Параллельная работа синхронных генераторов.
На электростанциях устанавливают несколько синхронных генераторов, которые параллельно работают на общую электрическую сеть. Особенность работы генератора на сеть большой мощности (энергосистему) заключается в том, что при любой мощности генератора она незначительна в сравнении с суммарной мощностью энергосистемы. Параллельное включение генератора обеспечивает увеличение общей мощности электростанции при ограниченной мощности каждого из установленных на ней генераторов, повышает надежность энергоснабжения потребителей и позволяет лучше организовать обслуживание отдельных энергоблоков.
Электрические станции объединяют для параллельной работы в мощные энергосистемы, позволяющие наилучшим образом решать задачу рационального производства и распределения электрической энергии. Таким образом, для синхронной машины, установленной на электрической станции типичным является режим работы на сеть большой мощности, по сравнению с которой собственная мощность генератора является очень малой. В этом случае с большой степенью точности можно принять, что генератор работает параллельно с сетью бесконечно большой мощности, другими словами, напряжение сети и ее частота являются постоянными, не зависящими от нагрузки данного генератора.
Задача включения генератора на параллельную работу с сетью заключается в том, чтобы обеспечить возможно меньший бросок тока в момент присоединения генератора к сети. В противном случае возможны срабатывание защиты, поломка генератора или первичного двигателя.
Ток в момент подключения генератора к сети будет равен нулю, если удастся обеспечить равенство мгновенных значений напряжений сети и генератора :
. (4.22)
Выполнение условия (4.22) сводится к выполнению трех равенств:
— должны быть равны величины напряжений сети и генератора UCm=UГm или =UГ;
— должны быть равны величины частоты или ,
— должны быть равны начальные фазы ас = аГ, т.е. должны совпадать по фазе векторы и UГ.
Кроме того, для трехфазных генераторов нужно согласовать порядок чередования фаз.
Совокупность операций, проводимых при подключении генератора к сети, называют синхронизацией. При синхронизации генератора сначала устанавливают номинальную частоту вращения ротора, что обеспечивает приближенное равенство частот , а затем, регулируя ток возбуждения, добиваются равенства напряжений = UГ.
Совпадение по фазе векторов напряжений сети и генератора ( ) контролируется специальными приборами: ламповым или стрелочными синхроноскопами. Ламповые синхроноскопы применяют для синхронизации генераторов малой мощности, поэтому обычно их используют в лабораторной практике. Этот прибор представляет собой три лампы ЛA, Лв и Лс, включенные между фазами генератора и сети (рис. 4.16).
Рис. 4.16. Схема включения синхронного генератора к сети с помощью лампового синхроноскопа
На каждую лампу действует разность напряжений Δu = uс –uГ, которая при неравенстве частот изменяется с некоторой небольшой частотой, называемой частотой биений. В этом случае лампы будут мигать. При близких частотах разность напряжений будет изменяться медленно, поэтому лампы будут постепенно загораться и погасать.
Генератор подключают к сети в тот момент, когда разность напряжений на короткое время становится близкой нулю, т. е. в середине периода погасания ламп. В этом случае выполняется условие совпадения по фазе векторов напряжений сети и генератора. Для более точного определения момента включения применяют нулевой вольтметр, имеющий растянутую шкалу в области нуля. После включения генератора в сеть дальнейшая синхронизация частоты его вращения происходит автоматически.
Генераторы большой мощности синхронизируют с помощью стрелочных синхроноскопов, работающих по принципу вращающегося магнитного поля. В этих приборах при неравенстве частот стрелка вращается с частотой, пропорциональной разности частот, в одну или другую сторону в зависимости от того, какая из этих частот больше.
При равенстве частот стрелка устанавливается на нуль; в этот момент и следует подключать генератор к сети. На электрических станциях обычно используются автоматические приборы для синхронизации генераторов без участия обслуживающего персонала.
На практике часто применяют метод самосинхронизации. Его суть состоит в следующем. Генератор подключают к сети при отсутствии возбуждения, при этом во избежание перенапряжений обмотка возбуждения замыкается на активное сопротивление. Ротор разгоняют до частоты вращения, близкой к синхронной (допускается скольжение до 2%), за счет вращающего момента первичного двигателя и асинхронного момента, обусловленного индуктированием тока в успокоительной обмотке. После этого в обмотку возбуждения подают постоянный ток, что приводит к втягиванию ротора в синхронизм. В момент включения генератора возникает сравнительно большой бросок тока, который не должен превышать 3,5I1Н. После втягивания в синхронизм, путем увеличения мощности приводного двигателя, регулируют до необходимого значения активную мощность генератора.
Дата добавления: 2021-12-14; просмотров: 348;