Авр однолинейная схема: типовые схемы подключения на 2 и 3 ввода, на контакторах

Содержание

Схема АВР 380В с ДГУ

В данной статье, речь пойдет о схеме АВР на напряжение 380 В от трех независимых источников питания, в качестве третьего источника питания предусматривается дизель генераторная установка (ДГУ).

Питание потребителей от трех независимых источников питания предусматривается для потребителей 1-й категории особой группы, когда необходима бесперебойная работа для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров в соответствии с ПУЭ 7-издание пункт 1.2.18.

Особенностью данной схемы является то, что при отключенных обоих вводах, в случае аварии или вручную были отключены вводы, например для проверки (ремонта) электрооборудования, производится автоматический запуск ДГУ и подключение к нему нагрузки. При восстановлении напряжения на любом из вводов, происходит автоматическое переключение в исходное состояние. На рис.1 представлена схема АВР с ДГУ выполненная на контакторах в однолинейном изображении.

Рис.1 – Схема АВР с ДГУ на контакторах в однолинейном изображении

В нормальном режиме, питание потребителей напряжением 380В осуществляется от Ввода 1 или Ввода 2 через общий силовой контактор КМ3, который включается через определенную выдержку времени с помощью реле времени КТ1, делается это для того, чтобы питание осуществлялось при наступлении устойчивого режима работы.

Наличие напряжения на каждом из вводом контролируется реле контроля напряжения KV1 и KV2. Переключатель SA1 служит для выбора приоритетного ввода. При наличии напряжения на обоих вводах, первым подключится тот ввод у которого выбран приоритет (положение «1» – первый ввод, положение «0» – оба ввода отключены, положение «2» – второй ввод).

Рис.2 – Схема электрическая принципиальная АВР с ДГУ на контакторах

Принцип работы АВР с основными вводами (Ввод 1 и Ввод 2)

Например при исчезновении напряжения на Вводе 1, срабатывает реле контроля напряжения KV1 и размыкает своими контактами, цепь питания контактора КМ1. При наличии напряжения на Вводе 2, контакты реле KV2 замкнуты и если контактор КМ1 находится в отключенном состоянии, то сработает контактор КМ2, при этом контактор КМ3 находится во включенном состоянии и напряжение потребителям подается через замкнутые силовые контакты контакторов КМ1 и КМ3.

Аналогично выполняется АВР для Ввода 2.

Принцип работы АВР с ДГУ

При пропадании напряжения на основных вводах: Ввод 1 и Ввод 2, происходит замыкание цепи управления генератором, размыкание цепи питания силового контактора КМ3. После того, как генератор запустится и реле контроля напряжения KV3 замкнет свой выходной контакт, начинается отсчет времени с помощью реле времени с задержкой на включение KT2, необходимый для стабилизации выходных параметров генератора. По окончании отсчета, цепь питания контактора КМ4 замыкается и подключается питание генератора.

При восстановлении напряжения на каком либо из основных вводов. Например восстановилось напряжение на Вводе 1, в этом случае срабатывает реле контроля напряжения KV1 и своими контактами замыкает цепь питания контактора КМ1. При этом выходные контакты контактора КМ1 замыкаются и подается питание на реле времени с задержкой на включение KT1.

После окончания отсчета времени, реле времени КТ1 замыкает цепь питания промежуточное реле KL3, которое в свою очередь замыкает цепь питания катушки контактора КМ3 и размыкает цепь питания контактора КМ4, после того как контактор КМ4 отключится, сработает КМ3 и через замкнутые силовые контакты контакторов КМ1 и КМ3 подается напряжение потребителям от основного Ввода 1.

Также рекомендую вам ознакомится со схемой АВР на три ввода с секционным контактором.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Решения для Автоматического Ввода Резерва

Введение

Одним из важнейших требований, предъявляемых к современным системам электроснабжения, является обеспечение бесперебойного и гарантированного питания нагрузок критичных к перерывам питания. Доля таких нагрузок неуклонно возрастает. Это и различные системы безопасности, и оборудование медицинских учреждений, и системы связи и обработки данных, многочисленные непрерывные технологические процессы. В большинстве случаев перерыв в питании этих систем может повлечь экономические потери, связанные с простоем и выходом из строя технологического оборудования, потерей информации, перерывами в работе систем связи, интернет-сайтов и другими последствиями. В ряде случаев перерыв электроснабжения может угрожать безопасности жизни людей, когда речь идёт о реанимационном оборудовании, системах дымоудаления и пожаротушения, аварийном освещении и других важных системах.

