МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего
образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа энергетики Отделение: «Электроэнергетика и электротехника»
Направление: «Электроэнергетика и электротехника 13.03.02»
Лабораторная работа №6
«Исследование синхронного генератора при параллельной работе с сетью»
|
|
Электрические машины |
|
|
Исполнители: |
|
|
|
|
|
|
Кондрашов М. А. |
|
|
студенты |
5А33 |
Пайгель О. А. |
03.12.2025 |
|
группы |
Бадмаев Т. Г. |
|||
|
|
Граф В. Е.
Руководитель:
доцент, к.т.н. |
Гирник А. С. |
Томск – 2025
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить способы и условия синхронизации синхронного генератора
с мощной сетью при включении его на параллельную работу. Изучить
режимы работы генератора.
ПРОГРАММА РАБОТЫ
•Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования работы синхронного генератора параллельно с мощной сетью.
•Включить генератор на параллельную работу с сетью.
•Осуществить изменение активной нагрузки генератора от нуля до номинальной.
•Получить U-образные характеристики.
•Рассчитать и построить зависимости. Cos f (I f )
•Используя результаты анализа полученных характеристик, сделать основные выводы.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ
Синхронный генератор на параллельную работу с сетью можно включить следующими способами: способ точной синхронизации и способ самосинхронизации.
В лабораторной работе используется способ точной синхронизации СГ,
который заключается в том, что включаемый генератор предварительно приводят во вращение и возбуждают.
Перед включением синхронного генератора на параллельную работу с сетью необходимо соблюсти следующие условия:
1. ЭДС генератора равна напряжению сети.
2. ЭДС генератора и напряжение сети в противофазе на выключателе. 3. Частоты ЭДС генератора и напряжения сети равны.
4. Чередование фаз генератора совпадает с чередованием фаз сети.
2
Синхроноскоп предназначен для определения момента включения генератора на параллельную работу с сетью.
Чередования фаз сети и синхронного генератора перед включением генератора на параллельную работу с сетью проверяется с помощью фазоуказателя с маркированными зажимами.
Синхронный генератор на параллельную работу при разном следовании фаз сети и генератора нельзя включать, потому что стрелка синхроноскопа быстро подходит к метке или устойчиво стоит на ней, что может привести к выходу машины из строя.
Равенство частот напряжения сети и ЭДС синхронного генератора при включении его на параллельную работу обеспечивается следующим образом: выводы фазоуказателя соединяют с проводниками с контактными гнездами. Выключателем производят пуск двигателя. Выключателем SA3
подают напряжение генератора на контактные гнезда, а переключатель
SA4 ставят в положение «генератор». Устанавливают частоту ЭДС генератора равной частоте напряжения сети.
Равенство напряжения сети и ЭДС синхронного генератора при включении его на параллельную работу обеспечивается следующим образом: регулируя сопротивление реостата R в цепи возбуждения генератора, устанавливают его ЭДС, равной напряжению сети.
Чтобы нагрузить генератор, работающий в режиме холостого хода надо увеличить приложенный к его валу вращающий момент.
U-образной кривой называется зависимость I=f(If), при условии U2= const, P2= const, f = const.
U-образные кривые синхронного генератора показывают, что любой нагрузке генератора соответствует такое значение тока возбуждения, при котором ток статора становится минимальным и равным только активной составляющей. В этом случае генератора работает при коэффициенте мощности cos(fi)=1. Некоторое отклонение этой кривой вправо указывает
3
на |
то, |
что |
при |
увеличении |
нагрузки |
ток |
возбуждения, |
соответствующий cos(fi)=1, несколько возрастает. |
|
|
|||||
Режимом невозбуждения называют режим, когда генератор не вырабатывает, а поглощает/потребляет реактивную мощность. При этом реактивный ток будет индуктивным.
Режимом перевозбуждения называют режим, когда ток возбуждения Iв
больше тока Iв.п , при котором имеется режим полного возбуждения, то ток Iа содержит отстающую от U реактивную составляющую, что соответствует активно-индуктивной нагрузке генератора. При этом реактивный ток будет емкостным.
Минимум U-образных характеристик при изменении активной мощности синхронного генератора, работающего параллельно с сетью смещается, потому что для сохранения cos(fi) неизменным, требуется одновременное изменение тока возбуждения генератора.
Чтобы перевести синхронную машину, работающую параллельно с сетью, из генераторного режима в двигательный режим надо изменить величину вращающего момента со стороны первичного двигателя,
раскручивающего или тормозящего ротор синхронной машины.
4
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ |
|
|||
PHz |
|
|
PA1 |
PW |
|
|
|
|
|
Hz |
Ss |
FD |
A |
W |
|
S4 |
S5 |
|
|
V |
|
|
|
|
PV |
|
U V W |
S3 |
|
|
|
|
||
|
|
S G |
|
SG |
S1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VD2 |
|
|
|
|
S2 |
|
|
A |
|
|
|
|
PA2 |
|
|
|
M |
|
F |
T |
VD1 |
|
|
|
|
|
|
R |
|
Рис.4.1. Схема установки для подключения синхронного генератора на параллельную работу с сетью
Обозначения:
М – двигатель постоянного тока G – контактные гнезда
S3 – выключатель
PA1 – амперметр PW – ваттметр S2 – выключатель
T – автотрансформатор VD1 – выпрямитель
F – обмотка возбуждения СГ R – реостат
PA2 – амперметр
S1 – выключатель
S – контактные гнезда PHz – частотомер
PV – вольтметр
S4 – переключатель
SG – обмотка якоря генератора FD – фазоуказатель
U,V,W – маркированные зажимы Ss-синхроноскоп
5