Asynchronní generátory v energetice

Asynchronní generátor používaný v malých a středních energetických zdrojích je v současnosti nejčastějším zdrojem elektrické energie. Pro svoji jednoduchost, spolehlivost a cenu je s oblibou nasazován v malých vodních a větrných elektrárnách, v levných elektrocentrálách i kogeneračních jednotkách. Neprávem je nasazování asynchronních generátorů větších výkonu (nad 250 kW) omezováno díky proudovému rázu při jeho připojování k distribuční síti. Většina dodavatelů řídicích systémů nedokáže efektivně vyřešit bezrázové připojování asynchronního generátoru k distribuční síti přesto, že existuje velmi jednoduchý a levný způsob jak toho dosáhnout.



Bezrázové fázování
S problematikou připojení asynchronního generátoru k distribuční síti se setkala většina provozovatelů těchto malých energetických zdrojů. Samotný generátor potřebuje pro svoji činnost jalovou energii, kterou mu dodává síť. Spojení asynchronního generátoru se sítí proto nutně vyvolá proudový ráz, jehož velikost je dána konstrukčními parametry generátoru a jeho stavem v momentě fázování. Proudový ráz může dosáhnout 7 až 10ti násobku jmenovitého proudu generátoru. Tyto rázy jsou nežádoucím jevem, který zhoršuje parametry el. energie v distribuční síti. Snahou provozovatelů distribučních sítí je negativní vlivy maximálně omezit tím, že nepřipojí do sítě výrobnu, která nesplňuje podmínky provozovatelů distribučních soustav. Zájmem každého výrobce je proudové rázy omezit aby prodloužil životnost spínacích prvků a minimalizoval proudovou hodnotu hlavního jističe el. přípojky.
K dosažení nejmenšího proudového rázu dodavatelé řídicích systémů minimalizují mechanický ráz připojením generátoru k síti přesně v synchronních otáčkách s nulovým zrychlením. Potom se nejmenší možný proudový ráz rovná ustálené hodnotě jalového proudu generátoru, pokud dojde k sepnutí přesně v době napěťového maxima a proudového minima tohoto proudu. Ve skutečnosti jsou společně spínány všechny 3 fáze. Proto vždy nejméně ve dvou zbývajících fázích mohou hodnoty proudu dosáhnout dvojnásobku ustálené hodnoty jalového proudu. V praxi je obvykle proudový ráz větší, protože regulační agregáty nedokáží přesně stabilizovat otáčky a k jalovému proudu je přičten i proud činného výkonu mechanického rázu. Proudový ráz vyvolá přesycení magnetického obvodu generátoru a to vyvolá další proudový nárůst.
Vhodně řízenou kompenzací lze asynchronnímu generátoru dodat potřebnou jalovou energii a nabudit ho stejně jako generátor synchronní. Přesnou regulací otáček potom není problém srovnat fázi generátoru s fází sítě a poté bez proudového rázu připojit generátor k síti stejně jako generátor synchronní.

 

Ostrovní provoz asynchronního generátoru
Ostrovní provoz je bezprostředně spojen s možností buzení asynchronního generátoru z kondenzátorové baterie. Oproti synchronnímu generátoru má měkčí charakteristiku, obdobnou derivačnímu dynamu, což s ohledem na konkrétní využití může klást vyšší nároky na regulátor napětí.


Text: Vincenc Horník

 

Späť

Aktuálne vydanie

Partnerské periodiká

TriboTechnika


www.tribotechnika.sk

SolarTechnika


www.solartechnika.sk