Включение на параллельную работу

Параллельная работа синхронных генераторов

 

Общие положения

Включение на параллельную работу

 

1 На современных электрических станциях устанавливают несколько синхронных генераторов, предназначенных для параллельной работы. При переменном графике нагрузки целесообразно включать на параллельную работу или отключать отдельные машины с таким расчетом, чтобы каждая из них работала с номинальной или близкой к ней нагрузкой, при которой к. п. д. и другие показатели генераторов и первичных двигателей имеют наибольшую величину. Параллельная работа генераторов и объединение электростанции для параллельной работы увеличивают надежность и бесперебойность электроснабжения потребителей и позволяет иметь меньшую резервную мощность.

Для правильного подключения синхронною генератора к сети необходимо выполнить ряд условий, чтобы не была нарушена нормальная работа сети н потребителей.

 

2 Включение на параллельную работу может быть осуществлено двумя способами:

− способом точной синхронизации

− способом самосинхронизации

 

Способ точной синхронизации. Такое название получил способ, при котором к сети подключают предварительно возбужденную машину при условии, что эдс генератора равна напряжению сети.

При невыполненных условиях включения генератора в сети с другими генераторами в контуре, состоящем изпараллельно работающих генераторов и подключаемого генератора, появится ток, вызванный суммарной величиной эдс включаемого генератора и напряжения сети.В этом случае ток включения может достигнуть опасной величины и вызвать аварию.

Во избежание возникновения большого тока при подключении машины необходимо выполнить следующие условия:

− эдс включаемого генератора и напряжение в сети должныбыть равны по величине и противоположны по знаку,

− частота включаемого генератора и частота сети должны быть равны по величине

− порядок следования фаз генератора и сети должен быть одинаковым.

 

Это достигается изменением токавозбуждения генератора и регулированием частоты его вращения.

Определяют момент включения рубильника (момент синхронизации) при помощи лампового синхроноскопа.

Рис.1 Схема включения однофазного генератора в сеть при помощи ламп по способу потухания

 

На рисунке 1 показана схема включения однофазного генератора, которую называют включением на потухание.

 

 

Рис. 2 Биение напряжений

а — изменение напряжения сети и генератора;

б — кривая результирующего напряжения

 

На рисунке 2. а показано изменение напряжения сети (кривая u_c=f(t))и.изменение э. д. с. генератора (кривая u_Г=f(t))

Сложив ординаты обеих кривых, получим кривую u_c+ u_Г =f(t) изменения напряжения на лампах. Напряжение сети и э. д.с генератора з результате неравенства частот то уравновешивают друг друга, то складываются, т. е. происходит биение напряжений. Здесь промежуток времени от α до β соответствует потуханию ламп, а промежуток времени от β до α — горению ламп. Регулируя частоту вращения подключаемого генератора, добиваются, чтобы этот промежуток времени был достаточно велик и включают в середине темного промежутка. Для более точного определения момента замыкания рубильника параллельно одной из ламп подключают нулевой вольтметр, прохождение стрелки которого через нуль будет показывать момент, когда нужно замкнуть рубильник.

Для включения на параллельную работу трехфазного генератора кроме указанных выше условий необходимо еще иметь соответствие порядков чередования фаз подключаемого генератора и сети.

На рисунке 3 изображена схема включения трехфазного генератора на потухание ламп. Лампы будут одновременно гаснуть и загораться, если порядки чередования фаз сети и генератора совпадают. Подключение к сети осуществляется так же, как и однофазного генератора.

Рис. 3 Схема включения трехфазного генератора в сеть при помощи ламп по способу потухания.

 

Таким образом для подключения синхронного генератора к сети методом точной синхронизации необходимо:

1. привести генератор во вращение с частотой, близкой к синхронной;

2. возбудить генератор и установить напряжение, близкое к напряжению сети;

3. проверить порядок следования фаз и собрать схему лампового синхроноскопа на потухание света;

4. регулируя частоту вращения и возбуждение подключаемого генератора, получить достаточно медленные загорания и потухания ламп.

После выполнения этих условий в нужный момент включают рубильник; если при этом появляются значительные колебания, машину надо немедленно отключить и тщательно проверить правильность условий включения.

Несоблюдение условий, требуемых точной синхронизации включения, может привести к тяжелым последствиям. Поэтому для осуществления точной синхронизации с помощью ручных устройств необходим высококвалифицированный персонал.

Длительность включения в обычных условиях 2-3 мин, а в аварийных условиях при резких и длительных колебаниях частоты и напряжения сети это время доходит до 20 мин.

Недостатки способа точной синхронизации особенно выявились при решении вопросов, связанных с работой автоматизированных электростанций и установок, где необходимо обеспечить надежное и быстрое включение синхронных машин на параллельную работу.

 

Способ самосинхронизации. Сущность его заключается в том, что генератор, приведенный во вращение с частотой, близкой к синхронной, подключают к сети невозбужденным, и только после этого дают полное возбуждение и генератор сам втягивается в синхронизм под действием синхронизирующего момента.

Основные преимущества этого метода следующие:

− он прост и не требует дополнительной аппаратуры;

− время включения значительно меньше, чем при точной синхронизации;

− наибольший бросок тока меньше наибольшего броска тока при включении в неблагоприятный момент по методу точной синхронизации.

При включении генератора по методу самосинхронизации результирующая э. д. с. равна напряжению сети, и в этом случае бросок тока не может превзойти величины ударного тока, на который рассчитана машина.

Таким образом, для подключения синхронного генератора к сети методом самосинхронизации необходимо:

1. привести генератор во вращение с частотой, близкой к синхронной: скольжение для больших машин S<(2…3)%, для малых S<(5…6)%,

2. проверить правильность чередования фаз;

3. определить положение реостатов и автоматических устройств, установленных в цепи возбуждения для регулирования напряжения, в которое они должны быть установлены сразу после подключения генератора к сети. После подключения обмотки якоря к сети подключить цепь возбуждения и произвести ее настройку.

Подключение по методу самосинхронизации может осуществляться как ручным способом, так и при помощи автоматических устройств.

 

Контрольные вопросы

1. Назовите способы включения генераторов на параллельную работу

2. В чем сущность способа точной синхронизации?

3. Какие условия нужно выполнить для соблюдения точной синхронизации?

4. Что такое самосинхронизация?

5. Каковы преимущества самосинхронизации?

6. Какие условия необходимо выполнить для соблюдения самосинхронизации?