Порядок выполнения работы

1. Включение (отключение) выключателя ключом управление SA1:

а) SA3 – «АПВ ВЫВЕДЕНО»;

б) SA4 – «ОТКЛЮЧЕН»;

в) SA2 – «РПВ-01» или «РПВ-258».

Ключ SA1 перевести в положение «ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕНО» и кратковременно в положение «ВКЛЮЧЕНО» и отпустить – выключатель включается, загорается лампа «МВ ВКЛЮЧЕН». Ключ SA1 перевести в положение «ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОТКЛЮЧЕНО» и кратковременно в положение «ОТКЛЮЧЕНО» - выключатель отключается, загорается лампа «МВ ОКЛЮЧЕН».

2. Проверка работы блокировки от многократного включения выключателя (при включении на короткое замыкание):

а) SA3 – «АПВ ВЫВЕДЕНО»;

б) SA4 – «УСТОЙЧИВОЕ К.3»;

в) SA2 – «РПВ-01» или «РПВ-258».

Ключ SA1 перевести в положение «ВКЛЮЧЕНО» и удерживать до отключения выключателя. Выключатель должен включиться, отключиться и больше не включаться, срабатывает КН1 «РАБОТА Р.3».

3. Отключение релейной защитой:

а) SA3 – «АПВ ВЫВЕДЕНО»;

б) SA4 – «ОТКЛЮЧЕН»;

в) SA2 – «РПВ-01» или «РПВ-258».

Примечание: После отключения выключателя релейной защитой необходимо квитировать ключ управления SA1 (т.к. получается несоответствие положения ключа управления SA1 с положением выключателя).

4. Цикл АПВ:

а) SA3 – «АПВ ВЫВЕДЕНО»;

б) SA4 – «ОТКЛЮЧЕН»;

в) SA2 – «РПВ-258».

Ключом управления SA1 включить выключатель;

SA2 в положении РПВ-258;

включить SA3 – «АПВ ВВЕДЕНО»;

через 1 минуту SA4 перевести в «УСТОЙЧИВОЕ К.3».

После срабатывания Р.3 выключатель отключается, срабатывает КН1 и «РАБОТА Р.3» и запускается РПВ-258. После первого цикла АПВ выключатель должен включиться и т.к. он включится на К.3, то отключается. Срабатывает КН2 «РАБОТА АПВ» и загорается лампа «АПВ НЕУСПЕШНО» SA4 перевести в положение «ОТКЛЮЧЕНО». Происходит второй цикл АПВ, выключатель включается, загорается лампа «РАБОТА АПВ».

Примечание: После двух неуспешных циклов АПВ необходимо квитировать ключ SA1 (перевести в положение «ОТКЛЮЧЕНО» и отпустить).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 3

ВКЛЮЧЕНИЕ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ

Цель работы – изучить методы включения синхронных генераторов на параллельную работу; назначение и особенности применения полуавтоматического синхронизатора типа КА-11/13 с постоянным углом опережения; устройство и работу синхронизатора; приобрести практические навыки включения синхронных генераторов на параллельную работу по методу точной ручной синхронизации и по методу самосинхронизации; ознакомиться с методикой перевода синхронных генераторов в режимы двигателя и синхронного компенсатора; научиться производить расчёт параметров синхронизатора.

Основные теоретические положения

Параллельная работа синхронных генераторов на общую систему имеет ряд известных преимуществ. В энергосистемах нашли применение следующие методы подключения синхронных генераторов на параллельную работу: метод точной синхронизации и метод самосинхронизации. Оба могут быть в различной степени автоматизированы.

При методе точной синхронизации необходимо соблюсти следующие условия: равенство частот, равенство действующих значений напряжений, соответствие напряжений по фазе, одинаковый порядок чередования фаз.

Осуществление указанных условий достигается путём соответствующего воздействия на систему возбуждения, регулирование первичного двигателя и правильностью подключения первичной коммутации и вторичных соединений трансформаторов напряжения.

Приборы, позволяющие судить о выполнении условий синхронизации, обычно смонтированы в колонке синхронизации, состоящей из синхроноскопа и приборов(вольтметр, частотомер), контролирующих напряжение и частоту подключаемого элемента и соответствующей системы шин.

К недостаткам метода точной синхронизации следует отнести длительность процесса синхронизации и возможность появления уравнительного тока, равного двойному ударному току(при включении в момент δ = 180º).

