Асинхронные режимы в электрических системах. Установившийся асинхронный режим

Асинхронными называют такие режимы работы генератора или двигателя, при которых скорость вращения роторов значительно отклоняется от синхронной.К асинхронным режимам относятся:

— работа синхронной машины на шины, где синхронная скорость ω₀ отлична от скорости ωэтой машины;

— асинхронный пуск двигателей или синхронных компенсаторов;

— самозапуск двигателей;

— ресинхронизация после нарушения устойчивости;

— самосинхронизация генераторов;

— автоматическое повторное включение с самосинхронизацией (АПВС) или без контроля синхронизма (АПВбС);

— асинхронный пуск двигателей и компенсаторов.

В асинхронном режиме вектор ЭДС синхронной машины, выпавшей из синхронизма, вращается относительно вектора ЭДС машин, работающих синхронно.

Существует три причины перехода генератора в асинхронный режим:

1)Потеря возбуждения.

При потере возбуждения падение синхронной мощности вызывает небаланс моментов, и ускорение машины так как .

Одновременно возникает электромагнитная асинхронная мощность, которая после исчезновения синхронной мощности уравновешивает момент турбины и наступает установившийся асинхронный режим при ω > ω₀.

В таком режиме некоторые машины могут работать до 0,5 ч и нести до 70% нагрузки.

2)Потеря статической устойчивости.

Рис. 3.18. Переход на асинхронный режим в результате потери

статической устойчивости при Р₀ ⁼ Р_max.

3) Потеря динамической устойчивости.

    При наличии синхронного и асинхронного момента скорость машины меняется синусоидально вокруг среднего значения ω _а.



         Рис. 3.19. Характер процесса при потере динамической устойчивости.



В асинхронном режиме предельная активная мощность, которую может отдавать турбогенератор, обычно ограничивается 50—70% от номинальной мощности из-за возрастания тока статора, а мощность, которую может отдавать современный крупный гидрогенератор 30—50%. Кратковременно ее можно повысить, допустив перегрузку по току статора. Возможность асинхронного хода и его длительность зависят от типа генератора и условий работы системы. Турбогенератору при потере возбуждения разрешается работать в асинхронном режиме до 15—30 мин, без потери возбуждения несколько меньше. Если за это время восстановить синхронную работу не удается, то турбогенератор должен быть отключен от сети. Длительность работы гидрогенераторов в асинхронном режиме более кратковременна (3...4 мин). Асинхронный ход (установившийся асинхронный режим), недопустим в тех случаях, когда при его появлении потери в роторе оказываются больше номинальных, а ток статора больше 1_,1·I_ном