سنکرون دیزل ژنراتور با برد دیپسی

سنکرون دیزل ژنراتور با برد دیپسی

مقدمه سنکرون دیزل ژنراتور با برد دیپسی

در این سری آموزش‌ها یک مرور کلی به روش‌های کلی سنکرون دیزل ژنراتور با برد دیپسی و سنکرون ژنراتور گازی می پردازیم. این آموزش‌ها را باید یک راهنمایی اولیه برای افراد جدید در موضوع سنکرون کردن در نظر گرفت، و نباید به عنوان یک پکیج کامل جهت یادگیری پارالل کردن دیزل ژنراتور دانست.

 

پروژه‌های انجام‌شده توسط شرکت ماه صنعت در ارتباط با دیزل ژنراتور را اینجا ببینید 

راهنمایی مرحله به مرحله پارالل کردن دیزل ژنراتور با برد دیپسی

این بخش مراحلی که جهت ایجاد یک سیستم سنکرون و تقسیم بار نیاز‌است را شرح می‌دهد. این آموزش‌ها جهت راهنمایی کلی است و نباید به عنوان دانش کامل در زمینه‌ی سنکرون کردن و تقسیم بار در نظر گرفته شود.

  1. استفاده و کاربری اصلی خود را مشخص کنید. کاربری‌ّها که کنترلر دیپسی (DeepSea) ساپورت می‌کند در بخش ٬راه‌حل‌های سنکرون کردن و تقسیم بار٬ شرح داده‌شده‌است
  2. نوع رابط گاورنر و AVR دیزل ژنراتور خود را مشخص کنید. این رابط ها در بخش ٬ رابط با گاورنر٬ و ٬ رابط با AVR ٬ شرح داده‌شده‌است
  3. وایرینگ پنل خود را طراحی کنید. در صورت مشکل داشتن ما می‌توانیم در این امر شما را کمک کنیم
  4. تنظیمات ماژول کنترل دیپسی را انجام دهید و اگر از چندین دیزل ژنراتور استفاده می‌کنید مطمئن‌شوید که رابطهای بین کنترلر‌ها به درستی کار می‌کند و کابل‌ها باید به صحیح نصب شده‌باشد
  5. هر دیزل ژنراتور را به صورت تکی راه اندازی کنید. قبل از این کار بررسی کنید که رابطهای گاورنر و AVR خاموش باشد همانطور که در بخش ٬راه اندازی در سایت٬ توضیح داده‌شده‌است
  6. گاورنر و AVR ‌ را بر اساس دفترچه‌ی سازنده مربوطه نصب کنید

قبل از سنکرون کردن مطمئن شوید که تمام سیم بندی و وایرینگ‌ها به درستی انجام شده‌است و تنظیمات اولیه کنترلر درست‌است. شاید نیاز باشد که مقدار تنظیمات گین (Gain) و پایداری (Stability)  در بخش سنکرون، تطبیق ولتاژ و تنظیم بار را کم‌تر کرد.

اختصارات و علامت‌های استفاده‌شده در آموزش پارالل دیزل ژنراتور با برد دیپسی

جدول - ماه صنعت انرژی

ژنراتورهای استندبای

انتقال (چنج اور) (ATS) با قطعی برق

بیشترین کاربرد دیزل ژننراتورهای بکاپ، بکاپ برق شهر به عنوان یک دیزل ژنراتور در حالت استندبای (Standby) است. زمانی که برق شهر قطع می‌شود، بار بدون برق می ماند تا دیزل ژنراتور استارت‌شود. زمانی که دیزل ژنراتور آماده‌ی کار باشد، تابلوی چنج اور (تغییر وضعیت) بار را از شبکه به دیزل ژنراتور انتقال می‌دهد( تابلوی چنج اور شامل ۲ عدد کلید موتوردار‌است که برق شهر یا برق ژنراتور را قطع و وصل می‌کند و بار را به برق شهر یا دیزل ژنراتور متصل می‌کند). معمولا زمان قطعی برق در حدود ۱۵ ثانیه‌است، اما ممکن‌است بسته به زمان راه افتادن دیزل و تا به سرعت نرمال رسیدن و یا فاکتورهای دیگر این زمان بیشتر شود. زمانی که برق شهر بر می گردد، تابلو چنج اور (کلید یا کنتاکتور)  به صورت لحظه‌ای کلید ژنراتور را قطع و کلید برق شهر را می‌بندد (حدودا ۱ ثانیه چشمک در برق مجموعه خواهیم داشت)

چنج اور دیپسی

 

انقال (چنح اور) بدون قطعی برق (بدون چشمک) با موازی کردن دیزل ژنراتور با برد دیپسی

قطعی برق در زمان برگشت به برق شهر را می‌توان با موازی کردن دیزل ژنراتور با برق شبکه برای یک مدت کوتاه و بستن همزمان کلید ژنراتور و شبکه با هم (موازی کردن برق شهر با دیزل ژنراتور)  از بین برد. سپس، کلید دیزل ژنراتور باز شده و بار توسط شبکه تامین می گردد. در این پروسه ی برگشت دیگر قطعی برقی روی بارها نخواهیم داشت . این روش چنج اور (تغییر وضعیت) را به اسم ٬بدون چشمک٬ می شناسند. بعلاوه، می‌توان از همین روند برای انتقال برق از شبکه به دیزل ژنراتور مثلا برای تست بارداری دیزل ژنراتور بدون قطعی برق استفاده کرد. از این روش می‌توان برای قطعی برق های که شبکه اعلام می‌کند نیز استفاده کرد و قبل از قطعی برق با شبکه سنکرون شده و در نتیجه چشمک در بار ها نخواهیم داشت.

چنج اور بدون چشمک سنکرون

کارکرد دائم در حالت سنکرون (موازی)

شرکت های توزیع تعرفه های متفاوت برای مصرف بار مشتری ها دارند. در مواردی، ممکن‌است تعرفه برق در زمان خاصی در روز چندین برابر شود یا اینکه اگر از حد مجازی توان بیشتر مصرف کنید هزینه ی این اضافه ی توان در آن ساعت خاص چندین برابر محاسبه می‌شود و در این مثال، مشتری باید هزینه ی بیشتری در میانه‌ی روز برای افزایش مصرف بارش بدهد و افزایش بارش باعث تغییر تعرفه می‌گردد.

