Blindstroom, blind vermogen

[Big fellow]

@ceesv

Cummings heeft een simpele presentatie die misschien voor de lezers interessant kan zijn.. Basic genoeg om te begrijpen voor de mensen hoop ik. En IEEE denkt er blijkbaar ook zo over: http://ewh.ieee.org/soc/pes/newyork/Archive Docs/CumminsPowerSeminar_Basics of Paralleling 169.pdf ... Misschien dat het wat vragen kan beantwoorden voor de lezers 🙂 

[luisteraar]

Leuke link maar zegt niets uit over een generator die zonder belasting loopt waar ceesv het

over heeft .

Heb de nodige generators onder handen gehad die hierdoor rip gegaan zijn

[ceesv]

Dank je Big Fellow, mooie presentatie.

Bladzijde 13 geeft mooi het principe weer hoe de spanning geregeld wordt.

[Big fellow]

Pagina 19 gaat over het "niet-bestaande" reactief vermogen verdelen...

En 21 en 22 over netparallel draaien...

En dan kan je mooi zien op pagina 23 dat een generator zonder bekrachtiging zal afvallen op beveiligingsfunctie 40....

[Big fellow]

6 minuten geleden zei luisteraar:

Je stopt vermogen in de generator door iets te laten draaien dat vermogen moet weg.

Kan het vermogen niet weg verbrand de generator

 

Je hebt het voor elkaar. Ik reageer... 

 

Dus....  Als ik naar een van mijn 12MW setjes kijk, en ik start hem op, dan staat de diesel (het is namelijk een diesel generator) 12MW te produceren? En die 12MW moet weg? Of is er iets anders aan de hand.....? Dus het maakt niet uit wat voor een daadwerkelijke elektrische belasting op de generator aanwezig is (hetzij 0%, 10% of 100%) er blijft 12MW ingaan?

26 november 2018 aangepast door Big fellow

[ceesv]

9 minuten geleden zei luisteraar:

Je stopt vermogen in de generator door iets te laten draaien dat vermogen moet weg.

Je bent niet bekend met de functie en de werking van de veldspoelen die de generator moeten bekrachtigen.

 

Zonder magnetisch veld zal de generator, hoe hard hij draait, geen spanning afgeven.

Die veldspoelen worden gestuurd door de spanning regelaar van de generator.

[luisteraar]

Jawel als de generator vrijloopt en geen belasting (vermogen) opneemt is er niets aan de hand.

Maar nu gaan we weer een bouw stroomgenerator vergelijken met een generator in een

grote stroom centrale.

Je zal wel zelf al eens opgevallen zijn dat je auto motor meer warmte kwijt moet als je voor een

stoplicht staat dan als de motor belast wordt door het rijden zo is het bij generatoren ook

[Big fellow]

 

OK, ik zal het proberen uit te leggen….

 

Een generator wordt aangedreven door iets, de prime mover in het engels, wat mechanisch vermogen levert. Dit mechanische vermogen komt naar buiten toe doormiddel van een koppel. (P = 2 x π x f x T) Dit mechanische vermogen wordt uitgedrukt in Watts (of kW / MW / GW)

De generator gaat draaien door dit koppel. De snelheid van de generator gaat afhangen van het koppel wat noodzakelijk is voor die specifieke snelheid. Heb je veel lager verliezen (wrijving) of heb je grote massa, met een groot fan wiel (voor de koeling), dan zal het noodzakelijke koppel hoger zijn, dan wanneer er weinig tot geen wrijving is in de lagers, lage massa, klein fan blad etc.

 

Als er nu een elektrische belasting op de generator komt te staan, hij wordt gekoppeld aan het net, en er zijn verbruikers op het net, dan zal de generator “zwaarder” gaan draaien. (Zie Maxwell en Faraday) Dit zwaarder draaien komt omdat er in de stator winding een elektromagnetisch veld wordt ontwikkeld, welke het veld van de rotor zal proberen af te remmen.

Dit zwaarder draaien zal resulteren in een lager toerental. Hier komt de regulateur op de prime mover in actie. Die meet dit, en zal meer brandstof (bij een diesel of een turbine) toevoeren, of misschien meer water bij een waterkrachtcentrale. De regulateur zal zodanig veel brandstof / water / wat dan ook toevoegen totdat de nominale snelheid weer is behaald.

Valt een belasting weg, dan gebeurt het omgekeerde; Snelheid zal omhoog gaan, vanwege de lagere magnetische koppeling, en daardoor zal de regulateur de brandstof / water / wat dan ook verminderen totdat de nominale snelheid weer is bereikt.

 

Een prime mover, laten we voor het gemak even een diesel of turbine gebruiken, heeft brandstof nodig om te kunnen draaien en de generator op snelheid te brengen. Dit is de idle / stationair brandstof. Dan komt daar nog eens bovenop de brandstof die nodig is om het elektrische vermogen te voeden. Dus stel dat een prime mover 100kW nodig heeft om stationair te kunnen draaien, en de generator een max. vermogen heeft van 10MW, dan zal de maximale brandstof opname dus 10.1 MW zijn... 

 

Dan is er nog iets anders aan de hand. Als een generator vrij loopt, dus zonder enige belasting, zal er een ongedefinieerde spanning worden opgewekt. Deze spanning wordt geïnduceerd in de stator winding door het aanwezige remanent magnetisme van de rotor. Dit is een zeer ongewenste situatie, dus er is een vorm van spanningsregeling noodzakelijk. Dit is de AVR, of automatische voltage regulator. Deze AVR zal de rotor, welke een elektromagneet is, meer of minder magnetiseren door het controleren van de stroom door de rotor wikkeling. 

