Автоматическое включение синхронных генераторов по способу самосинхронизации

Включение невозбужденного генератора в сеть эквивалентно для энергосистемы внезапному трехфазному короткому замыканию за сопротивлением генератора.

Согласно ПУЭ способ самосинхронизации, как основной способ включения на параллельную работу, может предусматриваться для:

- турбогенераторов мощностью до 3МВт;

- турбогенераторов с косвенным охлаждением мощностью более 3 МВт, работающих непосредственно на сборные шины, если периодическая составляющая переходного тока при включении в сеть способом самосинхронизации не превосходит ;

- турбогенераторов с косвенным охлаждением, работающих в блоке с трансформаторами.

Согласно ПУЭ, при аварийных режимах в электрической системе включение на параллельную работу всех генераторов вне зависимости от системы охлаждения и мощности может производиться способом самосинхронизации.

На тепловых электростанциях операция самосинхронизации турбогенераторов осуществляется, как правило, полуавтоматически. Регулирование частоты вращения генератора и её подгонка к под синхронной возлагаются на персонал. Включение генератора в сеть производится автоматически устройством самосинхронизации при заданном значении скольжения.

На рисунке 4.1 приведена схема устройства полуавтоматической самосинхронизации применяемой на тепловых электростанциях [2].

Основным элементом устройства является реле разности частот КF, контролирующее разность частот напряжений генератора и сети. В качестве реле КF широко применяется реле частоты типа ИРЧ – 01А, обмотка 2 которого подключается последовательно с реостатом R1 к трансформатору напряжения TV1 включаемого генератора. Обмотка 1 подключается к трансформатору напряжения сети TV2. Устройство полуавтоматической синхронизации вводится в работу ключом SA, замыкающим цепи трансформаторов напряжения TV1 и TV2, цепи оперативного постоянного напряжения и выходные цепи.

Реле ИРЧ – 01А в момент подачи напряжения на его обмотки может кратковременно замыкать свои контакты. Чтобы исключить неправильное действие устройства, обмотки 1 и 2 реле КF подключаются к трансформаторам TV1 и TV2 не одновременно: сначала подключается обмотка 1, а затем через время в несколько секунд, устанавливаемое на проскальзывающем контакте реле времени КТ.1 подключается обмотка 2. Подключение обмотки 2 осуществляется с помощью промежуточного реле КL3. Кроме того, вводится дополнительная выдержка на контакте КТ.2 в цепь контактов КF.1 и КF.2, исключающая неправильное срабатывание устройства в момент подачи напряжения на обмотку 2 реле КF.

Рисунок 4.1 – Схема полуавтоматической самосинхронизации

Реле КF срабатывает при частоте скольжения равной частоте срабатывания и подает питание на выходное реле устройства КL1, которое с помощью контакта КL1.1 самоудерживается, а контактом КL1.3 замыкает цепь включения выключателя Q1. После включения выключателя генератора включается автомат гашения поля генератора, подающий возбуждение на обмотку ротора генератора. Возбужденный генератор окончательно втягивается в синхронизм.

Самоудержание выходного реле КL1 обеспечивает надежное включение выключателя и АГП генератора. Промежуточное реле КL2, имеющее задержку при возврате, ограничивает длительность сигнала на включение выключателя и АГП. Во избежание опасного воздействия номинального напряжения трансформатора TV1 возбужденного генератора на обмотку 2 реле КF, не рассчитанную на это напряжение, цепь обмотки 2 размыкается контактом КL3.2 после возврата реле КL3, вызванного размыканием контакта КL1.2. Реле КV, предназначено для исключения подачи номинального напряжения возбужденного генератора на обмотку 2 реле KF до включения генератора в сеть, что может произойти вследствие ошибочных действий персонала. Размыкающий контакт реле KV размыкает цепь реле времени КТ и исключает, таким образом, возможность срабатывания реле КL3.