در بعضی موارد، به صرفه است که از منبع توان جایگزین در زمانی که تعرفه بالاست استفاده کنیم. چندین روش ممکن وجود دارد:

مقدار توان مصرفی یک کارخانه در طول روز
مقدار توان مصرفی یک کارخانه در طول روز

تامین بار توسط دیزل ژنراتور

در زمانی که تعرفه بالاست و بار زیاد‌است می‌توان یک یا چندین دیزل ژنراتور را روشن کرده و بار را بدون چشمک و قطعی تامین کرد.
این دیزل ژنراتور باید توانایی تامین کل بار در زمان مصرف بالا را داشته‌باشد.

سنکرون دیزل ژنراتور
موازی کردن دیزل ژنراتور

تامین بار به صورت مقدار ثابت

در این مثال، یک کنترلر دیپسی سری ۲۰ برای از بین بردن پیک بار استفاده‌شده‌است.
کنترلر تنظیم شده‌است که در ساعت ۱۰ روشن شده و با شبکه سنکرون شده و با شبکه موازی شود. و مقدار ثابتی توان به بار در یک ضریب توان ثابت (هر دو قابل تنظیم هستند) تحویل دهد.

سنکرون با شکبه دیزل ژنراتور به صورت نیروگاهی

از بین بردن پیک بار و انتقال و دریافت توان توسط دیزل ژنراتور

یک مدل پیشرفته تر برای از بین بردن پیک بار که در بالا توضیح داده‌شد استفاده‌از کنترلر DeepSea  ۷۵۲۰ و یا 8620 برای یک دیزل ژنراتور تنها و یا یک DeepSea ‌۸۶۱۰ با ۸۶۶۰ تا ۳۲ دستگاه است. در این حالت کنترل توان کامل با قابلیت انتقال و دریافت توان امکان‌پذیر‌است.

دیپسی ۸۶۶۰ یا ۷۵۲۰ سطح بار سایت را مانیتور می‌کند و تولید توان دیزل ژنراتور را تغییر می‌دهد. با این قابلیت می‌توان مطمئن شویم که دستگاه‌ها در توانی که اقتصادی‌است و بیشترین راندمان را دارند کار می‌کنند و از انتقال توان از سیستم به شبکه جلوگیری کرد.

همچنین در این روش می‌توان که بار روی شبکه را در یک مقدار معین نگه داشت (DSE Mains Mode)، این کار کمک می‌کند که از تعرفه‌ی توان بالای شبکه در ساعت خاصی در امان ماند و یا در صورت محدود بودن توان شبکه به شبکه کمک کرد.

سنکرون با شبکه و کنترل مقدار توان

نکته:

پیشنهاد می‌شود که جداکننده شهر(Mains decoupling) در ماژول دیپسی در زمانی که دیزل ژنراتور با برق شهر موازی‌است فعال گردد.معمولا تجهیزات اضافی از این نوع توسط تامین‌کنندگان برق محلی تعیین می‌گردد تا در صورت خطاهای شبکه، شبکه را از ژنراتورهای که شبکه را تغذیه می‌کنند حفاظت کنند. اگر شک دارید باید از تامین‌کنندگان برق محلی درخواست اطلاعات بکنید

 

نکته: 

قابلت جداکننده شهر (Mains decoupling)  در سری DSE8600 و سری DSE8700 وجود دارد. DSE7500 وDSE5500 در ورژن های 8 و یابالاتر دارای این قابلیت هستند. وقتی از کنترلر‌های دیگر استفاده‌می‌کنید، باید این حفاظت به صورت جداگانه تامین گردد. معمولا تجهیزات اضافی از این نوع توسط تامین‌کنندگان برق محلی تعیین می‌گردد تا در صورت خطاهای شبکه، شبکه را از ژنراتورهای که شبکه را تغذیه‌می‌کنند حفاظت کنند. اگر شک دارید باید از تامین‌کنندگان برق محلی درخواست اطلاعات بکنید

موازی کردن چندین دیزل ژنراتور با برد دیپسی

دلیل‌های زیادی برای استفاده‌از چندین دیزل ژنراتور در یک سایت وجود دارد. معمول‌ترین علل استفاده‌از چندین دیزل ژنراتور به شرح زیر‌است :

موازی سازی دیزل ژنراتور با برد دیپسی به عنوان تعمین کننده اصلی برق

در این مثال، سایت دارای ۴ دیزل ژنراتور به عنوان تامین‌کننده‌ی اصلی برق‌است. یک دیزل ژنراتور همیشه در حال کار برای تامین برق سایت‌است، در صورتی که مقدار بار سایت افزایش پیدا کند، یک یا دو دیزل ژنراتور به صورت اتوماتیک اضافه می‌شود. آنها روی باس پارالل شده و به صورت موازی با دیگر ژنراتورها برق را تامین می‌کنند. در این نقطه، دیزل ژنراتورهایی که روی باس پارالل شده‌اند بار را تقسیم می‌کنند و این کار معمولا به وسیله ی تجهیز تقسیم کننده‌ی بار انجام‌می‌شود.

 

استفاده‌از چندین دیزل ژنراتور به جای یک دیزل ژنراتور بزرگ این اجازه را می‌دهد که در صورت نیاز به تعمیر یک دیزل ژنراتور، دیزل ژنراتور‌های دیگر قابل دسترس‌است. بعلاوه، زمانی که بار سایت کم‌است، می‌توان ژنراتور های دیگر را خاموش کرد و نیازی نیست که یک دیزل ژنراتور بزرگ برای تامین بار کم مثلا ۲۵ درصد روشن باشد.

در صورتی که مجموع بار سایت به علت توسعه افزایش پیدا کند، یک دیزل ژنراتور دیگر را می‌توان به سیستم برای افزایش ظرفیت اضافه کرد. استفاده‌از این سیستم، می‌توان ٬قابلیت پشتیبانی(Redundancy) ٬ سیستم و اطمینان آن را بالاتر ببرد. از این راه، در صورت عیب داشتن یک یا دو دیزل ژنراتور می‌توان از دیزل ژنراتورهای دیگر استفاده کرد. کنترلر‌های دیپسی این قابلیت را دارند که در صورت ایراد داشتن هر دیزل ژنراتوری دیزل ژنراتورهای دیگر راجایگزین آن بکنند.