В настоящее время в практику электрических систем широко внедряется метод самосинхронизации, позволяющий максимально упростить и сократить по времени все операции, связанные с включением машины в сеть. Для этого ротор невозбуждённой машины, замкнутый на активное сопротивление (гасительное сопротивление), разворачивается первичным двигателем до скорости вращения, отличающейся не более чем на 2-3 % от синхронной, обмотки статора подключаются к сети, и затем подаётся возбуждение, что обеспечивает быстрое втягивание машины в синхронизм.

К недостаткам метода самосинхронизации следует отнести появление значительных толчков тока в сети, что приводит к кратковременному снижению напряжения в сети.

Полуавтоматический синхронизатор типа

КА-11/13 (рис.3.1)

Синхронизаторами называются устройства, осуществляющие выбор момента на включение выключателя при включении генераторов на параллельную работу.

Рис.3.1 Схема полуавтоматического синхронизатора типа КА-11/13

В идеальном случае синхронизаторы должны включать выключатель при отсутствии уравнительного тока между включаемыми генераторами. Из рис.3.2 видно, что уравнительный ток в момент включения равен нулю, когда замыкание контактов выключателя происходит в точке О и кривая огибающей напряжения биений проходит через своё нулевое значение.

Учитывая собственное время включения выключателя t_ВВ, цепь на включение выключателя должна замыкаться с некоторым опережением момента оптимума. В идеальном случае время опережения t_ОП должно быть равно t_ВВ.

Время опережения t_ОП можно контролировать либо непосредственно (синхронизаторы с постоянным временем опережения), либо косвенно через угол относительного перемещения ротора δ_ОП за время t_ОП (синхронизаторы с постоянным углом опережения).

,

где – угловая скорость скольжения;

­и– угловые скорости вращения генераторов.

Рис.3.2 График параметров настройки реле синхронизатора типа КА-11/13

На рис.3.1 показана принципиальная схема электромеханического синхронизатора типа КА-11/13 ХЭМЗ с постоянным углом опережения.

Контроль угловой скорости скольжения осуществляется с помощью реле KV1, KT, KV2 путём сравнения времени изменения биений U_S от точки m до точки n (рис.3.2) с некоторой выдержкой времени t_РВ реле времени KT.

Положение контактов на схеме соответствует моменту прохождения напряжения U_S через своё максимальное значение. При этом реле KV1, KL1, KV2 находятся под током, т.е. с притянутыми якорями. При снижении напряжения U_S до напряжения возврата реле KV1 последнее подаёт плюс оперативного тока на реле времени KT. Дальнейшее действие устройства зависит от значения фактической скорости скольжения.

Если угловая скорость скольжения больше допустимой, принимаемой в качестве расчётной, т.е. ω_S > ω_SP, напряжение U_S, снижаясь, достигнет точки n (рис.3.2) раньше, чем реле KT замкнёт свои контакты. Следовательно, реле KV2 разомкнёт свои контакты раньше, чем KT замкнёт свои. Контакт KL1.1 будет открыт и поэтому после срабатывания реле KT выходное реле KL2 питания не получит и выключатель не включится.

Если ω_S < ω_SP, реле KT замкнёт свои контакты раньше, чем реле KV2 разомкнёт свои. При этом через контакт KL1.1 будет подано питание на выходное реле KL2. Последнее срабатывает, замыкает цепь на самопитание и через контакт KL2.2 готовит цепь на включение выключателя. При снижении напряжения U_s до напряжения возврата реле KV2 через контакт KL2.2 будет подан плюс на вспомогательное реле KL3.2, которое, срабатывая, замыкает цепь на самопитание и через контакт KL3.1 подаёт питание в цепь управления выключателя.

При ω_s = ω_sp контакты выключателя включаются в момент оптимума О, если время изменения напряжения от n до О будет равно t_ВВ.

Таким образом, контакты выключателя могут замкнуться не только при угловой скорости скольжения, равной расчетной, но и при угловой скорости скольжения меньшей расчетной, т.е. с ошибкой по углу δ₀. Это принципиальный недостаток всех синхронизаторов с постоянным углом опережения.

Расчет параметров точной синхронизации сводится к подсчету угла ошибки включения δ₀ и угловой скорости скольжения ω_S.

Допустимое значение угла δ₀ может быть определено, исходя из допустимого толчка уравнительного тока.

, рад

или

, эл.град,

где – сверхпереходная ЭДС генератора, ;

–сверхпереходной реактанс генератора, ;

–эквивалентное сопротивление элементов связи с системой, ;

–мгновенное значение толчка уравнительного тока

.