3.Параллельная работа синхронной машины с мощной сетью.

На каждой электрической станции обычно установлено несколько генераторов, которые включаются на параллельную работу. В современных энергосистемах на параллельную работу включены целый ряд электростанций, чем достигается высокая надежность энергоснабжения потребителей, возможность маневрирования энергоресурсами.

Условия включения генератора на параллельную работу

1. Напряжение включаемого генератора U_Г должна быть равна напряжению сети U_С,

2. Частота генератора f_Г должна быть равной частоте сети f_С

3. U_Г и U_С должны быть в фазе;

4. Чередования фаз генератора и сети должны быть одинаковыми.

При указанных условиях векторы генератора и сети совпадают и вращаются с одинаковой частотой, напряжений между одноименными контактами выключателя при включении генератора равны нулю:

Приведение генератора в состояние удовлетворяющее всем условиям включения на параллельную работу называется синхронизацией.

Равенство ЭДС и напряжений достигается путем регулирования тока возбуждения генератора, а контролируется с помощью вольтметра. Изменение частоты и фазы ЭДС генератора достигается изменением частоты вращения ротора генератора. Правильность чередования фаз проверяется только при первом включении генератора после монтажа или сборки схемы.

Способы синхронизаций:1)С помощью лампового синхроноскопа (на погасание или вращение света)(для генераторов малой мощности)2)С помощью нулевого вольтметра (для генераторов малой мощности)3)Электромагнитным синхроноскопом (для мощных генераторов)4)Методом грубой синхронизаций(самосинхронизация)

Рассмотрим про­цесс синхронизации генераторов с применением лам­пового синхроноскопа, который состоит из трех ламп /, 2, 3, расположенных в вершинах равностороннего треугольника. При включении ламп по схеме «на погасание» момент синхронизации соответствует одновременному погасанию всех ламп.

Режим работы синхронной машины параллельно с сетью при синхронной скорости вращения называется синхронным.

Рассмотрим этот режим на примере подключенной на параллельную работу в бесконечно мощную сеть (т.е. в ней U=const, f=const) неявнополюсной машины (сопротивления якоря r_a=0)

Изменение тока возбуждения синхронной машины вызовет в ней только реактивные токи или изменение реактивного тока и реактивной мощности. При E>U синхронная машина называется перевозбужденной, а при E<U – недовозбужденной. При равенстве активной мощности нулю перевозбуждаемая синхронная машина по отношению к сети эквивалентна емкости, а недовозбужденная – индуктивности.

Синхронная машина, не несущая активной нагрузки и загруженная реактивным током, называется синхронным компенсатором. Такие компенсаторы применяются для повышения коэффициента мощности и поддержания нормального уровня напряжения в сетях.

Изменение тока возбуждения не вызывает появление активной нагрузки или ее изменения. Чтобы включенная на параллельную работу машина приняла на себя активную нагрузку и работала в режиме генератора, необходимо увеличить движущий механический вращающий момент на ее валу.

Зависимость тока статора I₁ от тока в обмотке возбуждения iв при неизменной активной нагруз­ке генератора выражается графи­чески U-образной кривой. U-образные кривые синхронного генератора показывают, что любой нагрузке генератора соответствует такое значение тока возбуждения iв, при котором ток статора I₁ становится минималь­ным и равным только активной составляющей. Правые части кривых соответствуют перевозбужденной машине и отдаче в сеть индуктивного тока и реактивной мощности, а левые части – недовозбужденной машине и отдаче в сеть емкостного тока и потреблению реактивной мощности.

4,Генератор постоянного тока с независимым возбуждением.

Схема включения ГПТ независимого возбуждения представлена ниже. Реостат, включенный в цепь возбуждения дает возможность регулировать ток в обмотке возбуждения, а следовательно и основной магнитный поток машины. Свойства ГПТ анализируют с помощью характеристик, которые устанавливают зависимости следующих основных величин:1)Напряжение на зажимах; 2)Ток возбуждения i_B; 3)Ток якоря I_A или ток нагрузки I; 4)Скорость вращения n. Обычно генераторы работают при n=const, поэтому характеристики определяются при постоянной частоте вращения. Существует 5 основных характеристик: 1. ХХ; 2.КЗ; 3.Внешняя; 4.Регулировочная; 5.Нагрузочная. Все характеристики могут быть определены экспериментальным и расчетным путем.

Характеристики.

	Характеристика ХХ имеет вид неширокой гистерезисной петли. Средняя штриховая линия представляет собой расчетную характеристику, по которой можно определить коэффициент насыщения магнитной цепи. Е = f(iв) при Ia=0, п = const
	Падающий характер внешней характеристики обусловлен размагничивающим влиянием реакции якоря и падением напряжения в цепи обмотки якоря. U=f(I) при iB=const. п = const
	Регулировочная. Для компенсации падения напряжения в обмотке якоря и размагничивающего влияния реакции якоря ток возбуждения необходимо увеличивать. IB=f(I) при U=const. п = const Показывает как нужно регулировать ток возбуждения, чтобы при изменении нагрузки напряжение не менялось.
	I = f(iв ) при U=0, п = const Напряжение на клеммах обмотки якоря генератора равно U=Ea-Ia Ra В случае короткого замыкания U = 0, а Ia = Ea/Ra-. Так как Ra мало, то необходимо уменьшить ЭДС Ea,иначе токIaбудет очень большим. УменьшитьEaможно за счет тока обмотки возбуждения. Характеристика будет линейной, так как магнитная цепь ненасыщена
	Нагрузочная характеристика 2 располагается ниже характеристики холостого хода (1). Это объясняется тем, что необходимо увеличение тока возбуждения для компенсации размагничивающего действия реакции якоря и падения напряжения в цепи обмотки якоря. С помощью этих характеристик строят характеристический треугольник. U=f(iB) приI=constп=const

Основной недостаток генераторов независимого возбуждения – этот необходимость в постороннем источнике постоянного тока – возбудителе. Однако возможность регулирования напряжения в широких пределах, а также сравнительно жесткая внешняя характеристика этого генератора являются его достоинствами.