3.7. Включение синхронного генератора на параллельную работу с системой

Для этого требуется соблюдение следующих условий:

А). Равенство частоты ЭДС генератора и частоты сети:

что достигается регулированием скорости вращения первичного двигателя.

Б). Равенство действующих значений фазных ЭДС и напряжений сети. , что обеспечивается регулированием тока возбуждения включенного генератора.

В). Одинаковая последовательность чередования фаз напряжений сети и генератора, что проверяется фазоуказателем Ф.У.

Г). Полное совпадение ЭДС генератора и напряжений сети по фазе, что проверяется синхроноскопом (ламповым или стрелочным, рис. 3.12.).

Рис. 3.12.

В момент совпадения одноименных векторов следует произвести включение генератора в сеть.

После этого синхронное вращение машины поддерживается автоматически: при всяком случайном отклонении от синхронного вращения в обмотках статора возникают дополнительные токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем ротора, восстанавливают синхронизм.

3.8.Регулирование активной и реактивной нагрузки синхронного генератора, работающего параллельно с системой

Регулировать активную мощность, отдаваемую синхронным генератором в систему, можно изменяя момент первичного двигателя, т.е. воздействуя на регулирующие органы турбин (например, дополнительный пуск пара в паротурбину или воды в гидротурбину). При этом растет угол θ и увеличивается эл. магнитная мощность, что видно из формулы:

(3.22)

Если мощности параллельно работающих генераторов соизмеримы, то для перевода части нагрузки с одного генератора на другой надо одновременно с выше сказанным уменьшить первичного двигателя разгружаемого генератора. Иначе будут меняться напряжение сети и частота, а они должны оставаться постоянными.

Если момент первичного двигателя оставить постоянным, а изменять лишь ток возбуждения , что приведет к изменению, то перераспределение активной нагрузки между параллельно работающими генераторами не произойдет, однако изменится величина и фазовый сдвиг тока генератора. Т.е. изменится реактивная мощность, отдаваемая генератором, по величине и даже знаку.

Пусть, генератор работает параллельно с системой бесконечно большой мощности, у которой U=const и f=const.

Условие =const вызывает постоянство эл. магнитной и активной мощности.

(3.23)

(3.24)

(ведь , а ω=const из-за системы).

Т.к. система мощная, то при U=const и Х=2π∙f∙L=const,

условия (3.23) и (3.24) приводят к более простым соотношениям:

∙sin θ =const (3.25)

=I∙cosφ=const (3.26)

Т.о. иI имеют годографы в виде прямых, параллельных соответствующим осям.

Проследим на векторных диаграммах изменение реактивной мощности в зависимости от величины тока возбуждения , помня, что=. При этом надо еще помнить, чтоопережаетна уголθ в генераторном режиме, ибо ведущим звеном является поток ротора , а ведомым результирующий поток статораФ. Рассмотрим случай перевозбуждения, номинального возбуждения и недовозбуждения.

Рис.3.13

А). При перевозбуждении генератора (пр. >U рис.3.13.а) ток I имеет индуктивную составляющую ,φ>0. Генератор отдает в систему индуктивную мощность .

Б). При номинальном возбуждении (пр. =U рис.3.13.б) ток I имеет только активную составляющую, он минимален, φ=0; реактивная мощность Q=0. Номинальным возбуждением называется такое, когда проекция на осьравна напряжениюгенератора.

В). При недовозбуждении генератора (пр. <U рис.3.13.в) ток I имеет емкостную составляющую ,φ<0. Генератор отдает в систему емкостную мощность .

График зависимости I=f () имеет минимум при cosφ=1, т.е. при номинальном возбуждении(рис.3.14.)

Рис.3.14

Для различных значений активной мощности Р получается целое семейство U – образных характеристик.