Voordat ze een generator op het net aansluiten, laten ze hem min of meer op de juiste snelheid draaien. Vervolgens haken ze wat in feite een voltmeter is tussen een generatorfase en de bijbehorende lijnfase. Ze passen de generatoraandrijving aan totdat de waargenomen spanning
is a) zeer langzaam veranderend (frequentieverschil onder een bepaalde drempel) en
b) zakt onder een of andere lage spanningsdrempel (faseverschil dichtbij genoeg zodat de stroom die ontstaat wanneer ze de grote schakelaar omdraaien beheersbaar is).

Als de generator eenmaal op het net is aangesloten, blijft hij altijd in fase. Als het niet mechanisch wordt aangedreven, werkt het als een motor. De hoeveelheid stroom die het onttrekt aan of exporteert naar het net wordt bepaald door hoe hard het mechanisch wordt aangedreven.

Elke generator is verbonden met zijn lokale deel van het net, gesynchroniseerd met zijn lokale frequentie. Er zal een klein faseverschil zijn tussen de generator en het lokale net. Als de generator stroom aan het net levert, is de fase iets vooruit. Hoe groter de stroomtoevoer naar de generator, hoe groter het faseverschil en hoe groter het vermogen dat naar het net wordt geëxporteerd.

Deze 'krachtstroom volgt faseverschil' strekt zich uit over hele delen van het net. Als er een grote belasting in het zuiden is, zullen de generatoren in het zuiden aanvankelijk vertragen, waardoor hun fase ten opzichte van het noorden wordt vertraagd. Dit faseverschil zorgt voor een krachtstroom van noord naar zuid.

Waar u een landelijk dekkend netwerk heeft, doet het management er alles aan om nooit een significant deel van het andere deel 'eilandend' te laten worden. Als ze eenmaal in fase uit elkaar zijn gedreven, kan het lang duren voordat ze weer bij elkaar kunnen worden gebracht, aangezien de faseafstemming buitengewoon nauwkeurig moet zijn om een ​​enorme stroomtoevoer op het moment van aansluiting te voorkomen.

Waar twee afzonderlijk aangestuurde netten moeten worden aangesloten, bijvoorbeeld door de Engels-Franse onderzeese kabel, gebeurt dat met DC. Aan de ontvangende kant is het gemakkelijk om de omvormers met het net te synchroniseren.

Het net in fase houden met een gemiddelde van 50 cycli per seconde in de loop van een dag, doe je gewoon door meer of minder stroom te leveren, om de netfrequentie respectievelijk te versnellen of te vertragen, meestal 's nachts wanneer er een beetje ismeer speling in de vraag.

Je verwart een nauwkeurig aantal cycli over een periode van 24 uur met een zeer rigide, onmiddellijke frequentieregeling. Dat is niet hoe het op de meeste plaatsen wordt gedaan.

De frequentie wordt gehandhaafd op rond de nominale frequentie door de generatie te matchen met de belasting - de hele tijd dat de belasting groter is dan de generatie, zal de frequentie (zeer) geleidelijk afnemen, en alle keer dat de belasting minder is dan de generatie, zal de frequentie toenemen.

De traagheid is enorm en in het algemeen veranderen zowel de belasting als de generatie vrij geleidelijk, dus er is veel tijd om aanpassingen te maken aan generatoren (of belastingen, waar mensen zijn ingehaald om hun belastingen op deze manier te regelen) om het systeem te behouden evenwichtig. De frequentie mag variëren tussen verschillende limieten (operationeel en wettelijk).

In het VK wordt tenminste het juiste aantal cycli per dag gehandhaafd door 'realtime' en 'rastertijd' bij te houden, en het raster wordt een beetje snel of een beetje traag uitgevoerd om ervoor te zorgen dat ' kom niet te ver uit elkaar.

Er zijn nauwkeurige frequentiereferenties in gebruik binnen het gridcontrolesysteem - dat is waar ze mee vergelijken / meten, maar het grid zelf is in geen enkele fase / frequentie aan hen vergrendeld. directe weg.

Linksonder op het grote scherm in deze afbeelding staat een grafiek met een verticaal kronkelend geel spoor - dat is de frequentie van het Britse nationale raster voor een tijdje voordat de foto werd gemaakt - zoals je kunt zien, is het nergens aan vastgemaakt heel strak, hoewel de grafiek waarschijnlijk slechts ongeveer ± 0,3 Hz is.