پارالل سازی دیزل ژنراتور  با برد دیپسی جهت تامین برق در صورت قطعی برق شبکه

اگر چندین دیزل ژنراتور برای پشتیبانی برق شهر در صورت قطعی پارالل و موازی شوند، در زمان طراحی باید دقت کرد، برای مثال، اگر برق شبکه قطع گردد، دو احتمال وجود دارد. در احتمال اول، اگر ۲ دیزل ژنراتور توان را روی باس تامین کنند، باید توانایی تحمل بار اکتیو موجود را داشته باشند. در احتمال دوم، اگر هیچ کدام از ژنراتورها در دسترس نباشد، تمام دیزل ژنراتورها همزمان استارت می‌شوند. دیزل ژنراتور اول روی باس بدون برق بسته می‌شود، و برق بارها را تامین می‌کند. دیزل ژنراتور روی باس که به تنهایی بار را تامین می‌کند باید توانایی تامین بار فعال روی باس را داشته‌باشد.

برای حل این مشکل دو راه‌حل وجود دارد:

الف- مطمئن شوید که تمام دیزل ژنراتورها توانایی تامین کل بار را دارند در نتیجه در هر حالتی که یک دیزل ژنراتور بار را تامین‌می‌کند مشکلی نخواهیم داشت

ب- قبل از بسته شدن کلید و برق دار کردن بار به وسیله ی دیزل ‌ژنراتورها مطمئن شوید که تمام دیزل ژنراتورها در دسترس هستند و روی باس سنکرون شده‌اند. زمانی که در این حالت کار هستیم و با برق شهر موازی نیستیم را حالت جزیره ای (Island Mode) می‌نامیم.

همچنین

دیپسی 333 (DeepSea 333) سیستم انتقال دهنده اتوماتیک را می‌توان برای مانیتور کردن برق شهر که در دسترس است یا نه استفاده کرد.

در صورتی که برق شهر قطع گردد، دیپسی 333 (DeepSea333)  دیزل ژنراتور ها ی که دارای کنترل‌کننده دیپسی8610 (DeepSea 8610) که در مثال بالا نمایش داده‌شده اند را در صورت وجود بار  و به صورت  Remoteاستارت می‌کند.

اولین دیزل ژنراتور در دسترس روی باس بی برق بسته می‌شود. دیزل ژنراتورهای دیگر روی باس پارالل می‌شوند، و سپس پارالل (موازی)‌می‌شود. دیپسی‌های 8610 روی حالت all available sets on load(تمام دیزل ژنراتورها در دسترس وصل شوند)

برنامه ریزی کرده و آن‌ها را به ورودی کمکی ژنراتور اماده به کار (auxiliary generator ready input DSE333) دیپسی 333 وصل کنید. Deepsea333 ولتاژ و فرکانس دیزل ژنراتور های روی باس را چک می‌کند و منتظر می‌ماند تا مقدار آنها به حد مجاز برسد. این نشان دهنده ی بسته شدن صحیح تمام مجموعه ها در سیستم روی باس ژنراتور است.

سپس انتقال بار ژنراتور توسط کنترل‌کننده سوئیچ اتوماتیک DSE333 انجام‌می‌شود.

توجه داشته‌باشید که این قابلیت می‌تواند توسط هر یک از DSE‌ها با قابلیت انتقال بار (Switch Transfer) انجام شود.

سنکرون چند دیزل ژنراتور

موازی کردن چند دیزل ژنراتور

چندین دیزل ژنراتور در حالت استندبای – انتقال توان بدون چشمک

در مثال بالا، امکان انتقال برق بدون چشمک از شبکه یا به شبکه وجود نداشت. اگر از یک دیپسی 8660 به سیستم (برای مانیتور کردن برق شهر و توانی که از برق شهر به سیستم وارد می‌شود) اضافه شود، قابلیت های دیگری اضافه می‌گردد که شامل:

در صورت قطعی برق شهر، DSE8660 به دیزل ژنراتورها فرمان می‌دهد، که دیزل ژنراتور ها سنکرون شده و روی باس ژنراتور بسته شوند. وقتی که دیزل ژنراتورها روی باس ژنراتور در دسترس باشند، DSE8660 بار را به باس ژنراتور ها وصل کرده و سیستم برق دار می‌شود. زمانی که برق شهر بر می‌گردد، باس ژنراتور می‌تواند با برق شهر سنکرون شده و به صورت موازی با آن متصل می گردد تا اجازه دهد چشمک در برق نداشته باشیم.

در ادامه:

وقتی که برق توسط شهر تامین می گردد همچنان توسط دیپسی 8660 مانیتور می‌گردد، و می‌تواند این اطلاعات را به کنترلر دیزل ژنراتورها ارسال کند، و بدین وسیله این امکان را فراهم می‌کند تا با شبکه سنکرون شده و تقسیم بار بین ژنراتورها و شبکه قابل کنترل باشد.

تست بدون چشمک برق شهر امکان پذیر ست، به وسیله ی فرمان دیزل ژنراتور ها برای روشن شدن، اولین ژنراتوری که آماده ی کار باشد روی باس بدون برق ژنراتورها وصل می‌شود، ما بقی ژنراتورها روی باس ژنراتور که برق دار شده‌است سنکرون شده و موزای می‌شوند. DSE8660 با تمام کنترلر دیزل ژنراتورها ارتباط خواهد داشت تا باس ژنراتور را با باس برق شهر سنکرون کرده و آماده‌ی وصل کردن و موازی شدن شوند. وقتی که باس ها با هم سنکرون شدند، DSE8660  می‌تواند کلید را بسته و آن ها را باهم موازی کند.

چندین شبکه ی برق

به خاطر شرایط تامین برق محلی و یا افزایش بار به مرور زمان، ممکن‌است بار توسط چندین شبکه‌ی برق تامین گردد. به طور معمول هر شبکه برق بخشی از بار را تامین خواهد کرد. DSE8660 اجازه می‌دهد که دیزل ژنراتورهای استندبای با هر کدام از شبکه ها سنکرون و موازی شوند و بار را متعاقبا انتقال خواهد داد. از بین بردن پیک بار (Peak lopping )در DSE8660 ممکن‌است، در صورت قطعی برق شبکه دیپسی از حالت Peak lopping‌ برای اطمینان داشتن از این که ژنراتورها برای کارکرد استندبای در دسترس هستند خارج می‌شود.

