¿Cómo se sincronizan varias fuentes de alimentación en una red que utiliza un anillo de distribución?

Question

Una gran red de distribución pueden funcionar como este. Hay varios estación de energía de cada salida de 50 Hz CA. Cada estación de energía que se alimenta de la energía en una subestación de al lado que aumenta la tensión y, a continuación, se alimenta de la energía en una línea eléctrica y que powerline va a una subestación cerca de los clientes. El acuerdo es que los clientes realmente no queremos depender de una sola estación y que solo powerline así que he diseñado un anillo de distribución - hay una cadena de subestaciones de alta tensión conectados a la otra y cada estación de energía que se alimenta de la energía en ese anillo - cada subestación en el anillo está conectado a dos de sus vecinos y también a la estación de energía. El diseño más avanzado, es que cada estación de energía conectado a dos de las subestaciones mediante una línea eléctrica.

Ahora la electricidad "mueve" a la velocidad de la luz, que es alto, pero aún finito y sobre la distancia de decenas e incluso cientos de kilómetros de la diferencia de fase entre las diferentes centrales serán notables y debido a que la diferencia de fase de alimentación diferentes estaciones deben cancelar parcialmente el uno al otro.

Si varias centrales de energía eléctrica se conecta a un único punto que podría haber sido sincronizado correctamente, pero en el se describe el programa de instalación no hay un único punto, hay varias subestaciones separados por largas líneas de transmisión eléctrica, formando un anillo cerrado y por lo que se ve como algo que siempre va a estar fuera de fase con algo más.

Cómo es la sincronización, es posible, en tales condiciones?

Answer 1

Digamos que su hipotético sistema de anillos es exactamente 1/2 de la longitud de onda en la circunferencia.

Ahora, supongamos que usted comience a cada generador mediante la sincronización a la frecuencia local, que es como se hace en la vida real. (En realidad de antaño, con tres bombillas en los viejos días, utilizando un voltaje; en estos días el uso de un auto-synchroniser.)

Las caras de reloj representan fase, medido en contra de una referencia global (GPS decir el tiempo). Nosotros no, de hecho, tenemos un problema. En la apertura del disyuntor hay 180 grados de diferencia de fase, y el cierre de la última breaker es probable que para hacer algo de explotar.

El truco es que los generadores se inició en sincronización con lo que la frecuencia local, pero una vez que se ejecutan, son lentamente ajustado a estar en sincronismo con la común referencia de fase - decir la hora del GPS.

Ahora sólo tiene un 45 grados de diferencia de fase entre el interruptor abierto, que es más manejable.

En la práctica, ninguna parte de un sistema de anillo como este sería un octavo de la longitud de onda larga (1000km?) por lo que la diferencia de fase sería de menos de 45 grados.

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En la práctica, nunca he oído hablar de que esto sea un problema. Posiblemente porque el mundo real, las redes no son lo suficientemente largos; o el GPS fase de sincronización se implementa como las anteriores; o posiblemente debido a que las redes de transmisión no están construidos como anillos, pero como en lugar más densamente conectado mallas donde hay muchos cortos conexiones entre los nodos, los cuales actúan para igualar la frecuencia dentro de los locales de la "vecindad" de las subestaciones.

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Para más detalles sobre la verificación de la sincronización de los relés y de auto-synchronisers, ver el artículo 22.8 del Sistema de Energía de las Mediciones - Synchronisers en la Areva/Alstom/Schneider libro de la Red de Protección y Automatización de la Guía, edición 2011 (NPAG). Alstom NPAG página. NPAG 2011 en Scribd.

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Actualización: a pesar de la limpieza de mis archivos de referencia, he encontrado un documento de Fundamentos y Avances en el Generador de Sincronización de Sistemas por Michael J. Thompson, de la SEL Inc, un bien considerado fabricante de sistemas de energía de equipos de protección y control.

El documento es muy interesante, en general, y también incluye algunas pautas con respecto a las tolerancias de voltaje, frecuencia, fase, cuando la sincronización:

Answer 2

En primer lugar, si vas a tener un anillo que usted necesita para asegurarse de que es del tamaño de un número entero de longitudes de onda. Habiendo hecho eso, el fuego de una sola estación de energía y aplicar el anillo. Cada punto de distribución tendrá una señal en una determinada fase.

Es entonces obvio que usted no necesita estar en fase con el sistema, sólo su punto de conexión al sistema. Medida de la fase local y puesta en marcha de los generadores en fase con el.

Una versión más pequeña de este se aplica a la rejilla-lazo de los inversores utilizados con paneles solares. Tienen la sensación de que la fase de la red y aplicar el poder de forma aditiva. Como resultado, se suelen apagar cuando se desconecta de la red eléctrica, para evitar problemas al intentar conectar de nuevo en una fase diferente.

Answer 3

Las centrales no tienen que ser exactamente sincronizada con la red - una pequeña diferencia de ángulo de fase es aceptable, y de hecho es necesario para empujar la energía a la red.

El flujo de real de energía depende de la fase de diferencia entre el origen y el destino. Ver https://en.wikipedia.org/wiki/Quadrature_booster

El flujo de reactiva de la batería depende de la tensión de la diferencia entre el origen y el destino. Ver https://en.wikipedia.org/wiki/Static_VAR_compensator

Una de las ventajas de los sistemas de transmisión HVDC es que elimina cualquier tipo de problemas de estabilidad causada por la diferencia de fase entre la fuente y el destino de los extremos.