Полезная информация для электромехаников / Судовые Электроэнергетические Системы для Механиков

энергетической системы, то сопротивление этой сети по сравнению с сопротивлением самого генератора можно принять равным нулю, и поэтому ударный ток при включении может превысить ток при обычном коротком замыкании в два раза. Ударные электромагнитные моменты и силы при этом возрастают в четыре раза. Зарегистрировано нема\о случаев, когда неправильная синхронизация вызывала серьезные повреждения оборудования (повреждение обмоток, поломка крепежных дета\ей сердечников и полюсов, поломка вала, разрушение всего генератора).

Синхронизация с помощью лампового синхроноскопа может осуществляться по схеме на погасание или на вращение света.

Рис.3 Схема синхронизации генератора с помощью ламповых синхроноскопов с включением на погасание (а) и вращение (б) света.

Схема синхронизации на погасание света представлена на рис. 3, а, где слева изображен генератор Г1, уже работающий на шины станции и сеть, а справа — включаемый на параллельную работу генератор Г2 с вольтметром V, вольтметровым переключателем и с ламповым синхроноскопом С, каждая из ламп 1,2,3 которого включена между контактами одной и той же фазы или полюса выключателя В2. При соблюдении приведенных выше условий и равенства напряжения на всех лампах одновременно равны нулю и лампы не светятся, что и указывает на возможность включения генератора Г2 с помощью выключателя В2 на параллельную работу.

Путем регулирования частоты генератора необходимо добиться того, чтобы частота загорания и погасания ламп была минимальна (период 3-5 сек), и произвести затем включение выключателя В2 в момент времени, когда лампы не горят. При малой частоте лампы погасают раньше, чем напряжение достигнет нуля, и загораются также при U > 0. Поэтому при схеме рис. 3, а, трудно выбрать правильный момент включения. В этом отношении лучшей является схема рис. 3, б, в которой лампа 1 включена так же, как на схеме рис. 3, а, а лампы 2 и 3 - между различными фазами генератора и сети. Поэтому в данном случае при соблюдении перечисленных выше условий и равенства (2) лампа 1 не светится, а лампы 2 и 3 находятся под линейным напряжением и светятся с одинаковой яркостью, что и является критерием правильности момента включения. Отметим, что если при осуществлении схемы рис. 3, а, вместо одновременного погасания и загорания всех трех ламп получится вращение света, а при схеме рис. 3,б — одновременное погасание и загорание ламп, то это будет указывать на неправильность чередования фаз генератора и сети. При этом необходимо поменять местами нача\а двух фаз обмотки статора генератора.

Для более точного выбора момента включения параллельно одной из ламп рис. 3, а, включают вольтметр, имеющий растянутую шкалу в области нуля (нулевой вольтметр).

Другие методы синхронизации. Синхронизация с помощью ламп и нулевого вольтметра применяется только для генераторов ма\ой мощности. Для мощных генераторов пользуются электромагнитным синхроноскопом, к которому подаются напряжения генератора и сети. Этот прибор работает на принципе вращающегося

магнитного поля и его стрелка вращается с частотой в ту или иную сторону в зависимости от того, какая частота больше. При правильном моменте включения стрелка синхроноскопа обращена вертикально вверх.

При высоком напряжении приборы синхронизации включаются через трансформаторы напряжения. При этом необходимо позаботиться о том, чтобы фазировка (чередование фаз) этих трансформаторов была правильной.

Синхронизация генераторов является весьма ответственной операцией и требует от эксплуатационного персона\а большого внимания. В особенности это важно в случае различных аварий, когда персонал работает в напряженной обстановке. В то же время именно при авариях необходима максимальная оперативность в производстве различных переключений и в синхронизации резервных или отключившихся во время аварий генераторов. Опыт показывает, что наибольшее количество ошибочных действий персона\а падает как раз на период аварий.

