermogen levert dat proportioneel is aan het nominaal vermogen van de generator. De verhouding wordt ingesteld met deze regeling.
De <f ADJUST instelling wordt soms aangevuld met een V/Hz aanduiding (volt per hertz). Als het toerental van de motor zakt, dan stelt de regelaar de uitgangsspanning in op een lagere waarde (deze instelling regelt de helling van de funktie, dus hoeveel volts per hertz). Daardoor kan de motorbelasting verminderd worden, waardoor het toerental opnieuw kan stijgen. Zo wordt een afschakeling wegens te laag toerental vermeden. Deze instelling werkt voor de meeste soorten belastingen (gemengde belastingen), maar niet als er hoofdzakelijk asynchrone motoren gevoed worden. Als het toerental onder de UNDER FREQUENCY komt, dan wordt de bekrachtiging volledig uitgeschakeld.
Een zeer belangrijke instelling is de maximale exciterstroom (bekrachtigingsstroom). Bij een tweetraps alternator krijgt de exciter van de bekrachtigingsalternator bijvoorbeeld 2A onder 50V (100W). De bekrachtigingsalternator geeft op zijn beurt een vermogen van 5kW (20A, 250V), wat dan ook zijn maximaal vermogen is. Zou men een hogere exciterstroom gebruiken, dan kan de alternator defekt gaan, meestal door oververhitting van de draaiende diodebrug.
De maximale bekrachtigingstroom staat in de specificaties. Daarmee wordt het electrisch vermogen van de alternator bepaald. Deze instelling die afkankelijk is van de alternator wordt vaak ingesteld af fabriek met een vaste weerstand. Tegenwoordig wordt deze waarde in de electronische module geprogrammeerd. Bij een module die bij een alternator hoort kan deze waarde niet meer gewijzigd worden, wel als het een vervang-module betreft.
|
•
| De spanningsmeting gebeurt door een driefasige spaartransformator G1 die de spanning tot een geschikte waarde zal verlagen (90 à 250V of 250V à 500V). De stroomgroep die hier beschreven wordt, wordt in een militaire basis gebruikt, waar er een spanning van 6kV lokaal verdeeld wordt. De transformator t24 zorgt voor de scheiding tussen het middenspanningsnet en het laagspanningsgedeelte. Men had de spaartransformator (autotransfo) en scheidingstransfo kunnen vervangen door één enkele transformator met gescheiden wikkelingen.
|
|---|
|
•
| De stroommeting gebeurt door een stroomtransfo t. Deze transformator is enkel nodig bij parallelbedrijf en zorgt voor een droop (lichte spanningsval) zodat alle generatoren op een gelijke manier reaktief vermogen leveren. Indien de generator los wordt gebruikt is deze funktie niet nodig en worden de klemmen kortgesloten. Het is dan alsof er nooit stroom geleverd wordt en er dus ook geen droop moet zijn.
|
|---|
|
•
| De meerslagen potentiometer R1 regelt de uitgangsspanning en zit op het bedieningspaneel. Er is reeds een regeling op de module zelf: het volstaat een grove regeling te doen op de module. De potentiometer R1 is niet noodzakelijk, de spanning kan ook éénmaal ingesteld worden op de module zelf.
|
|---|
|
•
|
De module wordt gevoed door twee hulpwikkelingen op de generator (faseverschuiving van 90°). Er is een beveiliging T32 die de voeding van de module onderbreekt als er problement met de generator zijn (motorsnelheid niet binnen de grenzen). De voeding door middel van een hulpwikkeling wordt vaak toegepast in zwaardere stroomgroepen. Men kan een transformator voorzien zodat de meest optimale voedingsspanning aan de module geleverd wordt.
De voedingsspanning van de module moet 80V bedragen (difasige voeding) of 75V (driefasige voeding) ± 20% en de beschikbare stroom moet voldoende hoog zijn om de exciterwikkeling volledig te bekrachtigen. Dit geeft normaal geen problemen als men de hulpwikkelingen van de alternator gebruikt (deze hulpwikkelingen zijn daarvoor voorzien).