Op dit manier wordt de stator spanning geregeld. Als nu de generator aan het openbare net wordt gekoppeld, en hij is niet de enige generator, dan zal de AVR de spanning niet meer kunnen regelen. Deze wordt namelijk gecontroleerd door het net. Idem dito voor de snelheid, deze wordt ook bepaald door het net. Hetgeen wat er dan gaat gebeuren is dat de regulateur bepaald hoeveel vermogen (Watts) de generator kan produceren, en de AVR bepaalt dan hoeveel reactief vermogen (VAr) de generator kan produceren.

 

De belasting bepaald hoeveel Watts en VArs er nodig zijn. Als de generator netparallel staat te draaien, tegen een oneindig netwerk aan, dan kan je de generator in constant power factor mode zetten, waardoor de verhouding niet wijzigt. Je kan hem ook in constant power mode zetten, zodat de hoeveelheid Watts niet wijzigt. Echter als alle generatoren in dezelfde mode staan, dan gaat het fout. Er moet er altijd eentje zijn die in beide domeinen kan regelen. (In kleinere netwerken wordt het zelfs aangeraden om een constant mode maar bij een set te selecteren, aangezien er anders de mogelijkheid bestaat dat de regelende set afvalt op terugwatt, of loss of excitation beveiligingen)
 

Een paar beveiligingen:

- Als de hoeveelheid Watts negatief wordt, dan zal de generator zich gaan gedragen als een motor, en wordt er ingegrepen door de beveiliging. 

- Als de VAr ’s (te) negatief worden, dan is er een risico dat de AVR controle verliest over de rotor stroom. Dit wordt under-excitation genoemd. Dus hier zal ook het beveiligingssysteem ingrijpen. 

- Als de hoeveelheid VAr's die de generator produceert te hoog wordt, dan zal de stroom in de rotor te hoog worden. Dit wordt overexcitatie genoemd.

 

De AVR kan over- en under excitation situaties berekenen aan de hand van het generator model in de AVR, of als de generator koolborstels heeft ook zelfs meten. Een grote rotorstroom, die optreed in het geval van over excitation,  zal op termijn tot gevolg hebben dat de rotor uitbrand.

 

Het koelvermogen van een generator is berekend op nominale snelheid. Dit is eenvoudig, aangezien de generator nagenoeg altijd nominale snelheid zal draaien. (Alleen tijdens starten, stoppen en synchroniseren niet....) Dus de warmteafvoer is prima geregeld!

 

Een generator set gekoppeld aan een net/verbruiker is een constant spel van evenwicht, waar dus 2 hoofd regelaars voor nodig zijn. De regulateur (ook wel speed governor genoemd!) en de AVR. Zonder deze twee is het onmogelijk om controle te houden over de generator set.

[luisteraar]

eindelijk een goede uitleg die ik bij stukjes en beetjes heb proberen aan te dragen. 

 

[Big fellow]

Ja ja. Jij hebt meerdere malen het tegendeel beweert. Dus nu moet je niet gaan beweren dat je dit allemaal probeerde te schrijven. Nog sterker, ik durf te stellen dat jij van mijn uitleg heel wat hebt opgestoken.

Geef nu eens toe dat je het niet begreep en er naast zat, dat zou je sieren.

26 november 2018 aangepast door Big fellow
Zo veranderd in zou

[luisteraar]

ja en nee ik ben een theoreticus ik maakte de berekeningen en op de werkplaats de resultaten gezien van onjuiste handhavingen, verbrande generatoren. 

ik ga  niet de stukken uit de text halen die ik al aangegeven heb. 

nu de vraag wat doet de generator met de blindstroom uit het net

26 november 2018 aangepast door luisteraar

[ton68]

@ Big fellow

 

Hoeft niet maar jullie maken het zo technisch dat het volgens mij niet meer relevant is voor wie dan ook om dit hele "epistel" te gaan lezen. Discussies altijd goed maar dit is meer een monoloog die eindigt in een padstelling en IMHO een beetje haantjes gedrag vertoont...toch?

 

 

 

 

[a33]

20 minuten geleden zei ton68:

ik kan me haast niet voorstellen dat de meeste leden dit überhaupt nog gaan lezen...

 

Ik lees dit topic tot nu toe vanuit mijn vak gezien nog steeds met buitengewoon veel interesse en plezier.

En mijn vak is niet erg technisch van aard.....

 

Groet,

A33

[Big fellow]

19 minuten geleden zei luisteraar:

een generator wordt geleverd om zoveel kva te leveren nog nooit een specificatie gezien dat power in watt opgegeven werd. 

Een generator wordt gespecificeerd met een vermogen in (k/M)VA bij een minimale power factor. Dus bijvoorbeeld 15.000kVA / PF 0.70. (en een nominale spanning en frequentie uiteraard)

Echter.... De prime mover, dus de diesel / turbine, wordt gespecificeerd in (k/M)Watts . Mechanisch vermogen kan namelijk niet in VA . VA is puur elektrisch. 

De as van de generator wordt berekend op het mechanische vermogen, dus de Watts.

[luisteraar]

vermogen diesel interessert me niet

opgave vermogen kva punt uit. 

die 0,7 is de maximale toegestane cosphi omdat de blindstroom de generator opwarmt. 

het blijft

p=u*i*cosphi heb hier gelezen dat jou leeraar die formule niet kent.