
- •Возбуждение синхронных машин
- •Контрольные вопросы
- •Лекция № 15 Реакция якоря синхронной машины
- •Уравнения напряжений синхронного генератора. Векторные диаграммы синхронных генераторов
- •Векторные диаграммы синхронного генератора
- •Характеристики синхронного генератора
- •Контрольные вопросы
- •Нагрузка генератора, включенного на параллельную работу
- •Угловая характеристика синхронного генератора
- •Лекция № 17 Синхронные двигатели и их характеристики Принцип действия синхронного двигателя
- •Пуск синхронных двигателей
- •Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
1. Из каких участков состоит магнитная цепь явно полюсной синхронной машины?
2. В чем состоит явление реакции якоря?
3. Каково действие реакции якоря при активной, индуктивной и емкостной нагрузках синхронного генератора?
4. Какие ЭДС наводят в обмотке статора явнополюсного синхронного генератора магнитные потоки реакции якоря и каким индуктивным сопротивлениям эти ЭДС эквивалентны?
5. Почему характеристика к.з. синхронной машины имеет вид прямой линии?
6. Что такое ОКЗ и как влияет этот параметр на свойства синхронного генератора?
7. Что такое номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки и почему при емкостной нагрузке его величина отрицательна?
8. Определите изменение напряжения при сбросе нагрузки для примера 20.2, если генератор работал с нагрузкой, равной половине номинальной?
9. Какие виды потерь имеют место в синхронной машине?
Лекция № 16
Включение СГ на параллельную работу.
Электромагнитный момент СГ, угловая характеристика.
U – образные характеристики.
Включение генераторов на параллельную работу
На электрических станциях обычно устанавливают несколько синхронных генераторов, включаемых параллельно для совместной работы (рис. 92). Наличие нескольких генераторов вместо одного суммарной мощности дает преимущества, объясняемые теми же соображениями, которые были изложены применительно к параллельной работе трансформаторов.
При включении
синхронного генератора в сеть на
параллельную работу необходимо соблюдать
следующие условия: ЭДС генератора
в момент подключения его к сети должна
быть равна и противоположна по фазе
напряжению сети
,
частота ЭДС генератора
должна быть равна частоте переменного
напряжения в сети
;
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. Несоблюдение любого из условий синхронизации приводит к появлению в обмотке статора больших уравнительных токов, чрезмерное значение которых может явиться причиной аварии.
Включить генератор в сеть с параллельно работающими генераторами можно или способом точной синхронизации, или способом самосинхронизации
Способ точной синхронизации. Сущность этого способа состоит в том, что, прежде чем включить генератор в сеть, его приводят в состояние, удовлетворяющее всем вышеперечисленным условиям. Момент соблюдения этих условий, т. е. момент синхронизации, определяют прибором, называемым синхроноскопом. По конструкции синхроноскопы разделяют на стрелочные и ламповые. Рассмотрим процесс синхронизации генераторов с применением лампового синхроноскопа, который состоит из трех ламп 1, 2, 3, расположенных в вершинах равностороннего треугольника.
При включении ламп
по схеме «на погасание» (рис. 93, а)
момент синхронизации соответствует
одновременному погасанию всех ламп.
Предположим, что звезда ЭДС генератора
;
;
вращается с угловой частотой
,
превышающей угловую частоту вращения
звезды напряжений сети
;
;
.
B этом случае напряжение на лампах
определяется геометрической суммой
;
;
(рис. 93, б).
В момент совпадения векторов звезды
ЭДС с векторами звезды напряжений эта
сумма достигает наибольшего значения,
при этом лампы горят с наибольшим
накалом (напряжение на лампах равно
удвоенному напряжению сети). В
последующие моменты времени звезда ЭДС
обгоняет звезду напряжений и напряжение
на лампах уменьшается.
Рис. 92. Включение синхронных генераторов на параллельную работу:
Г1– Г4 – синхронные генераторы, ПД1–ПД4 – приводные двигатели
В момент синхронизации
векторы ЭДС и напряжений занимают
положение, при котором
;
;
,
т. е.
,
и все три лампы одновременно гаснут
(рис. 93, в).
При большой разности угловых частот
и
лампы вспыхивают часто. Изменяя
частоту вращения первичного двигателя,
добиваются равенства
,
о чем будет свидетельствовать
погасание ламп на длительное время. В
этот момент и следует замкнуть рубильник,
после чего генератор окажется подключенным
к сети.
Способ самосинхронизации. Ротор невозбужденного 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 перенапряжений в обмотке ротора в момент подключения генератора к сети, ее замыкают на некоторое активное сопротивление. Так как в момент подключения генератора к сети его ЭДС равна нулю (генератор не возбужден), то под действием напряжения сети в обмотке статора наблюдается резкий бросок тока, превышающий номинальное значение тока генератора. Вслед за включением обмотки статора в сеть подключают обмотку возбуждения к источнику постоянного тока и синхронный генератор под действием электромагнитного момента, действующего на его ротор, втягивается в синхронизм, т. е. частота вращения ротора становится синхронной. При этом ток статора быстро уменьшается.
Рис. 93. Ламповый синхроноскоп
При самосинхронизации в генераторе протекают сложные электромеханические переходные процессы, вызывающие значительные механические воздействия на обмотки, подшипники и муфту, соединяющую генератор с турбиной. Влияние этих воздействий на надежность генератора учитывается при проектировании синхронных генераторов. Способ самосинхронизации (грубой синхронизации) обычно применяют в генераторах при их частых включениях. Этот способ прост и легко автоматизируется.