68) Проверка сети электроснабжения на самозапуск электродвигателя

Самозапуск двигателей начинается с промежуточной частоты вращения, так что кратность тока при самозапуске меньше, чем при пуске. Однако при кратковременном исчезновении напряжения, даже при незначительном увеличении скольжения, сопротивление двигателя резко уменьшается, а кратность потребляемого из сети тока возрастает. При проверке самозапуска двигателей напряжением 6 и 10 кВ активными сопротивлениями элементов сети, в том числе токопроводов (за исключением ВЛ 6—10 кВ), как правило, можно пренебречь и учитывать только реактивные сопротивления. При напряжении двигателей до 1000 В, особенно в системах ограниченной мощности, активные сопротивления надо учитывать, так как они часто влияют на результаты расчетов. Напряжение источника питания должно быть выше номинального напряжения двигателя для того, чтобы покрыть потерю напряжения во внешней сети и в трансформаторе. В противном случае напряжение на шинах при нормальной работе будет ниже номинального напряжения электроприемников, что недопустимо. При отсутствии точных данных это напряжение в относительных единицах для расчетов самозапуска можно принять: двигателей напряжением выше 1000 В - 1,05, двигателей напряжением до 1000 В - 1,03. Напряжение на выводах двигателей в начальный момент самозапуска должно обеспечить величины пускового момента, превышающие на 0,1 моменты сопротивления механизмов

где mс(s), mп(s) - моменты сопротивления механизма и пускового момента двигателя, соответствующие скольжению s, с которого начинается разгон двигателя при самозапуске. Определив по кривым выбега или по формуле скольжение s, до которого при выбеге затормозятся двигатели по заводским данным находят сопротивления самозапускаемых двигателей, соответствующие этому скольжению. Далее определяют эквивалентное сопротивление всех участвующих в совместном самозапуске двигателей с последовательно включенными реакторами. Кроме того, учитывают индуктивное сопротивление нагрузки, питающейся от тех же шин. Наконец, определяют общее эквивалентное сопротивление хэ, которое складывают с сопротивлением системы хс.

69) Последовательность включения синхронного генератора на параллельную работу с электрической системой бесконечной мощности по способу самосинхронизации

При этом способе исключается необходимость точной подгонки частоты и фазы напряжения синхронизируемого генератора.

При самосинхронизации синхронизируемый генератор разворачивается до подсинхронной частоты вращения (скольжение 2-3%) и без возбуждения включается в сеть. При этом обмотку возбуждения замыкают на разрядное сопротивление, используемое при гашении поля, либо на предусмотренный для этой цепи резистор, либо на якорь возбудителя. Это связано с тем, что в момент включения в сеть невозбужденного генератора он потребляет из сети большой реактивный ток и вращающееся поле создаваемое этим током наводит в обмотке возбуждения значительную э.д.с., что может вызвать повреждение изоляцию из-за перенапряжения. Сразу после включения генератора в сеть подается импульс на включение АГП, генератор возбуждается и за 1-2с втягивается в синхронизм. В момент включения невозбужденного синхронного генератора в сеть имеет место бросок тока статора и сниженное напряжения в сети. Если включается на параллельную работу с энергосистемой блок генератор-трансформатор, то ток статора будет значительно меньше. Кроме того, ток имеет индуктивный характер и поэтому не создает дополнительных механических нагрузок на валу. Но ток и электродинамическая сила, пропорциональна квадрату тока, меньше, чем при К.З. на выводах генератора. Это связано с тем, что в момент включения э.д.с. генератора равна нулю (генератор не возбужден) и ток определяется только напряжением сети Uc и суммарным сопротивлением и , которые больше сопротивлений генератора и. Если включить синхронный генератор на параллельную работу с мощной сетью, то после включения э. д. с. генератора равна напряжению сети, а угол между векторами напряжения сети Uc и вектором э. д. с. генератора равен 180°. Подключенный генератор не берет на себя нагрузки и продолжает вращаться вхолостую. В генераторах постоянного тока при их параллельной работе для изменения нагрузки изменяли возбуждение. Увеличим возбуждение синхронного генератора, работающего параллельно с мощной сетью для того, чтобы он взял на себя нагрузку. При этом э. д. с. станет больше напряжения сети, вследствие чего в обмотке генератора потечет реактивный уравнительный ток, отстающий от э. д. с. Генератора.

