AEL-HPSG Application Aux Générateurs Synchrones de Grande Puissance

L'Application Aux Générateurs Synchrones de Grande Puissance, "AEL-HPSG", a été conçu par EDIBON afin d'étudier la procédure et les manoeuvres nécessaires à la synchronisation de générateurs synchrones avec le réseau, dans le but de fournir l'énergie produite comme dans les centrales électriques réelles.

L'application "AEL-HPSG" permet à l'utilisateur d'approfondir les principes de fonctionnement et de contrôle des générateurs synchrones pour montrer le processus de synchronisation avec le réseau électrique. Pour cela, l'application comprend un générateur synchrone couplée à un moteur (qui agira comme force motrice, simulant une turbine) ainsi qu'une série de modules tels qu'un transformateur monophasé, un convertisseur AC/DC et un régulateur de tension qui forment le circuit d'excitation du générateur. Il est également un relais de surintensité analogique comme dispositif de protection du réseau et un analyseur de réseau pour surveiller les paramètres électriques de la génération tels que les puissances active et réactive générées, la fréquence, la tension et le courant, etc.

Cette application offre deux possibilités concernant le contrôle du groupe de production. La première option, le kit de contrôle manuel des générateurs synchrones, comprend des modules pour le contrôle du groupe de production, pour le contrôle de la vitesse du moteur (turbine) et un module générateur de signaux PWM pour le contrôle du courant d'excitation du générateur synchrone (et du courant de sortie). Cela permet à l'utilisateur d'effectuer les essais à vide, en charge et en court-circuit afin d'obtenir la valeur de la tension de sortie. Ce kit comprend également un module de synchronisation qui permettra à l'utilisateur de contrôler et d'effectuer manuellement le processus de synchronisation. Pour cela, le module de synchronisation comporte deux voltmètres analogiques (tension du réseau et du générateur), deux fréquencemètres (fréquence du réseau et du générateur), un synchroscope numérique et deux boutons poussoirs pour fermer et ouvrir le commutateur de synchronisation.

La deuxième option, le module de contrôle automatique du générateur synchrone, offre la possibilité de contrôler automatiquement tous les paramètres électriques et mécaniques du groupe générateur-turbine. Les paramètres de contrôle les plus significatifs sont la vitesse de la turbine, la fréquence du générateur, l'excitation et la vitesse du moteur, la tension à la sortie du générateur et la sortie du générateur et les puissances active, réactive et apparente. De plus, ce module de contrôle en même temps une protection avancée pour les générateurs et les turbines. Il répond aux normes ANSI concernant les paramètres de protection des générateurs et des turbines (ANSI 81O, ANSI 81U, ANSI 59, ANSI 27, ANSI 50/51, ANSI 32R/F, ANSI IOP 32, ANSI MOP 32, ANSI 46, asymétrie de tension, défaut à la terre du générateur, rotation de phase, ANSI IEC 255, facteur de puissance retardé du générateur, entre autres).

Il est nécessaire d'acquérir au moins l'une des deux options décrites précédemment pour pouvoir travailler avec les modules inclus dans l'unité de base. Afin d'acquérir une plus grande expérience dans l'étude des générateurs synchrones, il est recommandé d'acquérir un ensemble de charges résistives et inductives dans le but d'étudier le fonctionnement autonome des générateurs synchrones (isolés du réseau national). Ces charges permettront à l'utilisateur d'approfondir les concepts de base sur le comportement des générateurs synchrones fonctionnant sous charge, comme la production et la demande dans les systèmes isolés, les chutes de tension ou le contrôle de la tension de sortie au moyen de la régulation du courant d'excitation.

Il est également recommandé d'acquérir un kit pour l'étude des défauts dans les générateurs synchrones, composé d'un relais de protection différentielle avancée avec une programmation numérique configurable qui permet de montrer les caractéristiques de la protection différentielle triphasée comme dispositifs d'interruption, d'un module d'injection de défauts pour l'injection de défauts monophasés, biphasés ou triphasés, à la terre, et d'un module d'inductions triphasées comme élément tampon pour les défauts du côté induit du générateur.

En outre, il est également recommandé de disposer d'un module de protection du rotor pour l'étude des défauts du côté de l'excitation du générateur synchrone et d'un filtre harmonique triphasé pour la réduction des harmoniques résultant de la régulation du courant d'excitation du générateur.

L'AEL-HPSG est l'une des applications les plus complètes et les plus polyvalentes pour l'étude approfondie des générateurs synchrones, qu'ils fonctionnent en îlotage ou en parallèle au réseau. De plus, elle est compatible avec tout type de ligne de transmission d'énergie, ce qui permet d'étudier l'impact des générateurs synchrones sur les réseaux réels, en analysant des événements tels que le transfert de puissance entre plusieurs machines travaillant en parallèle, les découplages soudains et leurs conséquences, ainsi que d'autres événements liés aux générateurs électriques.

Enfin, pour une gestion optimale de l'application, il est recommandé d'utiliser le Logiciel de Gestion de l’Énergie et d’Acquisition de Données, "EMG-SCADA". Cet outil génial permet à l'utilisateur de surveiller toutes les courbes des paramètres électriques du réseau et des paramètres électriques du réseau et du générateur, de surveiller les chutes de tension, les pertes d'énergie dans les lignes de transmission et les chutes de tension. En outre, il permet de sauvegarder toutes les données acquises pour les regarder et les comparer ultérieurement. Il est possible de voir clairement et avec précision les effets de la compensation de puissance réactive sur les courbes de puissance surveillées, la demande d'énergie maximale et minimale, les déséquilibres de charge et la variation du facteur de puissance dans les noeuds du système.