نکته: 

پیشنهاد می‌شود که جداکننده شهر(Mains decoupling) در ماژول دیپسی در زمانی که دیزل ژنراتور با برق شهر سنکرون است فعال گردد. معمولا تجهیزات اضافی از این نوع توسط تامین‌کنندگان برق محلی تعیین می‌گردد تا در صورت خطاهای شبکه، شبکه را از ژنراتورهای که شبکه را تغذیه می‌کنند حفاظت کنند. اگر شک دارید باید از تامین‌کنندگان برق محلی درخواست اطلاعات بکنید

نکته: 

قابلت جداکننده شهر (Mains decoupling)  در سری DSE8600 و سری DSE8700 وجود دارد. DSE7500و DSE5500 در ورژن های 8 و یابالاتر دارای این قابلیت هستند. وقتی از کنترلر‌های دیگر استفاده می‌کنید، باید این حفاظت به صورت جداگانه تامین گردد. معمولا تجهیزات اضافی از این نوع توسط تامین‌کنندگان برق محلی تعیین می‌گردد تا در صورت خطاهای شبکه، شبکه را از ژنراتورهای که شبکه را تغذیه می‌کنند حفاظت کنند. اگر شک دارید باید از تامین‌کنندگان برق محلی درخواست اطلاعات بکنید

 

تقسیم بار

 

تقسیم بار اکتیو در دیزل ژنراتور‌ و ژنراتور گازی (توان فعال یا حقیقی)

ما راجع به سنکرون ژنراتور گازی (دیزل ژنراتور) ، یک ژنراتور گازی (دیزل ژنراتور) و یا چندین (ژنراتور گازی) دیزل ژنراتور با باس یا شبکه صحبت کردیم. زمانی که این تأمین‌کننده‌ها باهم موازی شوند، بار بین دیزل ژنراتورها بر اساس ویژگی‌هایشان تقسیم می‌شود. کنترل روی توان اکتیو به‌ وسیله‌ی تنظیم مقدار سوخت واردشده به دیزل انجام می‌شود. در زمان موازی بودن دیزل ژنراتورها فرمان دادن به گاورنر برای افزایش سوخت تأثیر چندانی روی سرعت دیزل ژنراتور ندارد زیرا دیزل ژنراتور با تأمین‌کننده‌های دیگر موازی و گره خورده است و این افزایش سوخت باعث افزایش توان تأمین‌شده به بار می‌شود. و درنتیجه باعث کاهش توان دیگر تأمین‌کنندگان(دیزل ژنراتورها یا شبکه) به بار می‌شود. این را به اسم کنترل کیلووات (KW) می‌شناسند.

همچنین

به‌وسیله‌ی موازی کردن چندین دیزل ژنراتور، که همه به‌صورت سیستم کنترلی هم‌زمان یا بدون دروپ کار می‌کنند(Isochronously or without droop) این سیستم پیشرفته‌تر می‌شود،. با استفاده‌از کنترلر با قابلیت تقسیم بار حقیقی مانند DSE8610، می‌توان مقدار باری که به‌وسیله‌ی هر دیزل ژنراتور به بار داده می‌شود را به‌صورت دقیق کنترل کرد. این کار به‌وسیله‌ی تغییر مقدار سوخت ورودی به دیزل‌ها و مانیتور کردن مقدار توان تحویل داده‌شده توسط هر دستگاه انجام می‌شود.

هر کنترلر دیگر می‌تواند با دیگر کنترل‌ها ارتباط برقرار کند، و مقدار بار را به آن‌ها گزارش کند. از این قابلیت می‌توان استفاده کرد تا در صورت تغییر مقدار بار، دیزل ژنراتورها را در مدار قرار داد یا خارج کرد.

تقسیم بار توان غیرحقیقی یا راکتیو

دوباره در نظر بگیرید که دو دیزل ژنراتور همانند به‌صورت سنکرون و موازی باهم کار می‌کنند. تنظیم مقدار تحریک دریکی از ژنراتورها باعث تغییر مقدار توان راکتیو تحویلی آن دیزل ژنراتور به بار می‌شود و به همان مقدار از توان راکتیو دیگر دیزل ژنراتور کم و یا زیاد می‌شود. توان راکتیو توانی است که برای تأمین کردن توان خازن و یا سلف استفاده می‌شود.

کاربردهای کنترل توان راکتیو به‌صورت زیر‌است:

زمانی که چندین دیزل ژنراتور به‌صورت موازی با یکدیگر کار می‌کنند، مقدار توان راکتیو بین دیزل ژنراتورها تنظیم‌شده، و جریان گردشی بین آن‌ها به خاطر آن بالانسی مقدار توان راکتیو از بین می‌رود. این جریان گردشی ایجادشده بین ژنراتورها باعث ایجاد گرما در سیم‌پیچ ژنراتورها می‌شود. اگر بررسی نگردد، این جریان گردشی ممکن‌است به سیم‌پیچ دیزل ژنراتورها آسیب بزند.

تنظیم ضریب توان یا پاور فکتور یا کنترل VAR. این قابلیت یک ضریب توان ثابت زمانی که یک دیزل ژنراتور با شبکه سنکرون است ایجاد می‌کند که این باعث این می‌شود که دیزل ژنراتور یک مقدار ثابت توان راکتیو ایجاد کند و باعث کاهش دریافت توان راکتیو از شبکه گردد.

ملزومات پارالل کردن

قبل از اینکه دو یا چندین دیزل ژنراتور باهم به‌صورت موازی و پارالل بسته شوند، ولتاژ و فرکانس و اختلاف‌فاز بین ولتاژها باید تا نزدیک‌ترین حد همانند شوند. در کل، همانند شدن ولتاژ و فرکانس را سنکرون کردن می‌گویند، هرچند شاید تطبیق ولتاژ در خیلی از کاربردها نیاز نباشد. بعلاوه،  فازها در سیستم ها باید یکسان باشد(ساعت‌گرد یا پادساعت‌گرد) . کنترل‌کننده‌های سنکرون کننده و تقسیم بار دیپسی، جهت فاز را چک می‌کنند. اگر جهت فاز اشتباه باشد، کنترل‌کننده عمل کرده و خطا می‌دهد. قبل از اینکه سنکرون کردن دوباره انجام شود این خطا حتماً باید رفع گردد.

