Лабораторная работа № 19 параллельная работа синхронного генератора с сетью бесконечно большой мощности

Цель работы: ознакомление с порядком включения синхронного гене­ратора на параллельную работу с сетью бесконечно большой мощности и методом точной синхронизации. Снять и построить U-образные кривые при различной системе нагрузки параллельно работающему генератору.

Содержание и порядок выполнения работы

Для того чтобы включить синхронный генератор параллельно с се­тью по методу точной синхронизации, необходимо соблюдать следующие четыре условия:

1) эдс включаемого генератора в режиме холостого хода E_Г должно равняться напряжению сети U_С;

2) частота включаемого генератора должна равняться частоте сети;

3) порядок чередования фаз генератора и сети должен быть одина­ковым;

4) в момент включения эдс генератора должна быть сдвинута по фазе относительно напряжения сети на 180° электрических.

Равенство напряжения можно установить по вольтметру, равенство частот – по частотометру, порядок чередования фаз и сдвиг по фазе – по синхроноскопу. Последний может быть представлен обычными лам­пами накаливания, включенными между сетью и генератором по двум схемам: на потухание или на вращение огня. На рис. 19.1 показана схема включения на потухание.

Если включить лампы по схеме на потухание, то при неодинаковых частотах и соблюдении всех остальных параметров лампы будут одно­временно зажигаться и гаснуть, а при соблюдении всех условий, они все погаснут.

Если же при таком включении ламп порядок чередования фаз гене­ратора и сети будет разный, то вместо эффекта на погашение лампы будут поочередно зажигаться и гаснуть, т. е. получится эффект на вращение. При включении ламп по схеме на вращение и при соблюде­нии всех условий, кроме равенства частот, лампы будут поочередно за­жигаться и гаснуть, т. е. будет наблюдаться эффект вращения огня. Причем эта схема выгодно отличается от первой тем, что по направле­нию вращения огня можно установить, в каком направлении надо изме­нять частоту генератора – увеличивать или уменьшать, так как при частоте генератора, преобладающей над частотой сети, направление вращения огня будет одно, а в противном случае – другое.

Рис. 19.1. Схема исследования параллельной работы синхрон­ного генератора с сетью

Если же при такой схеме включения порядок чередования фаз будет неодинаков, то вместо эффекта вращения огня получится эффект на потухание.

При соблюдении всех условий вращение огня прекратится, две лам­пы будут светиться одинаковым накалом, а одна погаснет.

В лабораторной работе для включения генератора в сеть собирается схема (рис. 19.1). В этой схеме лампы синхроноскопа включены на потухание. Для того чтобы более точно контролировать потухание ламп, па­раллельно включен стрелочный синхроноскоп. Токовые обмотки киловаттметра PW и фазометра включены через трансформаторы тока ТТ-1 и ТТ-2. Обмотка возбуждения генератора LG подключена к источ­нику постоянного тока +Л –Л через амперметр. Величина тока в обмотке возбуждения регулируется регулятором возбуждения. Вольтметр PV и частотометр PF с помощью переключателя П могут подключаться к сети или генератору. В сеть генератор включают с помощью магнитного пус­кателя КМ.

Порядок включения генератора параллельно с сетью следующий. С помощью приводного двигателя генератор приводится во вращение, за­тем возбуждается. Предварительно вольтметром PV и частотометром PF замеряют напряжение и частоту в сети, затем переключают эти при­боры на зажимы генератора. Регулируя ток возбуждения генератора I_В регулятором возбуждения и частоту тока f частотой вращения приводно­го двигателя, доводят их значение до равенства с напряжением и часто­той сети. Когда все условия будут соблюдены, лампы синхроноскопа по­гаснут, а стрелка стрелочного синхроноскопа станет в положение 0. По­сле этого включается магнитный пускатель КМ. Повысить нагрузку ге­нератора в режиме параллельной работы можно, лишь увеличивая вра­щающий момент, приложенный к валу синхронного генератора, т. е., вращающий момент его первичного двигателя.

В двигателе постоянного тока параллельного возбуждения, исполь­зуемом в качестве привода генератора, изменения мощности на валу можно достичь, влияя на его возбуждение. Для увеличения вращающего момента надо уменьшать ток возбуждения двигателя регулировочным реостатом, включенным в его обмотку возбуждения.

U-образные кривые синхронного генератора представляют собой зави­симости I = f(I_B) при Р = const, U = const и f = const. После включения син­хронного генератора параллельно с сетью он вращается вхолостую, с Р = 0. Первая кривая снимается в этом режиме. Для этого, уменьшая ток возбуждения генератора I_В, доводят ток в якоре I до номинального значения. Увеличивая ток возбуждения, снимают показания амперметров в цепи якоря и возбуждения, показания записываются в табл. 19.1.

При этом ток в якоре сначала будет уменьшаться, затем увеличи­ваться. Изменение тока в якоре допускается до номинального значения. По опытным данным построить графическую зависимость I = f(I_B).

Таблица 19.1

Данные для построения U-образных характеристик

синхронного генератора

Р = 0	I, А
	IB, А
	cos 
Р>0	I, А
	IB, А
	cos 

Вторую кривую надо строить для генератора, работающего с неко­торой нагрузкой. Нагрузку увеличивают, уменьшив ток возбуждения про­водного двигателя постоянного тока. Нагрузку доводят до значения Р > 0 (по заданию преподавателя). Показания приборов заносят в табл. 19.1 для Р > 0. По данным таблицы построить зависимость I_B = f(I_B).

Сформулировать краткие выводы.

Рекомендуемая литература: [1, 2, 3, 4].