1. Умови включення синхронних генераторів

НА ПАРАЛЕЛЬНУ РОБОТУ

Для включення СГ на паралельну роботу з іншими варто виконати певні операції. Сукупність таких операцій прийнято називати синхронізацією. Ознакою ідеальних умов синхронізації є відсутність зрівняльних струмів у статорних і роторних ланцюгах синхронізуемих генераторів й яких-небудь змін режиму роботи останніх. Для одержання ідеальних умов синхронізації генераторів необхідно дотримувати рівність амплітудних значень напруг, кутових швидкостей і відносних кутів зрушення фаз напруг. Для двох трифазних СГ (рис. 3.1), що включають на паралельну роботу, ідеальні умови синхронізації математично записуються так:

(3.1)

Рис. 3.1. Діаграма розташування векторів ЕРС. генераторів,

яки включають на паралельну роботу

Очевидно рівності (3.1) мають місце при наступних умовах

:

U_A1=U_A2, U_B1=U_B2, U_C1=U_C2; (3.2)

₁=₂ або _S=₁-₂=0; (3.3

_A10=_A20, _B10=_B20, _C10=_C20; (3.4)

або _АТ=0, _В=0, _З=0.

Якщо врахувати, що в сучасних ЭСК навантаження по фазах розподіляється рівномірно, а криві напруги є синусоїди, можна всі міркування вести щодо однієї фази.

Зрівняльний струм при синхронізації генераторів у момент включення визначається геометричною різницею напруг або е. р. с. і опорами ланцюга.

При різниці амплітуд напруг U=U₁-U₂, рівність кутових швидкостей ₁=₂ і збігу фаз ₁=₂ має місце реактивний зрівняльний струм, оскільки опору генераторів в основному індуктивні, а опорі сполучних ліній в ЭСК малі, зрівнювальній струм відстає на 90° від вектора різниці напруг (pиc.3.2a).

Рис. 3.2. Діаграма напруг, що утворюють зрівняльний струм.

Деяка різниця напруг (до 6-8%Uн) генераторів допускається для більше швидкого включення генераторів на паралельну роботу. При цьому стрибки струму відносно малі й можна спростити схеми й пристрої синхронізації.

Наявність зрушення фаз ₁₂ між напругами при ₁=₂ й U₁=U₂ створює головним чином активний зрівняльний струм. На рис. 3.2б показана векторна діаграма напруг, що відповідає включенню при зрушенні фаз. Зрівняльний струм відстає як і раніше на 90° від різниці напруг U, оскільки опір статорних обмоток значно більше активного, а опір сполучних ліній малій. Однак стосовно векторів напруг синхронізуемих генераторів його вектор розташований під кутом, відмінним від 90°, і тому має активну складову, викликаючи поштовхи активної потужності в момент включення генераторів.

Ще більші поштовхи активної потужності виникають у випадку включення генераторів на паралельну роботу при нерівності кутових швидкостей, тобто при ₁₂. У цьому випадку один з агрегатів буде мати деякий запас надлишкової кінетичної енергії відносного руху, що визначається вираженням

(3.5)

де Тj - механічна постійна часу інерції обертових частин агрегату.

Під дією запасу кінетичної енергії виникає зрівняльна активна потужність, обумовлена значеннями струму й е. р. с. зверх перехідного, а потім перехідного процесів. Зрівняльна потужність викликає обертаючий момент на валу одного з генераторів (гальмовий в іншого), що перевищує номінальний у кілька разів. При синхронізації генераторів у цих умовах можуть виникати поломки сполучних муфт і редукторів, а також інші механічні ушкодження, що приводять до заміни генераторів або агрегатів у цілому.

Включення протифазне або з більшим кутом неузгодженості фаз може викликати аварію комутаційних апаратур, що супроводжується пожаром и небезпечними наслідками в ГРЩ через дію в ланцюзі подвійної напруги в початковий момент включення.

Таким чином, при синхронізації синхронних генераторів необхідно прагнути до виконання наступних умов:

- рівності діючих значень напруги працюючого й підключа генераторів;

- рівності частот працюючого й підключа генераторів ;

- рівності відносного зрушення фаз працюючого й підключа генераторів;

- збігу порядку проходження фаз для трифазних генераторів.

Порядок проходження фаз перевіряється при підключенні ЭСК до берегового джерела, після монтажу й ремонту мережі. Вся решта умов повинні перевірятися при кожнім включенні генераторів на паралельну роботу.