Уравнительный ток создает продольно-размагничивающую реакцию якоря, при которой магнитный поток будет индуктировать в обмотке статора генератора э. д. с. вычитающуюся из э. д. с. генератора, вследствие чего напряжение генератора станет равным напряжению Сети. Включение синхронного генератора на параллельную работу с системой связано с рядом трудностей. Применяются два способа такого включения; точная синхронизация и самосинхронизация. Основными достоинствами способа самосинхронизации является ускорение процесса синхронизации и его сравнительная простота, вследствие чего он легко может быть автоматизирован. Преимущества самосинхронизации особенно важны в аварийных условиях при значительных колебаниях частоты и напряжения в энергосистеме. Недостатком способа самосинхронизации следует считать сравнительно большие толчки тока в момент включения, вследствие чего подгорают контакты выключателей и подвергаются дополнительным

динамическим усилиям обмотки генераторов и трансформаторов. Достоинство точной синхронизации состоит в том, что включение генератора, как правило, не сопровождается большими толчками тока и длительными качаниями. Вместе с тем жесткие требования, предъявляемые условиями точной синхронизации, делают ее более сложной и длительной операцией. Особенно это относится к аварийным условиям, когда вследствие резких колебаний частоты и напряжения становится практически невозможным точное уравнивание частот и напряжений синхронизируемого генератора и сети.

70) Последовательность включения синхронного генератора на параллельную работу с электрической системой бесконечной мощности по способу точной 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: 1) равенство ЭДС генератора Ео и напряжения сети Uс;

2) равенство частот генератора fг и сети fс;

3) ЭДС генератора Ео и напряжение сети Uс должны находиться в противофазе;

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

При включении генератора на параллельную работу выполнение первого условия проверяется по вольтметрам, включенным в сеть и на выводы генератора. Равенства Uг = Uс добиваются путем регулирования тока возбуждения генератора.

Остальные условия проверяются с помощью специальных приборов, называемых синхроноскопами. Простейшим синхроноскопом является ламповый.

Наиболее благоприятным моментом для включения генератора в сеть будет момент времени, когда лампы погаснут. На практике при включении генератора на параллельную работу с сетью регулируют скорость приводного двигателя и добиваются, чтобы промежутки времени между следующими друг за другом погасаниями ламп были достаточно большими, чтобы успеть включить генератор на параллельную работу. Для трехфазных генераторов применяются две схемы включения ламп: на потухание и на вращение света. Включение генератора в сеть при значительном неравенстве напряжений по значению и при большом угле расхождения по фазе вызовет появление в генераторе уравнительного тока и связанных с ним последствий. Особенно опасно включение генератора при несовпадении напряжений по фазе. В наиболее тяжелом случае, когда напряжения генератора и сети сдвинуты по фазе на 180°, а мощность системы во много раз превышает мощность генератора, уравнительный ток в момент включения в 2 раза превысит ток трехфазного КЗ на выводах генератора. От такого тока могут разрушиться лобовые части обмотки статора или обмотки трансформатора. При значительной разности частот трудно безошибочно выбрать момент для включения генератора.

Однако точное соблюдение трех вышеуказанных условий, особенно двух последних, замедлило бы процесс синхронизации. Поэтому практически допускается возможность появления незначительных, неопасных толчков при включении генератора и синхронизация с соблюдением следующих, несколько отличающихся от указанных выше идеальных условий:

напряжение генератора должно быть выше напряжения сети, но не более чем на 5 %, с тем чтобы он после включения принял на себя реактивную нагрузку;

импульс на включение выключателя должен подаваться до подхода стрелки синхроноскопа к красной черте на угол, соответствующий времени включения выключателя, с расхождением не более 8—12°;

частота вращения генератора должна быть близкой к частоте сети, чтобы стрелка синхроноскопа вращалась с частотой не более 2—3 об/мин.

Точная синхронизация проводится при помощи автоматического синхронизатора, а там где его нет — вручную. Схема ручной синхронизации дополняется блокировкой от несинхронного включения, разрешающей включение генератора только при допустимых разности частот вращения и угле расхождения между фазами напряжений генератора и сети. Ручная синхронизация при отключенной блокировке от несинхронного включения запрещается.

По способу самосинхронизации генератор включается в сеть без возбуждения при частоте вращения, близкой к синхронной (скольжение ±2%), после чего включается АГП, генератор возбуждается и в течение 1—2 с втягивается в синхронизм. Регулировочный реостат перед включением генератора должен быть установлен в положение XX. Во избежание пробоя изоляции обмотки ротора из-за появления перенапряжений она должна быть замкнута до включения АГП на резистор самосинхронизации.

Если при неудачной точной синхронизации механические усилия на вал ротора, обусловленные так называемым синхронным моментом, могут в несколько раз превысить усилия от номинального момента, то при самосинхронизации синхронный момент отсутствует, так как генератор включается невозбужденным. Кроме того, достоинство способа самосинхронизации состоит в простоте, позволяющей полностью автоматизировать включение генератора в сеть, в быстроте включения.'