O que há de ilhamento no GTI (inversor de rede)

Um grande problema que a maioria dos fabricantes de GTI lutam para implementar com eficácia é, o que é comumente conhecido como 'ilhamento', a discussão a seguir lança luz sobre esse fator importante e tenta encontrar uma solução. A questão foi apontada e esclarecida pelo Sr. Dennis, Vamos aprender mais.

O que é GTI Islanding

Bom dia,

Com alguma sorte você é Swagatam Majumdar.

Fiquei intrigado com sua segunda-feira, 19 de agosto de 2013 Inversor de grade 100VA a 1000VA caseiro Circuito, com o 555 e o 4017, mas tenho uma pergunta com a qual você pode me ajudar:

Eu entendo que o circuito não iniciará sem a tensão de rede existente, mas o que faz com que ele desligue com um apagão da rede? Será apenas que a 'carga' de uma rede sem energia é tal que o inversor não consegue alimentá-la, então sua saída é efetivamente 'encurtada' pela rede removendo a alimentação de 12V?

Em caso afirmativo, parece ser um pouco de azar para a autoridade de eletricidade se sua linha está sendo operada e está aberta (ou seja, sem carga na rua)! Também parece não haver controle de limite de corrente dos FETS.

Você pode esclarecer o funcionamento desta parte do circuito?

Obrigado,
Dennis Gibson
Canberra

Analisando o problema do circuito

Obrigado Dennis,

Sem energia da rede, o circuito se tornaria completamente inativo porque não haveria tensão para operar os ICs e mosfets.

Não entendi muito bem as seguintes afirmações:

..... uma rede sem energia é tal que o inversor não pode alimentá-la, então sua saída é
efetivamente 'em curto' pela rede removendo o fornecimento de 12 V?

Nesse caso, parece ser um pouco de azar para a autoridade de eletricidade se
sua linha
está sendo trabalhado e está aberto (ou seja, sem carga na rua)! Também parece
não há controle de limite de corrente dos FETS.

sim. não há recurso de controle atual no design, mas pode ser adicionado facilmente, o que não é difícil de fazer.

Cumprimentos.

Comentários

Bom dia Swagatam,

Obrigado pela sua resposta. OK, entendo que, sem a presença de rede elétrica, o circuito não pode inicializar, mas se o sistema estiver funcionando na rede, ele pode efetivamente se alimentar de sua própria saída.

A meu ver, a única coisa que vai impedi-lo se a grade entrar em blecaute é a “carga” na grade. Portanto, se a rede falhar de tal forma que não haja 'carga' vista pelo GTI, (como uma alimentação de circuito aberto), uma vez iniciado, felizmente continuará fornecendo o que pensa ser a rede (agora descarregada) e seus própria fonte de alimentação de sincronização de si mesma.

Isso cria o problema que os engenheiros da autoridade elétrica chamaram de “ilhamento”, em que a saída de um GTI é alimentada pela saída de outro GTI no mesmo circuito. Isso pode acontecer se a alimentação da rede for interrompida E não houver nenhuma outra carga elétrica significativa na seção isolada da rede (ou ilha).

Isso pode criar sérios problemas e risco de eletrocussão para os trabalhadores da rede, mas não sei como detectar a diferença entre a tensão da rede elétrica e a tensão GTI para uma rede “isolada”.

Eu só queria saber se o seu projeto esquemático de alguma forma consegue isso. Ele pode ser testado facilmente executando o GTI em uma “grade” sem carga e, em seguida, desligando o circuito da “grade”, removendo a excitação da rede, mas deixando o transformador de potência de sincronização conectado ao transformador de saída principal secundário. Eu suspeito (surpreso se não tiver) que ele se comutará automaticamente e continuará gerando!

Corrigindo o problema de ilhamento

Obrigado Dennis,

Agora entendi e acho que esqueci completamente de abordar esse problema no artigo.
Eu tenho uma ideia, porém, o design básico da forma de onda da saída da grade e meu circuito são diferentes com seus padrões.

A frequência de amostra aplicada no pino 5 do primeiro IC 555 recebe cerca de 100 Hz quando é da rede elétrica.

Agora, se a rede falhar, a tensão do circuito que é um PWM irá aumentar e ser aplicada no pino 5 do IC, uma vez que seria um PWM teria uma frequência muito mais alta do que a contraparte da rede.

Podemos incluir um estágio de conversor de frequência em voltagem que monitoraria e detectaria a mudança de frequência acima e a converteria em um sinal apropriado que poderia ser usado para desligar todo o circuito em uma parada ou este sinal poderia ser usado para interromper algum tipo de trava inicial posicionada para manter o circuito em um modo de funcionamento enquanto a grade estava presente.

Um conversor de frequência para tensão adequado pode ser estudado aqui e usado para a aplicação proposta.
https://homemade-circuits.com/2013/12/vehicle-speed-limit-alarm-circuit.html

Problema resolvido

Bom dia Swagatam,

Sim, ok. Pelo que tenho visto, as unidades comerciais usam um oscilador PPL 'volante' bloqueado na fase da rede. Se a rede falhar, então, como você sugere, o loop autoexcitado não será exatamente o mesmo, então o sinal de erro do comparador de fase PLL será mude rapidamente, tente travar novamente e isso pode ser detectado e disparar um desligamento.

De qualquer forma, ele adiciona mais complexidade ao circuito, o que leva a um micro para ajudar na tomada de decisões. Eu gostei do seu esquema de exemplo de dois chips embora!

Saudações e obrigado pela discussão.
DG
Canberra.

Bom dia Dennis, muito bem explicado, obrigado por compartilhar, eu realmente aprecio isso.

Saúde:)