Включение синхронного генератора на параллельную работу

Существуют два способа включения синхронного генератора на параллельную работу с сетью: способ точной синхронизации и способ самосинхронизации (грубой синхронизации)

При включении синхронного генератора на параллельную работу с сетью по способу точной синхронизации стремятся к тому, чтобы при включении не возникало больших бросков тока. Большие толчки тока вызывают большие моменты, действующие как на ротор, так и на статор, и силы, которые могут привести к разрушению обмотки статора.

Для того чтобы исключить броски тока при включении генератора, необходимо выполнить следующие условия:

равенство ЭДС генератора Е₀ и напряжения сети U_c;

равенство частот генератора f_г и сети f;

ЭДС генератора Е₀ н напряжение сети U_cдолжны находиться в противофазе;

чередование фаз ЭДС генератора и напряжения сети должны быть одинаковым (для трехфазных генераторов).

На рис. 3.1, а представлена схема включения трёхфазного генератора GS на параллельную работу.

При включении генератора GS на параллельную работу выполнение первого условия проверяется по вольтметрам, включённым в сеть и на выводы генератора. Равенства Е₀ = U_c добиваются путем регулирования тока возбуждения генератора GS.

Рис. 3.1. Схема включения трёхфазного синхронного генератора на параллельную работус сетью. Лампы синхроноскопа включены по схеме на потухание света

Остальные условия проверяются с помощью специальных приборов, называемых синхроноскопами. Простейшим синхроноскопом является ламповый. На рис. 3.1 показана одна из возможных схем включения лампового синхроноскопа для трёхфазного синхронного генератора. Здесь лампы включены между точками А'— А'' , В'— В'' и С'–С'', каждая пара из которых относится к одной фазе. В момент включения выключателя Q напряжения между этими точками ΔU должны быть равны нулю и все три лампы должны погаснуть. При этом напряжение U_cи ЭДС Е₀ для каждой фазы действуют навстречу друг другу, т. е. они находятся в противофазе U_c= Е₀.

Лампы гаснут при напряжениях, равных 30—60% номинального напряжения, поэтому, для того чтобы точно выбрать момент включения выключателя Q параллельно лампе 1 между точками А'—А" включают так называемый нулевой вольтметр. Стрелка этого вольтметра при медленных колебаниях, соответствующих потуханию и загоранию ламп, покажет нуль, когда напряжение между точками А'—А" равно нулю.

С помощью лампового синхроноскопа можно определить соответствие порядка чередования фаз сети и генератора. Если при схеме включения ламп по рис. 3.1.будет наблюдаться вращение света, то это будет означать, что сеть и генератор имеют разный порядок чередования фаз. Изменить порядок чередования фаз сети или генератора можно путем переключения двух фаз между собой.

В настоящее время на электрических станциях применяются более сложные синхроноскопы, позволяющие автоматизировать процесс включения генератора на параллельную работу.

Включение синхронного генератора на параллельную работу методом точной синхронизации занимает довольно много времени (до 10 мин). Для ускорения включения применяют способ самосинхронизации. Включение этим способом проводится следующим образом. Приводным двигателем скорость невозбужденного ротора генератора доводится почти до номинальной (синхронной). Затем обмотка якоря включается в сеть при быстром вслед за этим включением тока в обмотку возбуждения. После переходного процесса генератор втягивается в синхронизм и оказывается включённым на параллельную работу. Недостаток метода самосинхронизации – значительные токи в процессе синхронизации. Он используется при необходимости быстро включать машину в систему

Включив синхронный генератор на параллельную работу с сетью, следует его нагрузить. Так как он является источником переменного тока, то его нагрузка будет состоять из активной и реактивной мощностей. Практическое осуществление этих нагрузок будет рассмотрено в последующих параграфах.