Применение высококачественного электрооборудования ведущих производителей, исключение ошибок при проектировании электроустановок и правильная их эксплуатация, конечно, значительно повышают показатели надёжности электроснабжения. Однако, в большинстве случаев необходимо резервирование каналов передачи электроэнергии, чтобы гарантировать питание критичных нагрузок. Системы Автоматического Ввода Резерва (АВР) предназначены для обеспечения автоматического переключения питания с основного источника на резервный при полном пропадании напряжения основного ввода, или если параметры напряжения основного источника отличаются от нормально допустимых.

В Правилах устройства электроустановок тематика АВР освещается в двух разделах, в первую очередь это разделы, касающиеся категорий электроприёмников (п.1.2.17-1.2.21; п.3.3.30-3.3.42):

Электроприёмники первой категории — электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Электроприёмники второй категории — электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприёмники третьей категории — все остальные электроприёмники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

Области применения АВР охватывают все виды промышленных и гражданских объектов. Безусловно, при выборе решения АВР, необходимо учитывать категорию и характер объекта, экономические аспекты, функциональные и технические возможности различных решений.

Пример схемы ГРЩ с применением АВР ATS500

Термины и определения

Автоматический Ввод Резерва (АВР) — устройство, предназначенное для автоматического переключения питания электрических нагрузок от неисправного источника энергии к рабочему источнику.

Основной ввод — ввод электропитания, от которого осуществляется питание всех нагрузок в течение длительного времени.

Резервный ввод — ввод электропитания, от которого осуществляется питание всех (или части) нагрузок во время отсутствия питания на основном вводе либо, если качество электроэнергии основного ввода неудовлетворительно. Во многих случаях в качестве источника резервного электроснабжения применяется дизельная электрическая станция.

Дизельная Электрическая Станция (ДЭС) — источник резервного электроснабжения на базе дизельного двигателя внутреннего сгорания и электрического генератора. Могут применяться и другие типы двигателей.

Программируемый Логический Контроллер (ПЛК) — специализированное электронно-вычислительное устройство, предназначенное для управления технологическим оборудованием.

Схемы АВР

Выбор той или иной схемы АВР определяется в первую очередь областью применения и категорией потребителей, а также возможностью разделения нагрузок на секции.

Два взаимно резервированных ввода от сети работают на одну секцию потребителей. Вводы могут быть равнозначными либо один из них может быть приоритетным. Приоритет вводов может настраиваться.
Два взаимно резервированных ввода работают на одну секцию потребителей. Первый ввод от сети, второй — от резервного источника. Ввод от сети приоритетный по отношению к вводу от резервного источника.
Два независимых ввода от сети, работающие на две секции потребителей. Резервирование осуществляется за счёт секционного аппарата.
Два независимых ввода от сети, работающие на две секции потребителей (схема «крест»). Резервирование осуществляется за счёт переключения секции потребителей на другой ввод.
Два независимых ввода, работающие на две секции потребителей. Первый ввод от сети, второй — от резервного источника. Резервирование осуществляется за счёт переключения потребителей на резервный ввод. Первая секция потребителей обычно назначена неприоритетной при работе от резервного источника
Два независимых ввода от сети, работающие на две секции потребителей (схема «крест»). Резервирование осуществляется за счёт переключения секции потребителей на другой ввод.
Три взаимно резервированных ввода, работающие на одну секцию потребителей. Два ввода от сети, третий — от резервного источника. Оба ввода от сети являются приоритетными по отношению к вводу от резервного источника. Взаимный приоритет вводов от сети может настраиваться.
Три взаимно резервированных ввода, работающие на одну секцию потребителей. Два ввода от сети, третий — от резервного источника. Оба ввода от сети являются приоритетными по отношению к вводу от резервного источника. Взаимный приоритет вводов от сети может настраиваться.
Два независимых ввода от сети работают на две секции потребителей. Дополнительно, третий ввод от резервного источника подключается на первую секцию. Резервирование осуществляется за счёт секционного выключателя. Вторая секция потребителей может быть назначена неприоритетной при работе от резервного источника.
Два независимых ввода от сети работают на две секции потребителей. Дополнительно, третий ввод от резервного источника подключается на вторую секцию. Резервирование осуществляется за счёт секционного выключателя. Первая секция потребителей может быть назначена неприоритетной при работе от резервного источника.
Два независимых ввода от сети работают на три секции потребителей. Дополнительно, третий ввод от резервного источника подключается на третью секцию. Резервирование осуществляется за счёт секционных выключателей. Первая и вторая секции потребителей могут быть назначены неприоритетными при работе от резервного источника.
Два независимых ввода от сети работают на три секции потребителей. Дополнительно, третий ввод от резервного источника подключается на третью секцию. Резервирование осуществляется за счёт секционных выключателей. Первая и вторая секции потребителей могут быть назначены неприоритетными при работе от резервного источника.
Два независимых ввода от сети работают на три секции потребителей. Дополнительно, третий ввод от резервного источника подключается на третью секцию. Резервирование осуществляется за счёт секционных выключателей. Первая и вторая секции потребителей могут быть назначены неприоритетными при работе от резервного источника.
Два независимых ввода от сети и два ввода от резервных генераторов, работают на две секции потребителей. Резервирование осуществляется за счёт секционного выключателя.
Два независимых ввода от сети и два ввода от одного резервного генератора, работают на две секции потребителей. Резервирование осуществляется за счёт секционного выключателя.

