12. Распределение активной нагрузки

13.1. Основные сведения

Если включить СГ на параллельную работу с соблюдением перечисленных выше условий, он останется работать в режиме холостого хода.

Поэтому вслед за включением генератора на шины его надо нагрузить, при этом распределяя нагрузку между включенными СГ пропорционально их номинальным актив-

ным мощностям.

Распределение активной нагрузки осуществляют путем изменения подачи топлива (пара), т. е. по регуляторным характеристикам ПД. Равномерность распределения зависит от наклона (статизма) характе­ристик (рис. 3.19 ).

Рис. 3.19. Регуляторные характеристики приводных двигателей СГ при распределении активных нагрузок

Предположим, что для каждого из двух приводных двигателей по отдельности бы-

ли сняты регуляторные характеристики 1 и 2, которые изображены на рис. 3.19.

После включения генераторов на параллельную работу их угловые скорости долж-

ны быть одинаковы и равны, например, номинальной угловой скорости ω_ном . Напомним,

что если угловые скорости приводных двигателей неодинаковы, то, значит, неодинаковы

частоты тока генераторов ( например, f₁ ≠ f ₂, 49 ≠ 51 Гц ), что недопустимо при парал

лельной работе.

Как следует из рис. 3.19, одинаковой угловой скорости ω_ном соответствуют разные

значения активной мощности генераторов, а именно: для генератора со статической харак

теристикой 1 это значение равно Р , а для генератора с характернистикой 2 – Р ( чтобы найти эти значения мощности, надо при значении скорости ω = ω_ном провести вспомога-

тельную горизонтальную прямую до ее пересечения с характеристиками 1 и 2, а затем эти точки пересечения спроектировать на горизонтальную полуось активных мощностей ).

При этом меньшему наклону ( меньшему статизму ) характеристики соответ­ствует большая активная нагрузка генератора, что следует из сравне­ния регуляторных характери

стик 1 и 2.

Таким образом, при одинаковой (номиналь­ной) частоте вращения ω активная нагрузка 1-го генератора составляет Р , а второго - Р ,причем Р > Р .

Для того чтобы распределить активные нагрузки и в то же время оставить частоту генераторов неизменной, надо увеличить подачу топлива (пара) на ГА, имеющий мень-

шую нагруз­ку, и одновременно уменьшить подачу топлива (пара) на ГА большей нагруз-

кой.

При этом регуляторные характеристики переместятся параллельно самим себе: характеристика 2 второго ГА вверх, а характеристика 1 первого ГА вниз.

Изменение подачи топлива (пара) следует прекратить в момент, когда характеристи

ки пересекут­ся в точке А. Каждый генератор будет нагружен одинаковой мощностью: Р = ( Р + Р ) / 2.

13.2. Системы распределения активной нагрузки с базовым генератором

Важной особенностью систем автоматического распределения активной нагрузки является выделение так называемого базового генератора, у которого исключают воздей-

ствие серводвигателя на топливную рейку дизеля. По этой причине положение регулятор-

ной характеристики базового генератора не изменяется.

Выделение базово­го генератора связано с тем, что без него частота системы из не-

сколь­ких параллельно работающих СГ становится неопределенной и произ­вольно изменя-

ется в обе стороны от номинальной. Переходный процесс становится колебательным, а работа системы распределения нагруз­ки - неустойчивой.

По отношению к базовому остальные генераторы являются подстраиваемыми.

Рис. 3.20. Система автоматического распределения активных нагрузок СГ:

а – структурная схема; б – регуляторные характеристики приводных двигателей СГ

При автоматическом распределении активной нагрузки (рис. 3.20, а ) используют датчики активного тока В1 и В2, подключаемые к генера­торам через трансформаторы на-

пряжения ТV1 и ТV2 и трансформаторы тока ТА1 и ТА2.

Выходы этих датчиков соединены последовательно, а напряжения на выходах на-

правлены встречно. Такой способ соедине­ния выходов называют дифференциальной схе-

мой.

Результирующий сигнал в виде напряжения определенного значения и полярности поступает на вход усилителя А2, на выход которого подключен серво­двигатель М2 привод

ного двигателя подстраиваемого генератора G2.

Серводвигатель М1 приводного двигателя базового генератора G1 не связан с уси

лителем А2, что исключает воздействие на него со стороны системы автоматического распределения активных нагрузок.

В исходном состоянии базовый G1 и подстраиваемый G2 генерато­ры нагружены каждый мощностью P , т. е. общая нагрузка составляет 2P Этому состоянию соответст

вует точка А (рис. 3.20, б).

При увеличе­нии общей нагрузки до значения ( Р + Р ) угловая скорость обоих генераторов уменьшится до ω и нагрузка базового генератора составит Р , подстраивае

мого - Р .

Равновесие между напряжениями на выхо­дах датчиков В1 и В2 нарушится, поэто-

му серводвигатель М2 начнет уменьшать подачу топлива дизеля ПД2.

Регуляторная характеристика 2 подстраиваемого генератора переместится вниз и займет положение характеристики 2'.

Новое состояние равновесия наступит в точке В пересечения характеристик 1 и 2'. При этом положение регуляторной характеристики базового генератора не изменилось.

Каждый генератор нагружен одинаковой мощностью: Р = ( Р + Р ) / 2.

Угловая скорость обоих генераторов также одинакова и составляет ω .

Наличие зон нечувствительности регуляторов частоты вращения ПД генераторов приводит к тому, что нагрузки параллельно работающих генераторов распределяются с некоторой погрешностью ΔР, значение которой не должно превышать ±10 % номиналь-

ной активной мощности наибольше­го генератора.