Вопросы и задания

1. Почему геометрическими местами концов векторов э.д.с. и токов статора являются прямые линии?

2. Почему нет прямой пропорции между токами возбуждения и статора СГ?

3. Какие задачи могут быть решены с использованием U -образной характеристики?

4.15 Параллельная работа соизмеримых по мощности сг

Функциональная схема электростанции из двух дизель генераторных агрегатов (ДГА) приведена на рис.4.23. Каждый ДГА оборудован системами регулирования частоты (РЧ), устанавливающих подачу топлива g в дизель, и регулирования напряжения (РН), устанавливающих напряжение возбуждения U_f.

На шинах сети уровень напряжения U и его частота f постоянные величины, однако, в отличие от сети с бесконечной мощностью, эти параметры поддерживаются системами РЧ и РВ обоих ДГА. Кроме этого:

- системами регулирования подачи топлива (в режиме альтернативного использования РЧ) регулируется распределение активной мощности Р (активной составляющей тока нагрузки I_a) нагрузки между параллельно работающими СГ пропорционально их полным мощностям S₁ и S₂:

(4.26)

- системами регулирования напряжения возбуждения (в режиме альтернативного использования РН) регулируется распределение реактивной мощности Q (реактивной составляющей тока нагрузки I_р) нагрузки между параллельно работающими СГ пропорционально их полным мощностям S₁ и S₂:

(4.27)

Величины токов I, I_a, I_p и мощностей P, Q нагрузки при постоянстве напряжения U и частоты f сети зависят только от комплексного сопротивления нагрузки и абсолютно не зависит распределения токов и мощностей между параллельно работающими СГ.

Рассмотрим электростанцию с двумя абсолютно одинаковыми ДГА и с двумя ДГА, в состав которых входят генераторы разной мощности.

Электростанция с двумя одинаковыми ДГА, у СГ которых S₁=S₂.

Так как S₁=S₂, то в соответствии с (4.26) и (4.27) должно быть

а с учетом равенства фазовых сдвигов φ=φ₁=φ₂ для токов выполняется более сильные равенства, учитывающие фазовые сдвиги,

Так как в упрощенных уравнениях неявнополюсных СГ (4.13) слагаемые и одинаковые, то должны быть одинаковыми и э.д.с.обоих СГ и углы нагрузки –θ₁=θ₂.

Векторная диаграмма для случая двух одинаковых ДГА, обладающая отмеченными особенностями токов, напряжений и углов, приведена на рис.4.24,а.

Электростанция с двумя СГ с неравными мощностями S₁≠S₂.

Пусть S₁>S₂. Тогда в соответствии с (4.26) и (4.27) должно быть

Примем такое регулирования подачи g и напряжения возбуждения U_f СГ, чтобы для фазовых сдвигов φ, φ₁ и φ₂ выполнялось их равенство - φ=φ₁=φ₂. Тогда вектора токов будут параллельны. При параллельных токахвекторабудут также параллельными, по векторбудет длиннее вектора. Тогда при тупом угле между вектором напряженияи векторамив соответствии с упрощенным уравнением неявнополюсного СГ (4.13) их сумма, равнаябудет такова, что модульбудет больше модуляи, следовательно, будетE₁>E₂ (рис.4.24,б). Также будут разными углы нагрузки θ₁ и θ₂. Значит СГ1 возьмет на себя большую активную мощность Р₁, чем активная мощность Р₂ СГ2, но их сумма будет равна активной мощности Р нагрузки. Так как фазовые сдвиги φ₁ и φ₂ обоих СГ совпадают, то в соответствии с формулой Q=P·tgφ, связывающей активную и реактивную мощности, реактивная мощность Q₁ первого СГ будет больше реактивной мощности Q₂ второго СГ, но сумма этих мощностей будет равна реактивной мощности Q нагрузки.

Таким образом, при изображенной на рис.4.24,б векторной диаграмме будут выполнены условия (4.26) и (4.27). На языке векторных диаграмм, равномерное распределение мощностей между параллельно работающими СГ достигается благодаря тому, что:

- угол нагрузки θ₁ первого СГ увеличен, а угол нагрузки θ₂ второго СГ уменьшен (на рис.4.24,б штрих-пунктиром показано направление векторов при одинаковых СГ);

- длина вектора э.д.с. Е₁ увеличена, а вектор э.д.с. Е₂ стал короче.

На уровне управляющих сигналов подачу g₁ топлива первого дизеля и напряжение возбуждения U_f1 первого СГ нужно увеличить при одновременном уменьшении подачи g₂ топлива второго дизеля и напряжения возбуждения U_f2 второго СГ.

В одновременном изменении величин подачи топлива g и напряжения возбуждения U_f обоих ДГА и заключается особенность параллельной работы генераторов соизмеримой мощности при условиях постоянства общего напряжения U и пропорционального распределения между СГ мощностей Р и Q.