Основные элементы АВР

Коммутационные аппараты для АВР

Основными коммутационными аппаратами, применяемыми в системах АВР, являются:

Контактор. Самым простым коммутационным аппаратом, применяемым в АВР, является электромеханический контактор. Преимущество контакторов заключается в том, что электромагнитный привод является его неотъемлемой частью, а управление им производится без каких-либо дополнительных аксессуаров. Серьёзным достоинством контакторов является их быстродействие и высокая коммутационная износостойкость.
Тем не менее, при применении контакторов в схемах АВР, использование механической блокировки является обязательным условием. Кроме того, контактор не является аппаратом защиты, поэтому схему АВР необходимо дополнить автоматическими выключателями или предохранителями.

Реверсивный выключатель нагрузки с моторным приводом. Основные преимущества при применении реверсивных выключателей нагрузки с моторным приводом для схем АВР — компактность и надёжность. Механическая блокировка является неотъемлемой конструктивной частью аппарата. Моторный привод обеспечивает автоматическое переключение контактной группы.

Коммутационный аппарат автоматического переключения (КААП). Электрический аппарат, включающий в одном корпусе группу силовых контактов, моторный привод, микропроцессорное устройство и другие вспомогательные элементы, необходимые для контроля цепей питания и переключения нагрузки от одного источника питания к другому. Механическая блокировка является неотъемлемой конструктивной частью аппарата. Серьезным преимуществом аппарата является его компактность, а также минимальное количество внешних элементов и подключений.

Автоматический выключатель с моторным приводом. Самым распространённым коммутационным аппаратом для схем АВР является автоматический выключатель с моторным приводом. Автоматический выключатель сочетает функции защиты и коммутации в одном электрическом аппарате. Современные автоматические выключатели с электронными расцепителями защиты также позволяют реализовать дополнительные функции коммуникации, диспетчеризации и мониторинга.

Управляющие устройства АВР

Важное влияние на технические и функциональные параметры АВР оказывает система управления. Основные функции системы управления АВР – контроль наличия напряжения на вводах, управление коммутационными аппаратами и резервным генератором. Дополнительно, система управления может обеспечивать сигнализацию, мониторинг и дистанционное управление. В качестве элементной базы для систем управления могут применяться:

Схемы на основе релейной логики. Схемы на реле выгодно использовать для несложных схем АВР. Однако, с ростом требований к функциональным возможностям, количество элементов в схеме значительно возрастает. С одной стороны, это приводит к росту габаритов и стоимости системы, с другой снижает надёжность.

Специализированные блоки управления. Основное преимущество таких блоков заключается в том, что все внутренние соединения и программирование выполнено в заводских условиях, а также протестировано. Все элементы находятся в общем корпусе с высокой степенью защиты со стороны панели управления. Блоки управления позволяют настраивать все необходимые параметры АВР.

Программируемые логические контроллеры. Для реализации наиболее сложных схем АВР предпочтение следует отдать ПЛК. Они позволяют реализовать самые широкие возможности и гибкую реализацию основных функций системы управления для всех вариантов схем. При этом дополнительные функции, изменение настроек или алгоритма управления чаще всего не требуют применения дополнительного оборудования.

