Parallel Operation of DC Generators

عملکرد موازی ژنراتورهای DC (پارالل) (سنکرون ژنراتور DC)

در این مقاله با عملکرد موازی کردن ژنراتورهای DC -اقداماتی که باید انجام شود و مزایای آن صحبت می کنیم.در سیستم برق مدرن ، معمولاً نیروگاه توسط بسیاری از ژنراتورهای سنکرون متصل به صورت موازی تأمین می شود که به حفظ استمرار عملکرد کمک می کند. امروزه ، یک ژنراتور بزرگ منسوخ شده است. وقتی دو ژنراتور را به طور موازی وصل می کنیم ، باید مواردی را نظر بگیریم و رعایت کنیم

اتصال ژنراتورهای موازی DC

1. ژنراتورها در یک نیروگاه متصل به میله های مسی ضخیم و سنگین به نام باسبار هستند که به عنوان پایانه های مثبت و منفی عمل می کنند. برای اتصال موازی ژنراتورها ، ترمینال مثبت ژنراتورها به ترمینال مثبت باس بار متصل می شوند و پایانه های منفی ژنراتورها همانطور که در شکل نشان داده شده است به ترمینال منفی باس بار ها متصل می شوند.

2. برای اتصال ژنراتور ۲ با ژنراتور ۱ در حال کار ، ابتدا باید سرعت نیرو محرکه  ژنراتور ۲ را به سرعت نامی برسانیم. در این مرحله سوئیچ S₄  بسته می شود.

3. قطع کننده مدار (ولت متر) V2 متصل به سوئیچ باز S2 برای تکمیل مدار بسته است.
4. تحریک ژنراتور ۲ با کمک رئوستای میدان افزایش می یابد تا اینکه ولتاژ برابر با ولتاژ باس بار تولید کند.

4. سوئیچ اصلی S2 سپس بسته می شود و ژنراتور ۲ آماده موازی با ژنراتور موجود است. اما در این نقطه از زمان ژنراتور ۲ باری نمی گیرد زیرا EMF‌ القا شده برابر باس بار است.. شرایط فعلی شناور [۱]نامیده می شود ، به این معنی که آماده تأمین است اما منبع جریانی به بار نمی دهد.

5. برای انتقال جریان از ژنراتور ۲ ، لازم است که m.f القا شده E باید از ولتاژ باسبار (V) بیشتر شود. با تقویت جریان میدای ، القای e.m.f. ژنراتور ۲ می تواند بهبود یابد و تغذیه جریان آغاز شود. برای حفظ ولتاژ باسبار، میدان ژنراتور ۱ تضعیف می شود تا  مقدار ولتاژ ثابت بماند.

جریان میدان توسط   بدست آمده ، که در آن R_a مقاومت سیم پیچ آرمیچر است. عملکرد موازی کردن ژنراتورهای DC

تقسیم بار(Load Sharing) ژنراتورهای DC اتصال موازی

با تنظیم e.m.f. القا شده ، بار به ژنراتور دیگری منتقل می شود ، اما در نیروگاه مدرن ، همه چیز توسط “سیکروسکوپ[۲]” انجام شده است که به گاورنر نیرومحرکه مانند دیزل دستورات لازم را می دهد. بگذارید فرض کنیم که دو ژنراتور دارای ولتاژ بار متفاوت هستند. سپس تقسیم بار بین این ژنراتورها برابر خواهد بود با

مقدار خروجی جریان به مقادیر E1 و E3 بستگی دارد که می توان با رئوستای متغییر ولتاژ باس بار را ثابت نگه داشت.

مزایای عملکرد موازی ژنراتورهای DC

هزینه:

وقتی ژنراتور متناسب با ظرفیت خود تولید برق می کند ، هزینه برق را کاهش می دهد و به راحتی تقاضا و نیاز تامین را مدیریت می کند. در صورت نیاز به برق کمتر ، یک یا چند واحد دیگر می توانند در حالت آماده باش قرار گیرند و هزینه صرفه جویی می شود.

تامین توان مدام :

در صورت خراب شدن ژنراتور ، مختل نمی شود. اگر در یک ژنراتور چیزی اشتباه پیش رود یا مشکلی پیش بیاید ، می توان تامین توان را توسط سایر واحدهای سالم ادامه داد.

نگهداری آسان:

نگهداری روزمره ژنراتور به زمان نیاز است. اما برای تأمین برق نمی توان مانع آن شد.

در ژنراتورهای موازی بررسی روتین می تواند یک به یک انجام شود.