Als er grote alternatoren gebruikt worden (krachtcentrales), dan gebruikt men meestal een hulpspanning die door het lokaal electriciteitsnet geleverd wordt. Dit lokaal net krijgt zijn spanning van een aparte stroomgroep (noodvoeding of bij het opstarten van de centrale) of van het middenspanning electriciteitsnet. Een electriciteitscentrale heeft doorgaans twee aansluitingen op het electriciteitsnet: een middenspanning aansluiting voor de industrie (om de bureaus en de apparatuur te voeden) en een aansluiting op het hoogspanningsnet die gebruikt wordt op het vermogen op het net te zetten.
|
|---|
|
•
|
In het rood hebben we de aansluiting voor de exciterwikkeling van de alternator. De maximale stroom bedraagt 10A voor een spanning van 130V. Daaruit kan men afleiden dat het maximaal vermogen dat de module een alternator tot 15MW kan bekrachtigen.
|
|---|
De Cosimant N+ is één van de laatste analoge regelaars die nog bestaan. De module kan alle bestaande Cosimat regelaars vervangen in bestaande installaties. Er zijn een paar extra funkties beschikbaar (die ook al bestonden bij de vorige versies):
- Een vermindering van de uitgangsspanning als de motor onder het nominaal toerental draait (on de motor te ontlasten).
- Een meting van de maximale exciterstroom. Als de stroom te hoog blijft gedurende 10 seconden doet de module twee zekeringen springen op de print. De exciterstroom kan te hoog zijn omdat de generator niet op toeren geraakt of omdat de groep overbelast wordt. Door het beperken van de exciterstroom wordt de laternator beveiligd. Als de exciterstroom maximaal is, levert de bekrachtingingsalternator G2 ook een maximaal vermogen (tot ongeveer 15kW). Daardoor kan de veldwikkeling of de diodebrug beschadigd worden.
Bepaalde regelaars hebben extra beveiligingen. De regelaar kan enkel de bekrachtigingstroom sturen, maar sommige modules hebben een relais uitgang (droog contact) om de generator stil te leggen als er gevaarlijke condities optreden (defekte regelaar, overspeed,...).
De trend is echter te gaan naar geïntegreerde modules die alle funkties in één module grouperen: regeling van de exciterspanning, maar ook sturing van de woodward (toerentalregeling), koppeling aan het net bij parallelbedrijf en beveiligingen (terugwatt beveiliging, overstroom, oververhitting,...).
De module rechts concentreert de verschillende signalen van de generator. Het betreft analoge ingangen zoals de temperatuur, de druk en digitale ingangen zoals te weinig brandstof, water in de brandstoffiler, enz.
De module heeft ook digitale uitgangen om verschillende funkties uit te voeren (via een vermogensrelais): starten, stoppen, hulppomp starten, enz.
Een generator kan doorgaans tot 4 dergelijke modules hebben. De signalen worden naar de bedieningspaneel gestuurd waar de meetwaarden aangeduid worden. De opdrachten die via het bedieningspaneel gegeven worden, worden overgebracht naar de generator via deze module.
Load Acceptance Module
Er bestaan verschillende benamingen voor het systeem dat de spanning doet zakken als de frekwentie te laag wordt, nagenoeg iedere regelaar heeft zo'n functie. Bij Leroy Somer heet zo'n funktie Load Acceptance Module.
De motorfrekwentie wordt doorgaans te laag bij een sterke belastingspiek (zelfs al blijft de belasting onder de limiet). Als de netspanning zakt, dan wordt de dieselmotor doorgaans monder zwaar belast, zodat die sneller opnieuw zijn nominale toerental kan halen. Dit is vooral van toepassing bij turbodiesels die bij een belastingsverhoging een paar seconden nodig hebben om de turbodruk op te bouwen zodat de motor meer vermogen kan leveren. Bij een kleine toerentaldaling (tot 48Hz) treedt het systeem niet in werking.
Dit systeem werkt goed bij gemengde belastingen maar meestal niet bij belastingen van één soort. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn als een generator stroom voorziet aan een groep servers (schakelende voedingen van eenzelfde type). De schakelende voedingen compenseren automatisch de spanningsval door meer stroom te trekken, waardoor het effekt teniet wordt gedaan. En door de hogere stroom stijgen ook de verliezen. Het is beter twee generatoren te voorzien, die allebei een deel van de servers en de randapparatuur voeden (ventilatie door middel van asynchrone motoren, gemengde verlichting (TL en led), enz).
|