Человеко-машинный интерфейс

Для организации взаимодействия персонала, обслуживающего электроустановку, системой АВР предусматривается набор элементов индикации и управления – человеко-машинный интерфейс. Он позволяет контролировать состояние коммутационных аппаратов, наличие напряжения на вводах и, при необходимости, управлять АВР в ручном режиме.
Простейшим вариантом исполнения интерфейса являются сигнальные лампы, кнопки и переключатели. Более эффективным является построение человеко-машинного интерфейса на основе жидкокристаллических дисплеев. В зависимости от применяемых средств управления такие дисплеи могут быть монохромными или цветными, сенсорными или с клавишами.
Кроме базовых возможностей отображения состояния АВР и управления, дисплеи позволяют фиксировать события и настраивать многочисленные параметры. В дополнение к элементам интерфейса, установленным непосредственно на электроустановке, АВР с электронной системой управления может оснащаться также дистанционным интерфейсом.

Функциональные свойства АВР

Устройства АВР значительно различаются по функциональным возможностям и быстродействию. Для выбора того или иного варианта решения можно воспользоваться рядом критериев.

Блокировки. В большинстве случаев параллельное соединение вводов нежелательно либо недопустимо. Для исключения параллельного соединения вводов могут применяться блокировки.

Механическая блокировка. Достигается путём применения механических аксессуаров, которые исключают возможность одновременного включения двух аппаратов. Возможность установки механической блокировки определяется как конструкцией коммутационных аппаратов, так и схемой их соединения.
Так, реверсивные выключатели нагрузки имеют механическую блокировку, как неотъемлемую часть их конструкции. Для всех типов автоматических выключателей и контакторов возможна механическая блокировка двух аппаратов. Для ряда воздушных выключателей возможна также механическая блокировка трёх аппаратов.

Электрическая блокировка. Применяется в тех случаях, когда обеспечить механическую блокировку невозможно. Электрическая блокировка исключает возможность подачи управляющего сигнала на обмотки контакторов или моторные приводы выключателей. В ряде случаев электрическая блокировка реализуется на программном уровне.

Питание цепей управления. Немаловажное значение имеет организация питания системы управления АВР, так как от надёжного питания цепей управления зависит работа АВР в целом. Фактически в составе автоматики может быть встроена схема АВР для цепей оперативного тока. Как правило, для этого используется система сблокированных контакторов.

Диагностика. Для АВР с электронными системами управления характерно наличие встроенных средств диагностики. Они позволяют вовремя обнаруживать неисправности системы управления и коммутационной аппаратуры и, таким образом, снижают вероятность внезапных отказов АВР.
Электронные системы управления АВР осуществляют непрерывную самодиагностику и, в случае выявления проблем, немедленно о них сигнализируют.

Заключение

В данной статье была рассмотрена основная информация по решениям для систем автоматического ввода резерва низкого напряжения.

Более полную информацию по данной теме можно прочитать в специализированной брошюре “Автоматический Ввод Резерва. Обзор решений“, где в том числе подробно разобраны решения ABB для систем АВР.

Системы и методы управления возбуждением генератора

Системы возбуждения

Системы возбуждения можно определить как систему, которая подает ток возбуждения на обмотку ротора генератора. Хорошо спроектированные системы возбуждения обеспечивают надежность работы, стабильность и быструю переходную характеристику.

Четыре распространенных метода возбуждения включают:

Шунт или самовозбуждение
Система повышения возбуждения (EBS)
Генератор с постоянными магнитами (PMG)
Вспомогательная обмотка (AUX).

Каждый метод имеет свои индивидуальные преимущества. Во всех методах используется автоматический регулятор напряжения (AVR) для подачи постоянного тока на статор возбудителя. Выход переменного тока ротора возбудителя выпрямляется на вход постоянного тока для основного ротора генератора. Более продвинутые системы используют дополнительный вход в AVR. В этой статье будут рассмотрены конструкция, функции и применение каждого метода, а также приведены диаграммы и иллюстрации для каждого из них.

