6. Переход синхронного генератора в асинхронный режим

При параллельной работе синхронных генераторов с сетью возможны случаи, когда отдельные генераторы выходят из синхронизма. В этом случае генератор перехо­дит в асинхронный режим, т. е. его ротор начинает вра­щаться со скоростью, большей, чем поле. В результате пе­ремещения ротора относительно поля в его контурах наво­дятся токи, что приводит к созданию момента на валу и генерированию активной мощности.

Причинами выхода генератора из синхронизма являют­ся снижение напряжения сети, потеря возбуждения и т.д. Во всех этих случаях будет выполняться неравенство Р>P_MAX

При выпадении из синхронизма машина будет работать как асинхронный генератор с некоторыми особенностями, связанными с присущей синхронным машинам электрической и магнитной несимметрией и наличием в об­щем случае тока возбуждения. В этом режиме генератор будет вырабатывать только активную мощность, а реактив­ную мощность он будет потреблять из сети. Скорость ротора увеличивается до тех пор, пока не наступит равенство моментов на валу и электромагнитного.

Допустимая длительность асинхронного режима определяется из заранее проведенного теплового расчета (исходя из потерь, выделяющихся в короткозамкнутых контурах ротора). Обычно мощность, отдаваемая в асинхронном ре­жиме, меньше номинальной. Так, в турбогенераторах допу­стимая мощность на практике принимается равной 40—60 % номинальной. При равенстве потерь в статоре и роторе (как в асинхронном, так и нормальном синхронном режимах) допустимая длительность работы не должна превы­шать 30 мин (при косвенном охлаждении). Для турбогене­раторов с непосредственным охлаждением допустимая мощ­ность составляет до 40 % при допустимой длительности 15 мин. Характеристики гидрогенераторов в асинхронном режиме значительно хуже, чем у турбогенераторов. Поэтому их работа в асинхронном режиме недопустима.

При наличии постоянного тока в обмотке возбуждения у машины кроме асинхронного момента создается пульси­рующий момент. Он возникает в результате взаимодействия этого тока с вращающимся с синхронной скоростью маг­нитным потоком якоря. Во избежание образования пульси­рующего момента целесообразно при выходе машины из синхронизма обмотку возбуждения отключить от сети и замкнуть на разрядное сопротивление.

После устранения неисправностей, приведших к выпадению машины из синхронизма, она снова должна быть переведена в синхронный режим. Процесс перевода машины из асинхронного режима в синхронный называется ресинхронизацией.

Для вхождения машины в синхронизм необходимо по­дать постоянный ток в обмотку возбуждения. Вхождение в синхронизм зависит от разности скоростей ротора и магнитного поля. Эта разность пропорциональна нагрузке ма­шины, и чем меньше она будет, тем более благоприятные условия создадутся для вхождения машины в синхронизм. Если нагрузка машины в асинхронном режиме была велика, то для облегчения вхождения в синхронизм нагрузку следует уменьшить или полностью отключить.

7. Основные положения

- выражения для угловых характеристик активной и реактивной мощности синхронной машины, а так же электромагнитного момента:

согласно этим выражениям строятся соответствующие характеристики;

- максимальная мощность, которая определяет статиче­скую перегружаемость в синхронном генераторе:

8. Контрольные вопросы и домашнее задание

№	Содержание	Литература
1	Что такое угол нагрузки синхронной машины, как определяется угол θ по векторным диаграммам, представленным на рисунках 1,4?	3, §35-3
2	Какая характеристика синхронной машины называется угловой?	3 §35-3
3	Сравните угловые характеристики электромагнитного момента и активной мощности явнополюсной и неявнополюсной синхронной машины?	3, §35-3
4	Что называют статической перегружаемостью синхронной машины, в каких пределах изменяется kп турбогенераторов?	3, §35-3, §35-4
5	Какой процесс называется выпадением из синхронизма синхронной машины?	3, §35-3, §35-4, §35-5, §39-3
6	Что подразумевают под статической устойчивостью синхронной машины?	3, §35-3
7	Запишите уравнение определения реактивной мощности явнополюсного генератора, работающего параллельно с сетью, чему равно её максимальное значение, укажите физический смысл величин уравнения?	3, §35-3
8	Какую способность синхронной машины называют динамической устойчивостью, что произойдет с двигателем при изменении нагрузки?	3, §39-3
9	Особенности перехода синхронного генератора в асинхронный режим работы параллельно с сетью?	3, §36-1; 3, §36-2
10	Согласно векторным диаграммам, изображенным на рисунке №7, постройте U- образные характеристики синхронной машины. На характеристиках укажите: 1) точки С,Д и О; 2) чему соответствуют кривые СД и соsφ = 1; 3) зону недовозбуждения и перевозбуждения синхронной машины; 4) минимальные и максимальные значения тока возбуждения; 5) почему кривая соsφ = 1 при увеличении мощности отклоняется вправо? 6) Как изменится угол нагрузки θ при изменении тока возбуждения и ЭДС синхронной машины?	3, §35-5