Co to jest jednostka pomiaru fazorów?
Jednostka pomiaru fazorów (PMU) jest środkiem zapewniającym pomiar różnicy faz i amplitud okresowych fal sinusoidalnych i jest przeznaczona do śledzenia jakości energii prądu przemiennego (AC) dostarczanej przez przedsiębiorstwa energetyczne w sieci elektrycznej . Fazor w jednostce pomiaru fazorów odnosi się do modelu matematycznego wektora o kierunku i amplitudzie fal elektrycznych. Odnosząc się do okresowej natury prądu przemiennego, fazor jest specyficznym rodzajem wektora, który ma jedynie związek fazowy z fazą odniesienia. Jeśli w przesyłaniu energii elektrycznej jest tylko jeden generator, nie ma potrzeby korzystania z narzędzia do pomiaru fazorów. Sieci mają jednak kilka generatorów zasilających ten sam system dystrybucji energii.
Jedna jednostka generatora w systemie wytwarzania energii musi być w stanie zsynchronizować swoją fazę i amplitudę z innymi jednostkami wytwórczymi. Na przykład częstotliwość użyteczna 60 cykli na sekundę (cps) lub 60 herców (Hz) kończy jeden cykl co około 0,0166667 sekundy. Różnica fazorów między wyjściami poszczególnych generatorów w systemie musi być bardzo bliska zeru. Ta różnica fazorów wzrasta, gdy jeden generator pracuje nieco szybciej lub nieco wolniej niż inne generatory lub ma moc wyjściową, która ostatecznie była wyższa lub niższa niż wymagany poziom netto.
Dwa generatory 5-kilowoltowo-amperowe (kVA) przy napięciu 110 woltów (V) i częstotliwości 60 Hz pokazują znaczenie jednostki pomiaru fazorów. Bez synchronizacji te dwa generatory będą działać, a każdy z nich będzie wytwarzał prąd przemienny o napięciu 110 woltów (VAC) przy częstotliwości 60 Hz. Te dwa generatory o połowie mocy mogą dostarczać zasilanie awaryjne do dwóch zestawów lamp i urządzeń o mocy około 2,5 kilowata (kW) każdy, co odpowiada około 22,8 A. Ten system podwójnego generatora nie wymaga PMU, ponieważ dwa generatory nie są w ten sam obwód.
Podłączenie do sieci dwóch generatorów, które muszą być zsynchronizowane częstotliwościowo i fazowo, wymaga jednostki pomiaru fazorów. Dwa generatory mogą wytwarzać 110 VAC przy dokładnie 60 Hz. Jeżeli te wyjścia generatora mają dokładnie zerową różnicę faz, wyjścia tych generatorów mogą być połączone razem, tworząc siatkę. Do zapewnienia synchronizacji generatorów przez cały czas wykorzystywany jest specjalny sprzęt i oprogramowanie. Każdy wyjątek może spowodować częściowe lub całkowite zaciemnienie siatki.
Jednostka pomiaru fazorów jest wymagana do automatyzacji systemu elektroenergetycznego w celu utworzenia inteligentnej sieci. Za pomocą globalnego systemu pozycjonowania (GPS) dokładne synchronizacje między wyjściami częstotliwości i faz kilku generatorów elektrowni mogą być realizowane przez PMU i urządzenia sterujące. Zarówno dokładne, jak i precyzyjne, sterowanie tymi elektrowniami w całej sieci, wraz z obliczonymi kompensacjami charakterystyk elektrycznych systemu przesyłowego i statystykami zapotrzebowania, sprawia, że stała energia elektryczna staje się rzeczywistością.