سنکرون شدن به‌وسیله‌ی تنظیم سرعت دیزل و ولتاژ ژنراتور انجام می‌شود تا مقدار آن‌ها دقیقاً برابر شبکه شود. سپس زاویه فازی مانیتور و تنظیم می‌گردد تا قبل از بسته شدن به‌صورت موازی یک بازه‌ی قابل‌قبول برسند.

همانند شدن ولتاژ ها برای سنکرون شدن

در این مثال که شکل موج‌ها نمایش داده‌شده‌اند آن‌ها دارای فرکانس همانند هستند.

اما ولتاژ این دو باهم خیلی اختلاف دارند هم‌سطح ولتاژ و هم اختلاف‌فازی.

معمولاً، اختلاف فرکانس (Slip frequency )  0.1 هرتز، اختلاف ولتاژ 5 درصدی و یک اختلاف‌فازی 5 درجه‌ای مجاز به سنکرون و بسته شدن کلیدها است. زمانی که تأمین‌کننده‌ها (دیزل ژنراتورها و یا شبکه) به‌صورت موازی بسته شدند، فاز آن‌ها (زاویه) تغییر نمی‌کند زیرا آن‌ها به‌صورت موازی قفل‌شده‌اند.

احتیاط!

سعی در بستن دیزل ژنراتورها به‌صورت موازی وقتی‌که کاملاً سنکرون نیستند ممکن‌است باعث آسیب به دیزل ژنراتور و دستگاه‌ها شود.

برای مثال: اگر موازی کردن دو دیزل ژنراتور ۱۲۰ درجه فازی باهم اختلاف داشته باشند، گشتاور کوپلینگ می‌تواند تا بیشتر از ۱۲ برابر حالت بار کامل شود، مقدار آن بستگی به نسبت اینرسی‌های دیزل و ژنراتورها دارد

سنکرون کردن می‌تواند به طرق مختلفی انجام شود. به‌صورت ساده هر روشی با تنظیم سرعت دیزل به‌وسیله‌ی گاورنر ( که رابطه‌ی مستقیم با فرکانس ژنراتور دارد) و تنظیم ولتاژ ژنراتور توسط تنظیم‌کننده‌ی ولتاژ (کنترل تحریک ژنراتور تا ولتاژ موردنظر را ایجاد کند) این کار را انجام می‌دهد.

گاورنر سرعت دیزل را با اندازه‌گیری آن روی فلای‌ویل تعیین می‌کند(این کار معمولا با یک حس‌گر مغناطیسی انجام می‌شود). گاورنر با کنترل اکتویتر(actuator) مقدار سوخت ورودی به دیزل را تنظیم می‌کند که باعث تغییر دور موتور می‌شود(مانند گاز ماشین)

اکثر گاورنرها

دارای یک ورودی تنظیم‌کننده‌ی از راه دور هستند که اجازه می‌دهد یک دستگاه بیرونی سرعت دیزل را کم‌وزیاد بکند. تأثیر تغییرات تنظیم‌کننده‌ی ولتاژ در ولتاژ خروجی ژنراتور تأثیر دارد که به‌وسیله‌ی کنترل جریان تحریک صورت می‌گیرد. AVR مقدار ولتاژ خروجی را  در مقدار دلخواه تنظیم می‌کند. اکثر AVR ها یک ورودی دارند که می‌توانید توسط یک دستگاه بیرونی مقدار ولتاژ را کم و یا زیاد کنید.

سیستم سنکرون کننده‌ی خودکار به‌وسیله‌ی ورودی‌های تنظیم سرعت و ولتاژ گاورنر و AVR

تطبیق ولتاژ و سرعت دیزل ژنراتور را برای سنکرون شدن انجام می‌دهند.

روش اتصال بین سنکرون کننده‌ی خودکار و گاورنر و AVR بستگی به نوع گاورنر و AVRاستفاده‌شده دارد.

و در بخش روش‌های تنظیم ولتاژ و فرکانس شرح داده‌شده‌اند.

 

روش‌های تنظیم ولتاژ و فرکانس

پتانسیومتر بیرونی تنظیم ولتاژ و فرکانس

معمول‌ترین روش برای تنظیم بیرونی سرعت دیزل و ولتاژ ژنراتور به‌وسیله‌ی پتانسیومتر (مقاومت متغیر)‌است.

این مقاومت‌ها را روی تابلوی کنترل نصب می‌کنند تا کاربر بتواند پارامترهای موردنیاز را تنظیم کند .

یک‌راه ساده برای جایگزین کردن کنترل دستی با یک کنترلر خودکار استفاده‌از پتانسیومترهایی که توسط موتور الکتریکی کنترل می‌شوند‌است.

که به‌وسیله‌ی کنترل‌کننده‌ی سنکرون تنظیم می‌شوند.

۲ روش معمول رابط با پتانسیومتر توسط سازنده‌ها پذیرفته‌شده‌است

و به‌صورت معمول که در نقشه‌ی اتصالاتشان درج می‌شود که در شکل زیر نمایش داده‌شده‌است

سنکرون ژنراتور گازی

کنترل گاورنر و یا AVR با مقاومت متغیر

این دیاگرام یک ترمینال ۲ اتصالی به گاورنر و AVR‌ را  نشان می‌دهد. مقدار مقاومت متغیر به موارد موردنیاز گاورنر و AVR استفاده‌شده بستگی دارد. این نوع اتصال مناسب برای اتصال مستقیم به خروجی آنالوگ دیپسی ۸۶۱۰ یا دیپسی  ۸۷۱۰(DSE8610 or DSE8710 )هست.

همچنین

سنکرون ژنراتور گازی

کنترل گاورنر و AVR با پتانسیومتر

این دیاگرام یک اتصال به‌وسیله‌ی ۳ ترمینال برای اتصال به پتانسیومتر را نشان می‌دهد. مقدار مقاومت متغیر به موارد موردنیاز گاورنر و AVR استفاده‌شده بستگی دارد این نوع اتصال مناسب برای اتصال مستقیم به خروجی آنالوگ دیپسی ۸۶۱۰ یا دیپسی  ۸۷۱۰(DSE8610 or DSE8710 )هست.

