Ce guide concerne la configuration du système parallèle du générateur. Il parle des pièces, comment les synchroniser et comment les mettre en œuvre de la bonne manière. Dans le domaine de Ingénierie énergétique utiliser un seul générateur n'est pas toujours la meilleure idée. Parfois, il est préférable d'utiliser des Générateurs qui travaillent ensemble.
Que vous fabriquiez un système électrique pour un hôpital, un centre de données ou une usine, vous devez savoir comment faire fonctionner ensemble les générateurs de manière fluide. C'est la clé pour avoir une alimentation électrique.
1. Qu'est-ce que la configuration du système parallèle du générateur?
La mise en parallèle d'un générateur consiste à connecter deux générateurs ou plus à un jeu de barres.. De cette façon, ils peuvent fournir de l'énergie à la charge. En utilisant un gros générateur de 2 000 kW, vous pouvez utiliser quatre générateurs de 500 kW reliés entre eux..
Pour que les générateurs fonctionnent en parallèle, ils doivent être synchronisés. Cela signifie leur tension, fréquence, l'angle de phase et la rotation de phase doivent correspondre. Si ces éléments ne correspondent pas, cela peut entraîner des problèmes tels qu'une panne mécanique ou des explosions électriques..
2. Avantages de la configuration du système parallèle du générateur
Pourquoi choisiriez-vous un système parallèle plutôt qu'un seul gros générateur? Les avantages sont nombreux, depuis l'économie d'argent jusqu'à la fiabilité..
2.1 Redondance et fiabilité
Vous obtenez la redondance et la fiabilité avec un système. Si un générateur tombe en panne, les autres générateurs peuvent toujours fournir de l'électricité.. C'est ce qu'on appelle la stratégie $N+1$, où $N$ est le nombre de générateurs dont vous avez besoin et $+1$ est le générateur supplémentaire qui est, en veille.
2.2 Évolutivité
La configuration du système parallèle du générateur est également évolutive. Si une installation s'agrandit, vous n'avez pas besoin de remplacer le générateur. Vous pouvez simplement ajouter un autre générateur au système existant. C'est une façon d'économiser de l'argent car vous ne payez que ce dont vous avez besoin.
Les générateurs fonctionnent mieux lorsqu'ils fonctionnent à 70% à 80% de leur capacité. Si un gros générateur ne fonctionne qu'à 20% capacité, cela gaspille beaucoup de carburant. Dans un système, vous pouvez éteindre les générateurs dont vous n'avez pas besoin afin que les autres générateurs puissent fonctionner de manière optimale..
2.3 Entretien facile
Il est également plus facile d'entretenir les générateurs. Vous pouvez mettre un générateur hors ligne pour la maintenance sans couper l'alimentation électrique du bâtiment.. Les autres générateurs peuvent gérer la charge afin que vous n'ayez pas à craindre une perte de puissance..
3. Exigences techniques pour la configuration du système parallèle du générateur
Avant de pouvoir connecter deux générateurs au bus, quatre éléments importants doivent être identiques.. Les nouveaux contrôleurs numériques peuvent le faire automatiquement. Il faut le planifier. Vous devez penser à la rotation des phases. Les deux générateurs doivent avoir la commande, comme L1-L2-L3.
L'amplitude de la tension est également importante. La tension du générateur doit être la même que la tension du bus. Ensuite, il y a la fréquence. Les deux générateurs doivent fonctionner à des vitesses telles que 60 Hz. L'angle de phase est également important. Les ondes sinusoïdales doivent atteindre leur maximum en même temps.
4. Composants clés de la configuration du système parallèle du générateur
Pour faire fonctionner un système parallèle, vous avez besoin de plus que des câbles. Vous avez besoin de beaucoup de pièces comme le matériel et les logiciels qui fonctionnent ensemble.
4.1 Appareillage de commutation en parallèle
C'est le point de connexion où tous les générateurs se rencontrent avant que l'énergie ne soit envoyée au reste de l'installation.. Il a les jeux de barres, disjoncteurs et relais de protection.
4.2 Contrôleur principal numérique
C'est le cerveau du système. Il examine la quantité d’énergie nécessaire et décide quels générateurs allumer, éteindre ou mettre en veille. Il s'assure également que s'il n'y a pas d'électricité, il peut éteindre les choses qui ne sont pas essentielles comme la climatisation du bureau afin que les choses importantes, comme les systèmes de survie continuent de fonctionner.
4.3 Gouverneurs et régulateurs de tension
Ceux-ci aident les générateurs à travailler ensemble et à partager la charge. Ils doivent être capables de prendre en charge les modes de partage de charge Droop ou Isochrone afin qu'un seul générateur ne prenne pas toute la charge.. Faire que les autres s'arrêtent.
5. Stratégies de partage de charge de configuration de système parallèle de générateur
Vous devez décider comment les générateurs partageront la charge.
5.1 Partage de charge en cas de chute
Dans ce mode, la fréquence peut baisser un peu lorsque la charge augmente. Cela permet aux générateurs d'équilibrer eux-mêmes la charge sans avoir à se parler tout le temps.. C'est une façon de faire les choses mais ça veut dire que la fréquence n'est pas toujours la même.
5.2 Partage de charge isochrone
The controllers talk to each other using a fast data link so they can keep the frequency the same, when the load changes. If the load increases all the generators increase their power at the time so the frequency stays the same.
6. Étapes de configuration du système parallèle du générateur
Here is the complete guide.
6.1 Profil de charge
You need to figure out your peak load and your minimum load. This helps you decide how many generators you need. For example if your peak load is 1500kW and your minimum load is 400kW you might want to use three 500kW generators of one 1500kW generator.
6.2 Choisissez la compatibilité du générateur
It is easiest to use generators that’re the same so they all work together well.
6.3 Concevoir la logique de l'appareillage de commutation
You have to decide which generator starts first. Usually you want to rotate which generator is the lead so they all run for the amount of time.
6.4 Configurer le délestage de charge
You have to decide what loads are critical, what loads are essential and what loads are not essential. If one of the generators fails the system has to be able to turn off the -essential loads quickly so the whole system does not shut down.
7. Défis et solutions de configuration du système parallèle du générateur
Here are the common challenges and their solutions.
7.1 Courants circulants
Circulating Currents are a problem when the voltages do not match. The solution is to use the Automatic Voltage Regulators and make sure the cross-current compensation is correct.
7.2 Distorsion harmonique
Harmonic Distortion is something that happens a lot in data centers that use UPS systems. To fix this you can use generators with a kind of winding that helps reduce the third harmonic.
7.3 Échec de communication
Communication Failure is what happens when the data link between the generators is broken. The solution is to set up a plan called “Fail-to-Droop” so the units can still share the load safely even without the data link.
8. Conclusion sur la configuration du système parallèle du générateur
Using a lot of generators in a parallel system is the best way to make sure the power is always on in very important places. When you spread the load across generators that are working together you get a level of reliability and efficiency that one generator cannot provide. Even though setting this up in the beginning requires planning and special equipment, the good things about having extra generators and saving fuel make it the best choice for very important operations.
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