Ze gebruiken een synchroscoop.Ik heb dit zien gebeuren in controlekamers van energiecentrales.

https://en.wikipedia.org/wiki/Synchroscope

Delen van een individueel voedingssysteem onder verschillende fasehoeken laten draaien dan andere delen is routine en onvermijdelijk.Dit is geen probleem totdat het nodig is om onderdelen opnieuw aan te sluiten.In de Utility waar ik werkte, sloten de servicemedewerkers op de locatie een fasemeter aan op elk van de onderdelen.Vanwege het faseverschil zou de fasemeter lopen als een klok, die het momentane faseverschil aangeeft.De persoon die de verbinding tot stand bracht (meestal door middel van een elektrisch bediende stroomonderbreker) zou eenvoudig de sluiting van de stroomonderbreker timen voor het moment waarop de fasemeter een faseverschil van nul vertoonde.Aangezien dit nulpunt om de paar seconden plaatsvindt, is het niet moeilijk om het te vangen.We hebben dit zelfs gebruikt met ons HVDC Back-to-Back converterstation;het werkt heel erg goed.

20 jaar geleden, net na mijn studie, werkte ik in een bedrijf dat precies dit deed.

Vroeger waren er allerlei complexe fase-aanpassingscircuits met complexe analoge elektronica. Tegenwoordig is dat over het algemeen niet het geval.

Waar mijn bedrijf zich toen in specialiseerde, was AC / DC-conversietechnologie met hoge spanning. Ze bouwden de eerste cross-channel-link en sindsdien verschillende HVDC-links over de hele wereld. (Over lange afstanden zijn de verliezen in kabels als gevolg van reactantie aanzienlijk, dus DC geeft een efficiëntere transmissie.) Wanneer de DC weer wordt omgezet in AC (met wat in wezen een zeer hoog vermogen, zeer soepele omvormer is), kunt u de timing synchroniseren zodat de resulterende AC is precies in fase met het lokale net.

Toen dit efficiënter werd met betere krachtige elektronica, realiseerden mensen zich dat het efficiënter was geworden om van gelijkstroom naar wisselstroom en weer terug naar gelijkstroom om te schakelen dan om andere methoden te gebruiken. Het resultaat wordt een "back-to-back-converter" genoemd. Waar een cross-channel-verbinding kilometers kabel zou hebben tussen de AC-naar-DC- en DC-naar-AC-converters, heeft een back-to-back-schema slechts een paar meter extreem dikke stroomrail.

Natuurlijk is de conversie niet 100% efficiënt, dus de elektronica is gemonteerd op watergekoelde heatsinks en het geheel wordt behoorlijk zorgvuldig gecontroleerd. Maar het is voldoende efficiënt dat de verliezen volkomen aanvaardbaar zijn in ruil voor de stroom die perfect in fase aan het net gaat.

In de VS worden de grids beheerd door Independent System Operators (ISO's).De ISO's lijken een beetje op een aandelenmarkt.Ze onderhandelen over hoeveel stroom elk productiestation aan het net levert.Naast de aan- / verkooptransacties monitoren en beheren ze de prestaties van het net.Als een generator is aangesloten, komt deze overeen met de spanning, frequentie en fase op het lokale aansluitpunt.Dan maakt hij verbinding, maar levert hij niet direct stroom.Het onderhandelt over prijs, vermogensniveau en snelheid van vermogensstijging met de ISO.Dat is mijn begrip van de basissysteemwerking.

Vroeger (1979), net na de universiteit, werkte ik bij een Britse generatorfabrikant, en in het testlaboratorium (dit was voor kleinere apparatuur) gebruikten ze de gekruiste lichten-methode om de 'spanningsmeting' te vereenvoudigen die anderen hebben genoemd.

In feite verbonden ze L1-L1 via een lamp, die moest uitgaan (nul volt / in fase) voor sluiting, en een gekruiste lamp L2 (gen) - L3 (rooster) die eerst naar maximaal moest gaan.Zodra de faseverschillamp 'uit' was, kon het verbindingsrelais / contactor / schakelaar worden geworpen.

Er waren verschillende apocriefe verhalen over dingen die mis waren gegaan op verschillende plaatsen die leerzaam waren!