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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Système de contrôle des microcentrales hydroélectriques. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives Le système de contrôle d’une micro centrale hydroélectrique est nécessaire pour réguler les principaux paramètres technologiques de la centrale. Les plus importants d'entre eux sont le fonctionnement stable de l'unité hydraulique (vitesse de rotation de la turbine), la stabilisation de la tension de sortie et de la fréquence du courant. Contrôle de la vitesse des turbines Systèmes connectés au réseau La vitesse de rotation de la turbine dans une microcentrale hydroélectrique doit être maintenue constante pour que le générateur puisse produire de l'électricité de qualité standard, c'est-à-dire avec une fréquence de 50 Hz et une tension de 220-230 volts (V). Dans les systèmes connectés au réseau public, le paramètre principal est la puissance de la turbine et le débit d'eau correspondant. Dans ce cas, la charge sur le générateur n'est pas un problème critique, puisque presque n'importe quelle énergie peut être transférée au réseau général pour les consommateurs. Habituellement, le niveau d'eau dans le bassin sous pression est contrôlé et le débit d'eau est régulé à l'aide d'une aube directrice (en modifiant la position de ses pales) ou d'un robinet à pointeau sur la buse (dans le cas d'une turbine à augets). Systèmes isolés Dans les systèmes isolés, la régulation de la vitesse de la turbine devient plus compliquée, car ici ce ne sont pas les paramètres du débit d'eau qui sont décisifs, mais la puissance passant par le centre de la charge, c'est-à-dire la charge électrique qui se produit en connexion avec la connexion ou la déconnexion des appareils électriques (consommation). Les régulateurs standards détectent les écarts de vitesse et régulent le débit d'eau à l'aide d'une aube directrice (en modifiant la position de ses pales) ou d'un pointeau sur la buse (dans le cas d'une turbine à godets). Dans les systèmes isolés, des changements rapides de charge peuvent se produire et le contrôle du débit devient très difficile. L'installation d'un volant d'inertie peut rendre cette tâche plus facile dans une certaine mesure. Les contrôleurs de charge (pour les installations <100 kW) allument et éteignent les charges de ballast en fonction des changements dans les charges des consommateurs avec un débit de turbine constant et donc une puissance turbine/générateur constante. Pour ce faire, la plupart des microcentrales hydroélectriques sont équipées d’un régulateur de charge électrique sous forme de ballast. La charge de ballast est conçue pour absorber l'excès de puissance lors du fonctionnement d'une microcentrale hydroélectrique dans un système isolé. Exemple : la puissance d'une micro centrale hydroélectrique est de 5 kW, mais vos appareils électriques ne consomment que 3 kW. En conséquence, sans charge suffisante sur le générateur, la vitesse de la turbine augmentera, ce qui entraînera une augmentation de la tension et de la fréquence du courant électrique dans le système. Cette situation peut entraîner des dommages au générateur de la centrale hydroélectrique et aux appareils électriques des consommateurs. Pour résoudre ce problème, vous pouvez réduire l'alimentation en eau de la turbine et ainsi réduire sa vitesse, ou allumer des appareils électriques supplémentaires de 2 kW ou connecter une charge de ballast de cette quantité, augmentant ainsi la charge sur le générateur, et donc sur la turbine. Dès que la charge augmente et dépasse, par exemple, les 3 kW ci-dessus, la consommation de la charge de ballast diminuera en conséquence, de sorte que la consommation totale du système soit de 5 kW. Charge de ballast Une charge de ballast doit être comprise comme une charge inutilisable qui assure la redistribution automatique de l'énergie électrique entre certains consommateurs, par exemple divers appareils électroménagers (Fig. 33).
L'avantage de la charge de ballast est l'exclusion totale des dispositifs électromécaniques du système de stabilisation de la vitesse de la turbine. Un tel système de contrôle peut avoir une vitesse élevée, ce qui affectera positivement la qualité de la tension de sortie de l'alimentation. Grâce à la stabilisation de la fréquence de rotation de l'hydrogénérateur, des générateurs industriels généraux peuvent être utilisés sans une grande marge de résistance mécanique du rotor du générateur. Auteurs : Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.
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