Автоматический регулятор напряжения (АРН)

Конструкция АРН зависит от используемого возбуждения. Все они получают входные данные от статора генератора, когда он вращается. АРН с возможностью получения второго входа для уменьшения или устранения внутренних гармоник, вызванных сигналами обратной связи нагрузки, используются для приложений с нелинейной нагрузкой. Обычно используются два типа:

Силиконовый управляемый выпрямитель (SCR) — измеряет уровень мощности статора и определяет его срабатывание по напряжению возбудителя. Может вызвать проблемы при использовании с нелинейными нагрузками.
Полевой транзистор (FET) — воспринимает уровень мощности от статора и преобразует его в сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на возбудитель. Этот стиль AVR можно использовать для методов возбуждения. Нелинейные нагрузки не вызывают обратной связи, приводящей к сбоям возбуждения.

Шунт или самовозбуждающийся

Шунтирующий метод отличается простой и экономичной конструкцией для подачи питания на АРН. Этот метод не требует дополнительных компонентов или проводки. При возникновении проблем поиск и устранение неисправностей упрощается за счет меньшего количества компонентов и проводки для проверки.

Когда генератор вращается, статор подает входное напряжение на АРН. Кроме того, АРН имеет датчики, которые контролируют выход статора.

АРН обеспечивает питание возбудителя и выпрямляет его до постоянного тока. Ток индуцируется на статоре для выхода нагрузки.

Самым большим недостатком этой системы является то, что на АРН влияет нагрузка, которую питает генератор. Когда нагрузка увеличивается, напряжение начинает уменьшаться, и АРН должен подавать больший ток на возбудитель, чтобы удовлетворить спрос. Это доводит AVR до предела. Если AVR выходит за его пределы, поле возбуждения разрушается. Выходное напряжение уменьшается до небольшой величины.

Если произойдет короткое замыкание в цепи питания АРН, генератор не будет иметь источника возбуждения. Это приводит к потере выходной мощности генератора.

Генераторы с шунтирующим или самовозбуждающимся методом могут использоваться на линейных нагрузках (постоянная нагрузка). Генераторы с этим методом возбуждения не рекомендуются для приложений с нелинейными нагрузками (переменная нагрузка). Гармоники, связанные с нелинейными нагрузками, могут вызвать пробой поля возбуждения.

Система повышения возбуждения (EBS)

Система EBS состоит из одних и тех же основных компонентов, обеспечивающих входы и получающих выходы от AVR. Дополнительными компонентами в этой системе являются:

Модуль управления усилением возбуждения (EBC)
Повышающий генератор возбуждения (EBG).

EBG установлен на ведомом конце генератора. Внешний вид такой же, как у постоянного магнита. EBG подает питание на контроллер при вращении вала генератора.

Модуль управления EBC подключен параллельно к AVR и возбудителю. EBC получает сигнал от AVR. При необходимости контроллер подает на возбудитель различные уровни тока возбуждения, которые зависят от потребностей системы.

Дополнительный источник питания системы возбуждения поддерживает требования к нагрузке. Это позволяет запустить генератор и восстановить напряжение возбуждения.

Эта система возбуждения не рекомендуется для приложений с длительным питанием. Он предназначен для аварийного или резервного питания. Когда генератор запускается, система EBS отключается до тех пор, пока не будет достигнута рабочая скорость. EBG все еще генерирует энергию, но контроллер не распределяет ее.

Система допускает динамическую реакцию, менее дорогая и соответствует требованиям по обеспечению 300% тока короткого замыкания. Нелинейные нагрузки, такие как запуск двигателя, улучшаются по сравнению с методом шунта или с самовозбуждением.

Генератор на постоянных магнитах (PMG)

Генераторы, оснащенные постоянными магнитами, относятся к наиболее известным методам с раздельным возбуждением. На ведомом конце вала генератора установлен постоянный магнит.

PMG подает изолированное питание на АРН, когда вал генератора вращается. АРН использует дополнительную мощность при питании нелинейных нагрузок, таких как; запуск моторов.

При вращении вала генератора создается чистый, изолированный, непрерывный трехфазный сигнал.

Некоторые из преимуществ использования генераторов, оснащенных методом возбуждения PMG:

Поле возбуждения не разрушается, что позволяет устранить устойчивые неисправности короткого замыкания.
Изменение нагрузки не влияет на поле возбуждения.
Напряжение создается при первоначальном запуске и не зависит от остаточного магнетизма в поле.
При пуске двигателя поле возбуждения не разрушается из-за отсутствия питания АРН.

Система PMG увеличивает вес и размер со стороны генератора. Это наиболее часто используемый метод возбуждения для приложений, в которых используются двигатели с пуском и остановом, а также другие нелинейные нагрузки.