ورودی ولتاژ DC

یک رابط آنالوگ معمول دیگر که  توسط سازندگان استفاده می‌شود استفاده‌از ولتاژ DC  است. که مقدار آن به ‌سرعت که می‌خواهیم دیزل داشته‌باشد دارد. یک مثال برای این نوع G.A.C.ESD5500E که یک سیگنال ورودی DC ۲تا ۸ ولت اندازه‌ی اختلاف از مقدار مرجع را در ورودی می‌گیرد.( ما برای تنظیم در این حالت، یک ولتاژ را مثلاً ۵ را به‌عنوان سرعت مرجع یا همان ۱۵۰۰ در کنترلر تعریف می‌کنیم. حال شیب و مقدار اختلاف از ولتاژ مرجع که می‌تواند از ۳ تا بیشتر یا ۳ تا کمتر باشد سرعت را تعیین می‌کند.پس ولتاژ DC می‌تواند از ۲ تا ۸ ولت تغییر کند. ۲ کمترین سرعت، ۸ بیشترین سرعت و ۵ سرعت مرجع ما است. کنترلر با بازی کردن با مقدار این ولتاژ سرعت دیزل ژنراتور را با سرعت دیزل ژنراتور دیگر یکی‌کرده تا برای پارالل‌کردن آماده‌شوند.)

این نوع اتصال مناسب برای اتصال مستقیم به خروجی آنالوگ دیپسی ۸۶۱۰ یا دیپسی  ۸۷۱۰(DSE8610 or DSE8710)هست.

شستی کم/ زیاد

از شستی نیز برای کم/زیاد کردن سرعت دیزل/ ولتاژ ژنراتور می‌توان استفاده کرد.

شستی‌ها روی کنترل‌پنل نصب‌می‌شوند اجازه می‌دهند یک تغییر پله‌ای در ولتاژ/فرکانس با یک‌بار فشردن شستی ایجاد کرد.

سنکرون ژنراتور گازی

کنترل گاورنر یا AVR‌با شستی

این نمودار یک ورودی کلید مانند را به گاورنر/AVR برای کم/زیاد کردن سرعت/ولتاژ نمایش می‌دهد.

این نوع اتصال مناسب برای اتصال مستقیم به خروجی آنالوگ دیپسی ۸۶۱۰ یا دیپسی  ۸۷۱۰(DSE8610 or DSE8710 )است، البته مرسوم‌است که از یک کنتاکت کمکی بین کنترلر و گارونر/AVR استفاده‌می‌شود تا بین تجهیزات ایزوله ایجاد‌شود.

نکته: اتصالات گاورنر و AVR  در بخش ۲ in the DSE Guide to Synchronising and Load Sharing Part 2 شرح داده‌شده‌اند

 CAN/کنترل‌کننده سرعت دیزل به‌صورت الکترونیکی

تعدادی از ECU‌ها دیزل‌ها(دیزل‌های جدید معمولاً این‌گونه هستند) کنترل سرعت از طریق ارتباط CAN را ساپورت می‌کنند و دیگر نیازی به سیگنال‌های اضافی به گاورنر نیست.

این قابلیت در کنترلر‌های دیپسی سری DSE8700, DSE8600, DSE7500 , DSE5500 وجود دارد.

نکته: اتصالات ECU دیزل‌های الکترونیکی در Electronic Engines and DSE wiring and the Guide to Synchronising and Load Sharing Part 2 شرح داده‌شده‌اند

 

شرایط موردنیاز برای سنکرون کردن

گاورنر باقابلیت کنترل دور

می‌تواند یک گاورنر الکترونیکی یا به‌صورت آنالوگ ( که بهتر است) و یا دیجیتال ( ورودی‌های کم/زیاد) برای کنترل سرعت دیزل باشد.  همچنین می‌تواند یک ECU که دارای ارتباط CANbus  است که قابلیت کنترل سرعت از طریق لینک ارتباطی از طریق CAN‌ و یا سیگنال‌های کنترل آنالوگ/ دیجیتال دارا می‌باشد.

باید با شرکت سازنده‌ی دیزل این موارد را چک کنید و یا به دفترچه‌های دیزل رجوع کنید.

اگر از ورودی کم/زیاد دیجیتال استفاده می‌کنید باید دروپ را در گاورنر فعال کنید.

اگر از سیگنال آنالوگ یا CAN برای کنترل سرعت استفاده می‌کنید، معمولاً باید دروپ گاورنر را غیرفعال کنید.

AVR  باقابلیت تنظیم ولتاژ

می‌تواند یک AVR (تنظیم‌کننده‌ی ولتاژ) با ورودی کم/زیاد آنالوگ یا دیجیتال برای کنترل ولتاژ ژنراتور باشد.

باید با سازنده‌ی ژنراتور راجع به این قابلیت چک کنید.

سازنده‌ی ژنراتور معمولاً می‌خواهد که یک کیت دروپ روی ژنراتور برای موازی‌کردن با دیزل ژنراتورهای دیگر برای گارانتی آن نصب شود.در حالی دروپ ژنراتور توصیه می‌شود ولی لازم نیست حتماً نصب شود. باید با سازنده‌ی ژنراتور راجع به نصب دروپ صحبت کنید.

اگر یک AVR باقابلیت تنظیم ولتاژ از بیرون یا راه دور وجود نداشت، هنوز ممکن‌است بتوانید تقسیم بارکنید. برای این کار نیاز به نصب یک کیت دروپ به AVR‌است. در این نمونه ، تطبیق ولتاژ انجام نمی‌شود و یک تقسیم بار راکتیو ساده با دروپ انجام می‌شود. کنترلر دیپسی AVR را کنترل نمی‌کند.

کلیدهای قدرت برای سنکرون کردن

موازی کردن ۲ یا چند دیزل ژنراتور نیازمند این‌است که بسته شدن آن‌ها در کمترین اختلاف‌فازی انجام‌شود. قابلیت سنکرون چک و تقسیم بار DeepSea  ما تواند به‌صورت دقیق اختلاف‌فاز را اندازه‌گیری کندی و زمانی که در محدوده‌ی سنکرون‌شدن قرار‌گرفت در زمانی در حد میلی‌ثانیه دستور وصل کلید را می‌دهد. درهرصورت در واقعیت مقداری تأخیر به علت بسته شدن فیزیکی کلید وجود دارد که باید کمترین حد باشد و در زمان طراحی باید کلیدهایی باسرعت بالا در نظر گرفته‌شود.

