3.2.3. Включение синхронных генераторов на параллельную работу
На
электростанциях обычно устанавливают
несколько синхронных генераторов,
включённых параллельно для совместной
работы (рис. 39).
Рис. 39. Включение синхронных генераторов на параллельную работу: Г1 – Г4 – синхронные генераторы; ПД1 – ПД4 – приводные двигатели.
Наличие нескольких генераторов вместо одного суммарной мощности даёт возможность отключать один генератор в случае аварии или ремонта, при этом остальные генераторы работают. Электростанции, в свою очередь, объединяют для параллельной работы в мощные энергосистемы, позволяющие наилучшим образом решать задачи производства и распределения электроэнергии.
При включении синхронного генератора в сеть на параллельную работу необходимо соблюдать следующие условия:
ЭДС генератора Е0 в момент подключения его к сети должна быть равна и противоположна по фазе напряжению сети Uс (Е0 = Uс).
Частота генератора fг должна быть равна частоте переменного напряжения в сети fс.
Порядок следования фаз на выводах генератора должен быть таким же, что и на зажимах сети.
Приведение генератора в состояние, удовлетворяющее всем указанным условиям, называют синхронизацией.
Способы синхронизации:
Способ точной синхронизации – состоит в том, что прежде чем включить генератор в сеть, его приводят в состояние, удовлетворяющее всем перечисленным условиям. Момент синхронизации определяют ламповым или стрелочным синхроскопом. При определении момента синхронизации ламповым синхроскопом лампы включают по схеме «на погасание» (рис. 40).
Рис. 40. Ламповый синхроноскоп.
Момент синхронизации определяю по погасанию ламп на длительное время. В этот момент и следует замкнуть рубильник, включив генератор в сеть. Этим способом включают на параллельную работу генераторы малой мощности.
Способ самосинхронизации – состоит в том, что ротор невозбуждённого генератора приводят во вращение первичным двигателем до частоты вращения, отличающейся от синхронной не более чем на 2÷5%, затем генератор подключают к сети. Для того, чтобы избежать перенапряжения в обмотке ротора (в обмотке возбуждения) в момент подключения её к сети, её замыкают на некоторое активное сопротивление. Затем обмотку ротора (обмотку возбуждения) подключают к источнику постоянного тока, и синхронный генератор втягивается в синхронизацию, т. е. частота вращения ротора становится синхронной. Этим способом включают на параллельную работу синхронные генераторы мощностью до 500 мВт.
Тема 3.3 Синхронные двигатели и компенсаторы
3.3.1. Особенности конструкции синхронных двигателей
В соответствии с принципом обратимости электрических машин синхронная машина может работать не только в режиме генератора, но и в режиме двигателя, если к валу ротора приложить тормозной момент. При этом машина начинает потреблять из сети электрическую энергию и преобразовывать её в механическую. Частота вращения ротора остаётся неизменной, жёстко связанной с частотой сети по соотношению:
n2 = n1 = f/p×60.
Конструкция синхронных двигателей в принципе не отличается от конструкции синхронных генераторов, но их изготовляют преимущественно явнополюсными с 2p = 6÷24 (количество полюсов); воздушный зазор делают меньшим, чем у генераторов той же мощности, (уменьшает пусковой ток); демпферную (успокоительную) обмотку выполняют стержнями большого сечения (при пуске двигателя она является пусковой); полюсные наконечники двигателей шире, чем генераторов. Поэтому выпускаемые промышленностью синхронные машины имеют обычно целевое назначение – либо это синхронные генераторы, либо синхронные двигатели.