راحتی برای افزایش ظرفیت کارخانه:

تقاضای برق روز به روز در حال افزایش است. برای برآوردن نیاز به تولید برق ، واحد جدید اضافی می تواند به موازات واحدهای در حال اجرا باشد.

اقدامات احتیاطی دراتصال موازی

1. مشخصات هر ژنراتور با یکدیگر متفاوت است. هنگامی که آنها با هم سنکرون می شوند ، سرعت آنها در سرعت کلی سیستم قفل می شود.
2. کل بار سیستم باید در تمام ژنراتورها توزیع شود.
3. برای کنترل پارامترهای موتور باید یک کنترلر وجود داشته باشد.
   این کار را می توان با کنترل کننده های دیجیتال مدرن انجام داد که در بازار وجود دارند.
4. تنظیم ولتاژ در کل سیستم نقش مهمی ایفا می کند.

5.در هنگام اتصال ترمینال ها به باس بار ، باید احتیاط بیشتری انجام شود. اگر ژنراتور با قطبی اشتباه به باسبارمرتبط باشد ، ممکن است منجر به اتصال کوتاه شود.

Parallel Operation of DC Generators

In modern power system, power is usually supplied by many synchronous generators connected in parallel which helps to maintain continuity of plant operations. Now a day’s, isolated one large generator is outdated. When we connect two generators in parallel, they have a tendency to remain in step. By doing some changes in their armature current and by connecting generators properly to the existing bus bar, this problem could be solved.

Connection of Parallel DC Generators

1. The generators in a power plant, connected by heavy thick copper bars, called bus-bars which act as positive and negative terminals. To connect the generators in parallel, Positive terminal of the generators are connected to the positive terminal of the bus-bars and negative terminals of generators are connected to negative terminal of the bus-bars, as shown in the figure.
2. To connect the 2 generators with the 1 existing working generators, first we have to bring the speed of the prime mover of the 2nd generator to the rated speed. At this point switch S₄ is closed.
3. The circuit breaker V₂ (voltmeter) connected across the open switch S₂ is closed to complete the circuit. The excitation of the generator 2 is increased with the help of field rheostat till it generates voltage equal to the voltage of bus-bars.
4. The main switch S₂ is then closed and the generator 2 is ready to be paralleled with existing generator. But at this point of time generator 2 is not taking any load as its induced e.m.f. is equal to bus-bar voltage. The present condition is called floating, that means ready for supply but not supplying current to the load.
5. In order to deliver current from generator 2, it is necessary that its induced e.m.f. E should be greater than the bus-bars voltage V. By strengthening the field current, the induced e.m.f. of generator 2 could be improved and the current supply will get started. To maintain bus-bar voltage, the field of generator 1 is weakened so that value remains constant.

Field current I given byWhere, R_a is resistance of armature winding.

Load Sharing of Parallel Connected DC Generators

The load gets shifted to another generator by adjusting induced e.m.f., but in modern power plant, everything has been done by “sychroscope” which gives instruction to governor of the prime mover. Let us suppose that two generator having different load voltage. Then the load sharing between these generators will beThe value of current output depends upon the values of E₁ and E₃ which could be managed by field rheostats to keep the bus-bars voltage constant.

Advantages of Parallel Operation of DC Generators

Cost Effectiveness:- Electric power cost reduces when generator produce electricity according to their capacity and easily manage demand and supply requirement. If there is less requirement of power, one or more units can be taken on hold or startup visa versa.

Smooth Supply of Power:- In case of breakdown of generator, the supply of power will not get disrupted. If something goes wrong in one generator, the continuity of power can be continued by other healthy units.

Easy to Maintain:- The routine maintenance of generator is required time to time. But for that supply of power cannot be obstructed. In parallel generators the routine checkup could be done one by one.

Easy to Increase Plant Capacity:- The demand of electricity is increasing day by day. To meet the requirement of power generation, additional new unit can run paralleled with the running units.

Precautions During Parallel Connection

1. The specification of each generator is different from one another. When they are synchronized together, their speed are locked into the overall speed of the system.
2. The entire load of the system should be distributed in all the generators.
3. There should be a controller for keeping check on parameters of the engine. This can be done with modern digital controllers which are available in market.
4. Voltage regulation in the whole system plays an important role. In case of voltage drop in one unit compare with other units, end up bearing the whole voltage load of the system of parallel generators.
5. While connecting terminals to the bus-bars, extra precaution should be made. If generator is connected with wrong polarity of the bar, it may result to a short circuit.