 انتخاب کلید برای سنکرون کردن

به‌ طور معمول کلید برای سنکرون کردن و موازی کردن باید در ۵ سیکل ولتاژ بعد از دریافت سیگنال بسته شدن عمل‌کرده و بسته‌شود تا مطمئن شویم که فاز ولتاژها بعد از دستور وصل کلید زیاد تغییر نکرده‌است.

نکته: 

زمان بسته شدن خود کلید و در صورت استفاده‌از رله‌های کمکی باید آن‌ها نیز در زمان محاسبه‌شود.

برای مثال رله‌های وصل‌کننده مورداستفاده در تابلوهای دیزل ژنراتور معمولاً زمان عملکرد ۱۰ تا ۲۰ میلی‌ثانیه دارند

نکته: اگر دارای کلید شبکه هستید که وضعیت تریپ شبکه را نمایش می‌دهد، پیشنهاد می‌شود که از یکی از رله‌های تریپ آن به ورودی “auxiliary mains failure” وصل کنید تا در صورت تریپ کلید شبکه کنترلر آگاه شود. این زمانی مهم است که دیزل ژنراتور موازی با شبکه کار می‌کند.

احتیاط: کلیدهای دستی جهت سنکرون کردن نمی‌توان استفاده کرد.

زیرا آن‌ها زمان وصل مناسب را دارا نمی‌باشند

 

 کنتاکتورها

کنتاکتورها معمولاً به حد کافی برای موازی کردن سریع هستند

اما  زمان خرید باید آن را چک کنید که سرعت کافی برای بستن در حالت سنکرون را دارا باشد

کلیدهای فنری شارژی

در کل کلیدهای فنری شارژی از کنتاکتورها سریع‌تر هستند.

کلیدهای فنری شارژی یک فنر بزرگ را داخل کلید شارژ می‌کنند

و وقتی‌که نیاز‌است تا کلید قطع یا وصل شود، فنر آزادشده و باعث بسته شدن کلید می‌شود.

کلیدهای هوایی

ACB‌ها معمولاً به‌ اندازه‌ی کافی برای کارکرد موازی سریع هستند

اما باید در زمان خرید کنتاکتورها حتماً سرعت وصل آن را چک کنید

و مطمئن شوید که به‌اندازه‌ی کافی سریع هستند.

کلیدهای عمل‌کننده به‌وسیله‌ی موتور

تعدادی از کلیدهای عمل‌کننده توسط موتور به علت زمان زیاد بسته شدن توسط موتور برای کاربرد موازی مناسب نیستند.

در زمان خرید این نوع کلید حتماً سرعت وصل آن را چک کنید و مطمئن شوید که به‌اندازه‌ی کافی سریع هستند.

کلیدهای عمل‌کننده به‌صورت دستی

این کلیدها سرعت کافی و قابلیت جهت کارکرد سنکرون را دارا نمی‌باشند.

زمین کردن نول

زمانی که نول ژنراتور به زمین متصل می‌شود باید مواظب بود که جریان گردشی زمین در ژنراتور ایجاد نشود.

این زمانی که چندین ژنراتور باهم و یا با شبکه موازی می‌شود خیلی مهم است و باید توجه شود.

سنکرون ژنراتور گازی

    • زمین کردن نول

این نمودار همچنین شرایطی را نشان می‌دهد که نول ژنراتور زمین شده‌است.

سیم نول شهر به‌وسیله‌ی شبکه زمین شده‌است. اگر ژنراتور با شبکه موازی شود نول در دو جا زمین می‌شود.

که یک حلقه‌ی زمین ایجاد می‌کند که درنتیجه‌ی آن جریان در حلقه به چرخش می‌افتد.

برای جلوگیری از این حالت، می‌توان زمین نول را در حالت موازی‌است

قطع به‌ وسیله‌ی نصب یک کنتاکتور روی نول قطع کرد.

به‌صورت مشابه وقتی ۲ یا چند ژنراتور باهم موازی هستند،

این خیلی مهم‌است که مطمئن شوید فقط یک نول در سیستم وجود داشته‌باشد.

کنترل روی نول‌های زمین‌شده به‌ وسیله‌ی DeepSea‌ انجام نمی‌شود.

این کار را باید با یک کلید بیرونی معمولاً با رله‌های کمکی کلیدها انجام دهید.

لینک ارتباط چند دستگاهی بین دیزل ژنراتورهای (MULTI SET COMMUNICATIONS (MSC) LINK)

ارتباطی چند دستگاهی در ماژول تقسیم بار و سنکرون کننده Deepse امکانات زیادی مانند تقسیم و بار و حفاظت دارد

سنکرون ژنراتور گازی

اتصال MSC DeepSea

 

سنکرون کننده

 

تعیین اولین دیزل ژنراتوری که روی باس بسته‌می‌شود

حفاظت در مقابل خطاهای باس

 استارت و استوپ دیزل ژنراتورها در صورت افزایش و یا کاهش بار یا همان تقاضای بار

ترتیب استارت شدن دیزل ژنراتورها

ارجحیت در مدار قرار‌گرفتن دیزل ژنراتورها

متعادل کردن ساعت کار دیزل ژنراتورها

کنترل به‌وسیله‌ی DSE8660 / DSE7560 / DSE5560

سازگاری

قابلیت تقاضای بار (load demand) از لینک ارتباطی چند دستگاهی دیپسی استفاده می‌کند

دیپسی مای سری DSE7500 series با دیپسی ها سری DSE5500 and DSE550 سازگار هستند.
برای مثال یک دیپسی ۷۵۱۰ می‌تواند در حالت تقاضای بار با دیپسی ۵۵۱۰ استفاده شود

دیپسی‌های سری 8600 با دیپسی‌های 7510 و 5510 و سری 550 سازگار نیستند و باید از رابط DSE125 استفاده کنید.

ارجحیت بر اساس ساعت کارکرد در DSE8610 و DSE7510 وجود دارد

در DSE5510 کمتر از ورژن ۶ و DSE550 وجود ندارد

ارتباط‌ها

۳۲ دیزل ژنراتور با کنترل‌کننده‌ی DSE8610 از طریق لینک MSC می‌توانند متصل شوند

۳۲ کنترل‌کننده‌ی اصلی (DSE8660) از طریق لینک MSC می‌توانند متصل شوند

۴۰ کنترل‌کننده‌ی دیپسی سری DSE8600 از طریق لینک MSC می‌توانند متصل شوند

20 کنترل‌کننده‌ی دیپسی سری DSE7500 / DSE5500 از طریق لینک MSC می‌توانند متصل شوند

DSE8620, DSE7520 و DSE5520 را نمی‌توان به‌وسیله‌ی MSC لینک متصل کرد
و در حالت چند دستگاهی با کنترل‌کننده‌های اصلی مانند DSE8660, DSE7560 یا DSE5560 استفاده کرد.