Вспомогательная обмотка (AUX)

Метод вспомогательной обмотки используется уже много лет. Область применения варьируется от морского до промышленного применения и более практична в более крупных установках.

Этот метод имеет отдельное поле возбуждения, однако не использует компонент, прикрепленный к ведомому концу вала генератора. В этих методах для дополнительного возбуждения используется вращение вала и постоянный магнит или генератор.

В статор установлена дополнительная однофазная обмотка. По мере вращения вала генератора основные обмотки статора подают напряжение на АРН, как и во всех вышеперечисленных способах.

Дополнительные однофазные обмотки подают напряжение на АРН. Это создает дополнительное напряжение возбуждения, необходимое при питании нелинейных нагрузок.

Для приложений с линейной нагрузкой могут использоваться методы возбуждения шунтирования, EBS, PMG и AUX. Шунтовое возбуждение является наиболее экономичным методом.

Для приложений с нелинейной нагрузкой можно использовать методы возбуждения EBS, PMG и AUX. Возбуждение PMG является наиболее распространенным и широко используемым.

>>Вернуться к статьям и информации<<

Управление синхронными генераторами с компенсацией падения и перекрестного тока.

Детали: Автор Стефанос Спанопулос, МИЭТ

Возбуждение синхронного генератора обычно осуществляется с помощью АРН (автоматического регулятора напряжения), который использует напряжение и/или ток генератора в качестве входных данных для регулирования его выходного сигнала до заданного значения.

АРН включают различные режимы управления для оптимизации производительности в зависимости от того, подключен ли генератор к сети или в автономном режиме. Поэтому их можно настроить на поддержание напряжения, коэффициента мощности или реактивной мощности.
В этом отчете мы проанализируем принцип работы режима управления напряжением АРН, известного как компенсация падения напряжения, когда один или несколько генераторов работают в изолированном режиме или подключены к сети. Основываясь на ограничениях управления статизмом, мы изучим методы улучшения его характеристик и сравним его с методом компенсации перекрестного тока.

1. Режим управления напряжением — компенсация спада

В режиме управления напряжением или спада АРН регулируется характеристикой спада, которая показана на следующем рисунке.

Рис. 1. Зависимость уставки V АРН от реактивной мощности Q

Характеристика наклона представляет собой график зависимости уставки напряжения V АРН от реактивной мощности, вырабатываемой генератором. Эта уставка регулирует напряжение на клеммах генератора в изолированном режиме.
Интерпретация приведенного выше графика заключается в том, что по мере увеличения потребности в реактивной мощности генератора напряжение на клеммах генератора уменьшается. Уставка в АРН выбирается таким образом, чтобы, когда подаваемая генератором реактивная мощность Q равнялась нулю, напряжение генератора VN равнялось номинальному напряжению. Если начальная уставка АРН не изменена, VL будет напряжением из-за падения напряжения, которого достигнет напряжение на клеммах генератора при работе в автономном режиме против реактивной нагрузки QL.
Генерируемая реактивная мощность рассчитывается на основе сигналов напряжения и тока генератора, возвращаемых обратно в АРН. Компенсация падения задается как процентное падение номинального напряжения VN для максимальной генерируемой реактивной мощности QL. В зависимости от АРН максимальная реактивная мощность обычно определяется либо как реактивная мощность, отдаваемая при номинальном коэффициенте мощности, либо как номинальное значение МВА генератора.
Параметр Droop может принимать значения от 0 %, что эффективно отключает droop, до максимального значения, обычно равного 20 %, что может привести к падению VL до 0,8 о.е. Обычно выбирается значение 4-6%.

Компенсация статизма — это метод управления, разработанный, когда генератор подключен к сети, поэтому он не требуется, когда один генератор находится в изолированном режиме.
С другой стороны, при подключении к сети требуется компенсация спада, и характеристика спада используется ниже для объяснения управления АРН.

Рис. 2. Представление управления АРН при подключении к сети.

Когда генератор напрямую подключен к сети, напряжение сети VG является фиксированным и не может контролироваться АРН. Любая потребность в реактивной мощности от генератора приведет к изменению уставки внутреннего напряжения АРН V в соответствии с новой потребностью. Таким образом, на диаграмме на рисунке 4 повышенная потребность в реактивной мощности QL приводит к увеличению уставки АРН с VG до VL из-за управления компенсацией спада.