Для исключения ошибок персона\а и облегчения его работы пользуются автоматическими синхронизаторами, которые осуществляют автоматическое регулирование Ut и /г синхронизируемых генераторов в нужных направлениях и при достижении необходимых условий автоматически включают генераторы на параллельную работу.

От слов к действию! Управление генераторами на Вашем судне. В данном случае рассмотрим ручную синхронизацию. Из чего обычно состоит панель синхронизации?

1.Переключатель выбора подключаемого генератора или генераторов.

2.Переключатель включения синхроноскопа (не обязательно).

3.Переключатели (ручки управления) управления подачи топлива дизель генераторов.

4.Кнопки включения и выключения генераторных автоматов.

5.Тонкая настройка напряжения (в случае использования АРН).

6.Синхроноскоп.

7.Вольтметры, амперметры, частотомеры.

Пример панели синхронизации:

Последовательность действий:

1.Запустить подключаемый генератор.

2.Включить синхроноскоп.

3.Выбрать подключение к синхроноскопу подключаемый генератор.

4.Подстроить подключаемый генератор по частоте (с помощью управления подачи топлива).

5.Убедиться что частота и напряжение шин и подключаемого генератора в пределах допустимых отклонений. Для современных систем напряжение должно быть одинаковым (этого можно добиться при использовании корректора напряжения и АВР).

6.С помощью ручки подачи топлива подключаемого дизель генератора (тонкая подстройка) подвести напряжение и частоту к условиям разрешающим синхронизацию.

7.Нажать кнопку включения генераторного автомата при соблюдении всех условий и разрешающем статусе синхроноскопа.

A) для панели выше разрешение на включение происходит при медленном "вращении" диодов по часовой стрелке ("быстро") в положении 12 часов (в этом

положении так же загораются стрелки разрешения, (в положении 12 часов разница между фазами 0 градусов, в положении 6 часов 180 градусов, т.е. 36 диодов - по 10 градусов на диод).

B) тип LSQ (ламповый)

Светодиоды загораются по окружности, если присутствуют все фазные напряжения. Когда фаза и напряжение генератора соответствуют тем же значениям в шине, верхний светодиод выключается, а два других горят в половину интенсивности.

С) Для мощных генераторов пользуются электромагнитным синхроноскопом, к которому подаются напряжения генератора и сети. Этот прибор работает на принципе вращающегося магнитного поля его стрелка вращается в ту или иную сторону в зависимости от того, какая частота больше. При правильном моменте включения стрелка синхроноскопа обращена вертикально вверх.

Пример синхроноскопа собранного на борту:

Пример расчета для 2 - 575 KVA генераторов.

SHORT CIRCUIT CALCULATION OF AUX. GENER.4TOR 1

TABLE-2

M-LX.POSSIBLE PEAK VALVE OF THE SHORT CIRCUIT CURRENT OF THE GENER.4T01 Assumed, fault occurring in close proximity to the main busbar, resistances neglected. From tables 1 and 2

|_SHORT CIRCUIT CURRENT OF MOTORS_

TABLE-3

I

M(kA) .7362 .5912 .4945 .3978

EVALUATION OF THE MAX. VALUE OF THE SHORT CIRCUIT CURRENT IN CASE _OF FAULT NEAR BUSBAR:_

Assume parallel run of generators,

Пример подключения синхроноскопа - через 2 выключателя (на потухание и вращение).

Схемы возбуждения.

В судовых электроэнергетических установках находят применение либо схемы самовозбуждения, в которых необходимая для возбуждения машины энергия снимается с обмотки статора (при этом выпрямление переменного тока, получаемого от статора, осуществляется с помощью полупроводниковых выпрямителей по схемам токового (рис. 1., а) или фазвого (1.б) компаундирования), либо системы прямого возбуждения, в которых ротор возбудителя сопряжен непосредственно с валом генератора (рис. 1.в).