MSC یک سیستم انتقال اطلاعات سریع است. لذا باید با کابل‌هایی مناسب این کار اتصال پیدا کند.
کابل پیشنهادی خود DSE و یا Belden 9841 مناسب این کار است

ماکسیمم طول MSC‌نباید بیشتر از ۲۴۰ متر شود. اگر می‌خواهید طول بیشتر شود باید از DSE124 استفاده کنید

مطمئن شوید که مقاومت ته خط وصل شود.
این مقاومت با هر کنترل‌کننده‌ی دیپسی که قابلیت MSC‌ دارد در کارتن آن قرار داده‌می‌شود

 

لینک مقاله زبان اصلی

 

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی
دیدگاه کاربران
12 دیدگاه
  • عبدالله حسن زاده ۸ مرداد ۱۴۰۰ / ۱۱:۰۵ ب٫ظ

    سلام و خسته نباشید خدمت عوامل ماه صنعت انرژی. مطالب و مقالاتتون بسیار خلاصه و مفید هستند. ممنون.

  • محمد ابراهیم ۲ مرداد ۱۴۰۰ / ۵:۳۵ ب٫ظ

    سلام
    خدا قوت
    آیا با برد 8620 می شود به اهداف ذیل را اجرا نمود؟ :
    1. سنکرون کردن دیزل ژنراتور با برق شهر ( در این حالت اگر بهر دلیلی برق شهر از سمت پست قطع شود ، امکان دارد کل بارهای منطقه خارج از محدوده مصرف مجموعه به دیزل منتقل شود . لذا آیا امکان باز شدن کلید برق شهر قبل از تریپ ژنراتور با این برد میسر است )

    2. انتقال بار از برق شبکه به دیزل و از دیزل به شبکه بدون چشمک زدن .

    در صورت نیاز به راهنمایی بیشتر و اخذ نقشه ها ی لازم به شکل باید هماهنگی شود ؟

    با تشکر

    • گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی ۱۳ آبان ۱۴۰۰ / ۷:۵۴ ب٫ظ

      نه حفاظت rocof و vector shift عمل می کنه

  • سامان ۲۶ بهمن ۱۳۹۸ / ۱۱:۰۹ ق٫ظ

    سلام .ممنون از اطلاعات مفیدتون
    جناب مهندس یه مشکل دارم ممنون میشم اگه راهنمایی بفرمایید
    سه تا ژنراتور با هم و با شبکه سنکرون شده اند که یکیشون خراب شده و از مدار خارجه .اما دوتای دیگه که با هم کار میکنند یکیشون خطای reverse power میده که یعنی خودش یه مصرف کننده شده مشکل از کجاست بنظرتون؟
    ممنون میشم راهنمایی کنید
    سپاس از سایت و مطالب خوبتون

    • محسن ترابی ۲۶ بهمن ۱۳۹۸ / ۱:۳۵ ب٫ظ

      سلام. احتمالا در سیستم تقسیم بار کنترلرها یا سیستم گاورنر دیزل ها و یا ترانس های جریان مشکل وجود داره. نیاز به بررسی متخصص هستش.

  • هاشم ۱۰ دی ۱۳۹۸ / ۶:۴۳ ب٫ظ

    سلام خسته نباشید یک سوال اگه میتونید راهنماییم کنید ما چند تا ژنراتور داریم که با هم سنکرون میشن تا حالا مشکل نداشتیم ولی امروز وقتی با هم سنکرون شدن یکی از ژنراتورها تقریبا ۲۰۰آمپر بیشتر از بقیه جریان میکشه ممنون میشم جواب بدین در ضمن با برد Dse8610 کنترل میشوند

    • محسن ترابی ۱۰ بهمن ۱۳۹۸ / ۱۱:۰۰ ق٫ظ

      چندین علت می تونه داشته باشه
      ۱- سیستم لود شیرینگ مشکل پیدا کرده باید کامل بررسی کنید
      ۲-اگر تفاوت توان اکتیو هستش امکان داره یکی از دیزل ها گاورنرش مشکل پیدا کرده باشه.
      ۳- اگر تفاوت توان ها راکتیو هستش امکان داره AVR یکی از ژنراتور ها ‌مشکل پیدا کرده.
      ۴- امکان داره CT‌ها مشکل پیدا کردن

  • رامین زهره مغانلو ۱۳ مرداد ۱۳۹۸ / ۶:۰۳ ب٫ظ

    سلام مهندس عزیز
    خوشحالم که یکی از همکلاسی های دوران دانشگاه در یک حوزه باهم کار میکنیم
    رامین زهره مغانلو

  • علی ۶ مرداد ۱۳۹۸ / ۱:۵۱ ق٫ظ

    با سلام.ممنون از مطالب خوبتون.لطفا در مورد سنکرون کردن یک دیزل ژنراتور با شبکه فشار متوسط هم راهنمایی بفرمایید.نقشه سیم بندی این اتصال به رله deepsea به چه صورت است؟با تشکر

    • محسن ترابی ۲۶ بهمن ۱۳۹۸ / ۱:۴۰ ب٫ظ

      سلام تفاوتی بین سنکرون LV و MV وجود نداره. در حالت MV باید از ترانس ولتاژ هم استفاده بشه. و اینکه تو بحث MV بیشتر حفاظت ها با LV متفاوت هستش که کامل مقالات حفاظت ژنراتورها در وبسایت قرار گرفته که می تونید مطالعه کنید. همچنین برای وایرینگ می تونید از منوال برد مورد نظر استفاده کنید معمولا کامل و دقیق هستند.

  • ارژنگ کوه سرخ ۸ فروردین ۱۳۹۸ / ۱۱:۳۴ ب٫ظ

    سلام ، بسیار متشکرم از مطالب مفید .

    • admin ۹ فروردین ۱۳۹۸ / ۱:۲۰ ق٫ظ

      خوشحالیم که مطالب ما مفید واقع شده اند.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.