Synchronisatie van alternatoren
Vereffeningskabel voor de vermogenverdeling
Generatoren
Root server » TechTalk » Electriciteit » Generatoren » Parallelbedrijf » Vereffeningskabel
Generatoren die onderling gesynchroniseerd moeten worden hebben een vereffeningskabel om het vermogen evenwichtig te verdelen over de verschillende stroomgroepen, zelfs al hebben ze niet hetzelfde nominaal vermogen. De generatoren die hier besproken worden hebben veel instelmogelijkheden, maar alles moet manueel gebeuren.

Vereffeningskabel

-

-

De bespreking die volgt heeft betrekking op een bepaalde reeks generatoren, maar de uitleg is zo algemeen mogelijk gehouden.

Bij de vorige afschakelplan heb ik meegeholpen om stroomgroepen te plaatsen bij ondernemingen. Het benodigd vermogen ging van 40 tot meer dan 100kW. In het algemeen was een vermogen van 40kW voldoende, maar soms was er meer vermogen nodig en dan moesten twee groepen parallel geschakeld worden.


De verbindingskabel (paars) dient niet om de generatoren te synchroniseren, maar om de parallelwerking te stabiliseren.

Beide stroombronnen van ieder stroomgroep leveren een stroom evenredig met de belasting van de stroomgroep, 5mA bij nominaal vermogen.

De op amp vergelijkt het lokaal vermogen (local power) met het algemeen vermogen (gemiddelde: common power of global power) en stelt de brandstofinspuiting bij totdat het onevenwicht weggeregeld is.

Dankzij de verbindingskabel kunnen de groepen isochroon werken (constante snelheid ongeacht de belasting). De droop kan op nul ingesteld worden.

Er zijn bedrijven die generatoren verkopen, maar de prijs is te hoog voor stroomgroepen die slechts incidenteel gebruikt worden. Maar men kan generatoren aantreffen op bepaalde verkoopssites zoals Troostwijk. Zij verkopen vaak surplus legermateriaal aan zeer interessante voorwaarden.

De generatoren hadden een vermogen van 50 tot 85kW. Ze zijn geschikt om los te werken of lokaal gekoppeld (generatoren gekoppeld, maar niet op het electriciteitsnet aangesloten). De generatoren hebben een vereffeningskabel. Die wordt niet gebruikt voor de synchronisatie (die moet manueel gebeuren), maar om het vermogen te verdelen over de verschillende groepen. Een generator kan zelf niet bepalen hoeveel vermogen ie moet leveren.

De schakeling wordt in alle generatoren van deze reeks gebruikt, ongeacht het vermogen (de generatoren worden in het lichtblauw aangegeven). De schakeling bestaat uit twee stroombronnen die 5mA leveren als de generator op nominaal vermogen werkt. Een generator van 50kW heeft dus twee stroombron die 1mA levert als de generator 10kW levert, terwijl een generator van 85kW een stroombron heeft van 1mA per 17kW. Als een generator op nominaal vermogen werkt, levert de stroombron 5mA, ongeacht het effektief vermogen.

De twee stroombronnen (blauw en rood per generator) produceren een spanningsval over een weerstand van 1kΩ, de spanningsval hangt natuurlijk af van de stroom door de weerstand, en hangt dus af van het vermogen dat de generator levert. De spanningsval bedraagt 5V als de generator op nominaal vermogen werkt.

Om het vermogen beter te verdelen over de verschillende groepen is er een vereffeningskabel die de electronische massa van de verschillende groepen verbindt (niet de electrische massa of "terre" of "neutre") en ook de andere kant van de n van de weerstanden van 1kΩ. Alle stroombronnen en meetweerstanden (in het rood aangegeven) van alle groepen zijn dus samen verbonden. De spanning die opgewerkt wordt komt overeen met het belastingspercentage van alle aangesloten groepen (common signal = common power).

Iedere stroomgroep heeft twee connectoren voor de vereffeningskabel aan te sluiten, de eerste connector om de vorige stroomgroep aan te sluiten, de tweede om de volgende aan te sluiten. De kabel verbindt alle generatoren.

We veronderstellen dat alle groepen aan 80% van hun nominaal vermogen werken. Onze generator van 50kW werkt ook op 80% van zijn capaciteit, dus op 40kW. De spanning over de individuele meetweerstand bedraagt dus 4V (blauw), wat overeenkomt met de spanning over de algemene weerstand (rood), 80% van 5V. De op amp krijgt geen verschilspanning en de governor (die de hoeveelheid brandstof regelt) wordt niet aangestuurd.

Veronderstel nu dat onze generator slechts 60% van zijn vermogen levert, terwijl de andere groepen 80% leveren. De spanning over de lokale meetweerstand bedraagt nu 3V, terwijl de algemene spanning 4V bedraagt. De op amp krijgt nu een verschilspanning (local power - common power) en stuurt de governor aan. Er blijft een verschilspanning aanwezig zolang de generator minder proportioneel vermogen levert dan de andere generatoren.

Indien er geen vereeffeningskabel aangesloten is, dan krijgt de op amp een gelijke spanning op beide ingangen en levert dus geen regelspanning. Dit is de situatie als de generator niet gekoppeld is aan andere generatoren.

Het systeem is eenvoudig, er moet manueel gesynchroniseerd worden en het is niet de bedoeling dat de generatoren ingesteld worden om een verschillende bijdrage te leveren. Het systeem werkt trouwens enkel goed op alle vermogens als iedere generator ongeveer eenzelfde percentuele bijdrage levert. Het systeem is betrouwbaar vanwege zijn eenvoud en reageert snel en evenwichtig op plotse belastingsveranderingen. De droop (zie lager) mag nul zijn want iedere generator stelt zich automatisch bij.

Iedere generator heeft een offsetregeling van de op amp. Bij een generator die los gebruikt wordt, wordt hiermee de rotatiesnelheid van de motor beinvloed (en dus de netfrekwentie). Als de generator gekoppeld wordt, moet de offsetregeling dienen om het gevraagd vermogen te verdelen over de verschillende groepen. Als de generator gesynchroniseerd is wordt de regeling gebruikt om de generator te laten bijdragen tot de groep. Vr het weghalen van de generator uit de groep wordt het vermogen van de betrekkende groep teruggedraaid om overspeed te vermijden bij het effektief loskoppelen. Indien men de offsetregelaars van alle stroomgroepen verdraait kan men de netfrekwentie bijstellen.

De vereffeningskabel is niet absoluut noodzakelijk, de verdeling van de belasting gebeurt dan door de droopregeling die dan op maximum ingesteld moet worden. Als de generator meer belast wordt, dan daalt zijn rotatiesnelheid waardoor de belasting automatisch verdeeld wordt. Het nadeel is een daling van de netfrekwentie als de groepen belast worden (verschil van 2 3Hz tussen onbelast en vollast).

Er moet ook een evenwicht zijn wat betreft het blindvermogen (reactief vermogen). Het blindvermogen kan ongeveer bepaald worden door de stroomtransfo (faseverschil tussen stroom en spanning). De stroomtransfo heeft enkel nut bij parallelbadrijf. De nieuwere uitvoeringen van deze stroomgroep hebben ook een vereffening voor het blindvermogen, waarvan de werking identiek is als de vereffening van het aktief vermogen. Daardoor volstaat er een grove regeling van de spanning: de electronika regelt automatisch de exciterspanning om juist voldoende blindvermogen te leveren.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's