Одной из разновидностей систем прямого возбуждения является система с установленными на валу машины полупроводниковыми выпрямителями: в генераторе отсутствуют скользящие контакты и он называется бесщеточным. На рис. представлена схема такого генератора с возбудителем - асинхронным генератором. К основным требованиям, предъявленным к системе возбуждения, относятся возможность регулирования тока вобуждения в заданных пределах и форсирование возбуждения в аварийных режимах (высокие токи и скорость нарастания возбуждения): быстрое гашение поля; надежность.

Начальное самовозбуждение обеспечивается следующими способами: увеличением поля остаточного намагничивания с помощью специальных стальных прокладок в полюсах ротора; подачей необходимого импульса в обмотку возбуждения генератора от постороннего источника; использованием явления резонанса напряжений для увеличения напряжения от остаточного намагничивания.

Рис. 2.3. Принципиальные схемы систем возбуждения СГ: а - независимой; б — с самовозбуждением; в - смешанной

Рис. 1. Принципиальные схемы возбуждения синхронных машин: а - схема самовозбуждения с токовым компаундированием; б - схема самовозбуждения с фазовым компаундированием; в -схема возбуждения с возбудителем - генератором Г постоянного тока; г - схема бесщеточного синхронного генератора СГ с возбудителем - асинхронным генератором.

ССГ - само возбуждающийся синхронный генератор; БСГ - бесщеточный синхронный генератор; ТТ, ТН - трансформаторы тока и напряжения; В, Bl, В2 - выпрямители; Др - дроссель; г -регулировочное сопротивление; ОВГ - обмотка возбуждения синхронного генератора; ОВВ -обмотка возбуждения возбудителя; АГ - асинхронный генератор; Ст - статор АГ; Р - ротор АГ.

Компаундное возбуждение.

Смешанное возбуждение, компаундирование (от англ. compound — составной, смешанный), возбуждение электрических машин, при котором магнитный поток автоматически регулируется в зависимости от силы тока в якоре электрической машины. К. В. электрических машин постоянного тока производится от двух обмоток возбуждения: последовательной и пара\лельной (или независимой). Пара\лельная обмотка обеспечивает магнитный поток возбуждения машины, соответствующий номинальному напряжению при холостом ходе. Последовательная обмотка предназначена для автоматического регулирования напряжения машины в зависимости от нагрузки. Электрические машины такого типа называются машинами компаундного, или смешанного, возбуждения, которые по электромеханическим характеристикам занимают промежуточное положение между машинами последовательного и параллельного возбуждения.

К. В. машин переменного тока применяется в основном в системах автоматического регулирования напряжения мощных турбо- и гидрогенераторов. Цепь К. В. включает в себя трансформаторы тока ТТ, выпрямитель В1 и нагрузочные сопротивления R. При изменении силы тока в якоре синхронного генератора СГ изменяется сила тока в обмотке возбуждения OB 1 электромашинного возбудителя В, вследствие чего изменяется напряжение возбудителя и сила тока в обмотке возбуждения синхронного генератора. Поскольку одна система К. В. не может

обеспечить поддержание напряжения СГ с требуемой точностью, одновременно с компаундным возбуждением применяется коррекция напряжения СГ.

Корректор напряжения состоит из измерительного трансформатора напряжения ТН, магнитного усилителя МУ, нагруженного на выпрямитель В2, и устройства ИЛУ, преобразующего изменения напряжения переменного тока в сигна\ы постоянного тока в обмотках управления МУ. При отклонении напряжения СГ от заданного значения изменяется ток в обмотках управления МУ, что приводит к изменению напряжения на выходе выпрямителя В2 и, следовательно, силы тока в обмотке возбуждения ОВ2 возбудителя В. В ряде случаев системы К. В. с коррекцией применяются в сочетании с устройством релейного форсирования возбуждения.

Структурная схема одноканальной системы возбуждения по схеме самовозбуждения.

Структурная схема одноканальной системы независимого возбуждения.