2. Режимы работы генератора

В зависимости от топологии сети можно выделить следующие сценарии работы:

Работа в островном режиме в качестве автономного генератора.
Синхронизировано с сетью.
Работа в изолированном режиме, но параллельно с другими генераторами.

Эти три сценария анализируются отдельно ниже.

2.1. Работа в островном режиме с одним генератором

Это самый простой случай с точки зрения управления АРН, так как в цепи есть только один активный компонент, который может влиять на напряжение на сборной шине и реагировать на любые изменения реактивной нагрузки.

Одиночная синхронная машина, работающая в изолированном режиме, отвечает только за два действия:

Регулировка напряжения на сборной шине до требуемого номинального уровня.
Обеспечьте нагрузку требуемой реактивной мощностью и быстро реагируйте на любые изменения нагрузки, чтобы удовлетворить спрос в любое время.

На приведенной ниже диаграмме представлен описанный простой случай.

Рис. 3. Один генератор в автономном режиме с контактом включения статического режима.

В этом случае АРН не требует компенсации спада для управления своим выходом. Для устранения эффекта спада напряжения, который в противном случае привел бы к падению напряжения в цепи при любом увеличении реактивной нагрузки, есть две возможности:

Установите настройку спада в АРН на ноль %.
Замкните контакт включения статического режима, показанный на схеме выше, чтобы ток комбинированного трансформатора тока не протекал в АРН.

2.2. Синхронизировано с сеткой

В случае подключения к сети АРН требуется компенсация спада для управления выходным сигналом. Конфигурация схемы и характеристика спада для этого случая представлены на рисунках 3 и 4 соответственно.

Рис. 4. Один генератор, синхронизированный с сетью.

Приведенная выше конфигурация показывает, что с помощью простого контакта можно включить или выключить статизм, что позволяет гибко отключать его при автономной работе и включать перед подключением к сети. Это устраняет нежелательный эффект напряжения ниже номинального при автономной работе.

2.3. Автономная работа с параллельно включенными генераторами

В случае островной работы с по крайней мере двумя генераторами, подключенными параллельно для питания нагрузки, управление напряжением и требованиями к реактивной мощности должно быть распределено между параллельно включенными генераторами.

Для этого есть два метода управления АРН генератора:

Управление с компенсацией падения напряжения.
Управление с компенсацией перекрестного тока.

2.3.1. Управление с компенсацией спада

В этом случае должны выполняться следующие условия:

Генераторы должны быть одинаковой мощности.
АРН должны иметь одинаковую характеристику снижения и одинаковые настройки.

В простейшем случае АРН могут работать в режиме компенсации статического режима для равномерного распределения реактивной нагрузки. Соответствующая диаграмма показана ниже.

Рис. 5. Островной режим с двумя генераторами, включенными параллельно в режиме статизма.

Два генератора на рис. 5 в равной степени делят реактивную нагрузку, подключенную в соответствии с характеристикой статизма АРН и применяемой настройкой.

Хотя этот режим управления идеален при наличии подключения к сети, в изолированном режиме выходное напряжение зависит от потребности в реактивной мощности. Таким образом, по мере увеличения потребности в реактивной мощности выходное напряжение генераторов уменьшается из-за компенсации спада.

2.3.2. Управление с компенсацией перекрестных токов

Компенсация перекрестного тока или дифференциальная реактивная мощность — это метод, который позволяет двум или более параллельно включенным генераторам равномерно распределять реактивную нагрузку при соблюдении следующих условий:

Нет подключения к сети, т. е. генераторы работают в изолированном режиме. .
Генераторы одинакового размера.
АРН имеют одинаковую характеристику снижения, которая установлена на максимальное значение.

Вторичная проводка составных трансформаторов тока всех генераторов, которые должны быть подключены параллельно, должна быть соединена между собой. Ниже приведена конфигурация проводки для двух генераторов, настроенных для компенсации перекрестных токов.

Рис. 6. Островной режим с двумя генераторами, включенными параллельно, с компенсацией перекрестных токов

В соответствии с этим методом один и тот же ток развивается через составные ТТ генераторов, включенных параллельно, поскольку они идентичны, и когда ССС контакт замыкается, он перестает течь через АРН, а течет только через ТТ.
Приведенная выше конфигурация показывает, что с помощью простого контакта CCC может быть включен или отключен, что позволяет гибко включать его при работе в автономном режиме и отключать его перед подключением к сети.