Sincronización significa la minimización de la diferencia de voltaje, frecuencia y ángulo de fase entre las fases correspondientes de la salida del generador y el suministro de la red. Un generador de corriente alterna debe estar sincronizado con la red antes de la conexión. No puede entregar la energía a menos que esté funcionando a la misma frecuencia que la red. La sincronización debe ocurrir antes de conectar el generador a la red. La sincronización se puede lograr de forma manual o automática. El propósito de la sincronización es monitorear, acceder, habilitar y tomar automáticamente la acción de control para prevenir anormalidades de voltaje y frecuencia.
Deben seguirse las reglas para la sincronización:
Fluctuación de voltaje:
Cuando un generador está sincronizado con una red eléctrica, normalmente hay una fluctuación de voltaje en la línea de distribución. Durante la sincronización, la fluctuación de voltaje no debe exceder el 3% en el punto de acoplamiento común.
Límites de sincronización:
Los límites que permiten la sincronización son
- Ángulo de fase: +/- 20 grados
- Diferencia máxima de voltaje - 7%
- Frecuencia máxima de deslizamiento: 0,44%
Relés:
Para comprobar la sincronización se debe utilizar un “relé de comprobación de sincronización”. El uso de relés no puede aplicarse a generadores de inducción. El uso del relé de verificación de sincronización es para aceptarlo como respaldo durante la sincronización y garantizar que un generador no se conecte a una línea de distribución muerta.
Sincronización de generadores de inducción:
Para la sincronización de los generadores de inducción, solo es necesario ponerlo en marcha a la velocidad de sincronización y conectarlo. Para este propósito se utilizarán controladores de motor estándar. Para impulsar mecánicamente los generadores hasta la velocidad de sincronización se utilizará la potencia del eje de la turbina. La velocidad de los motores depende de la frecuencia suministrada y el número de polos de los generadores.
Sincronización de máquinas síncronas:
Para generadores síncronos, la forma de onda de salida debe estar en fase con la forma de onda de voltaje de la red o dentro de los límites especificados. La tasa de cambio del ángulo de fase entre la red y la máquina (generador) debe estar dentro de los límites especificados.
Algunas otras reglas son la disposición del variador de velocidad para mantener una frecuencia de salida constante, protección de interconexión entre el generador y el sistema de distribución.
Falla de sincronización:
El circuito de sincronización puede fallar para responder a un pulso de entrada recibido cuando el pulso de entrada recibido tiene un cortocircuito que el período de muestreo del sincronizador. Entonces no tendrá lugar ninguna representación sincronizada. Cuando la frecuencia del pulso de la señal de entrada es mayor que la frecuencia de sincronización del sincronizador, también puede fallar en responder. Algunas veces, el sincronizador puede fallar al ignorar los eventos de entrada. Todas estas son circunstancias que podrían crear problemas si no se detectan. Hay varias razones para el fracaso de sincronización de la red eléctrica .
Fallos de sincronización y sus detecciones:
Hay algunas situaciones en las que los generadores y algunas cargas locales se han desconectado de las líneas de distribución principales. Debido a esta reducción en la calidad del suministro, puede evitar la reconexión automática de dispositivos. Esto se llama isla. Por esta razón, la isla debe detectarse inmediatamente y la producción de energía debe detenerse inmediatamente.
Debido a las islas pueden ocurrir los siguientes peligros
- Las líneas generalmente distribuidas están conectadas a tierra solo en la subestación. Cuando las líneas de distribución y los generadores están desconectados, la línea no está conectada a tierra. Por esta razón, los voltajes de línea pueden ser excesivos.
- Es posible que se pierda la contribución del nivel de falla de la red a la subestación. Esto afectará la operación de protección en líneas distribuidas. Debido a esto, es posible que no se genere suficiente corriente.
- Debido a Islanding, la sincronización no se puede mantener. Cuando la empuñadura intenta reconectarse con la línea de distribución, es posible que no esté sincronizada en el punto de reconexión. Debido a esto, de repente pueden fluir grandes cantidades de energía que causan daños a los generadores, unidades de distribución y productos de consumo.
Algunas otras desventajas debidas al funcionamiento en isla son que los niveles de voltaje pueden salir de los límites de funcionamiento normales y la calidad del suministro puede verse reducida.
Métodos de detección de isla:
La detección de isla se puede realizar mediante métodos activos y pasivos. Los métodos pasivos buscan eventos transitorios en la red y los métodos activos sondearán la red enviando señales desde el punto de distribución de la red. La protección contra pérdida de red (LoM) se diseñará para detectar la desconexión de generadores y cargas cuando se crea una isla. Los métodos de detección de LoM más utilizados pueden no detectar la formación de islas cuando la producción coincide estrechamente con el consumo en la zona de islas. Esta área ciega se llama Zona de no detección (NDZ). El tamaño de NDZ se puede reducir ajustando los relés de ajuste de LoM.
Métodos activos:
Los métodos de medición de impedancia, detección de impedancia a una frecuencia específica, cambio de frecuencia del modo de deslizamiento, sesgo de frecuencia y detección de salto de frecuencia son algunos métodos pasivos para la detección de isla. La ventaja del método de medición de impedancia es un NDZ extremadamente pequeño para un solo inversor. El método de cambio de frecuencia en modo deslizante es relativamente fácil de implementar. Es muy eficaz en la prevención de islas en comparación con otros métodos de detección.
Métodos pasivos:
Todos los inversores fotovoltaicos conectados a la red deben tener métodos de protección de sobre / baja frecuencia y métodos de protección de bajo / sobre voltaje que hacen que el inversor deje de suministrar energía a la red pública si la frecuencia o el voltaje de la red en el punto de acoplamiento.
Protección insuficiente / excesiva para voltaje / frecuencia
Fuente de la imagen - tesla.selinc
Estos métodos de protección protegen el equipo del consumidor y también el mantenimiento como métodos anti-isla. La detección de salto de fase de voltaje y la detección de armónicos de voltaje son algunos métodos más pasivos para la detección de isla. Los métodos de protección de subtensión / sobretensión y los métodos de subfrecuencia / sobrefrecuencia son necesarios además de evitar la formación de islas. Varios métodos de prevención de isla producen voltaje y frecuencia anormales. Los métodos de protección de sub / sobre voltaje y los métodos de protección de sub / sobre frecuencia son métodos de bajo costo para la detección de isla.
Aplicaciones de detección de fallas de la red eléctrica:
La iluminación es una de las principales causas de fallas en el sistema eléctrico. Todo el sistema de energía está compuesto eléctricamente por plantas de energía, subestaciones y líneas de transmisión, alimentadores de distribución y consumidores de energía. La detección del fallo de sincronización entre los generadores y la red eléctrica es la principal ventaja, como el ahorro de energía. Entonces podemos evitar la pérdida de consumo de energía desconectándonos de los dispositivos de consumo de energía.
Cuando hay un voltaje insuficiente / excesivo o una frecuencia insuficiente / excesiva, el comparador detectará la diferencia entre la potencia real y la reactiva. Si no hay falla en la sincronización de la red eléctrica, los detectores darán los valores cero. En función de los valores de sub / sobrevoltaje y sub / sobre frecuencia, los proveedores de energía se desconectarán si se observan valores fuera de los límites.
Espero que hayamos tenido una discusión clara sobre la detección de la sincronización de la red eléctrica si hay más preguntas sobre este tema o sobre los proyectos eléctricos y electrónicos que dejan los comentarios a continuación.
