4.2.Точная синхронизация.

Сущность точной синхронизации заключается в том, что возбужденная машина разворачивается до скорости, близкой к синхронной и после обеспечения условий Ur=Uc, w_г= w_си = 0, генератор включается в сеть.

В случае расхождения векторов ЭДС генератора и системы на угол  (рис. 4.2) уравнительный ток после подключения статора генератора к сети определяется результирующей разностью ЭДС равной Е, поэтому:

В этом случае при  = 0 уравнительный ток полностью отсутствует, но при  = 180 º и Хс0 , что приводит к серьезным разрушениям генератора.

Рис.4.2

Однако включение при  = 180º возможно только в случае ошибок в схеме синхронизации (напутана полярность одного из напряжений). При правильной работе со схемой генератор всегда будет включаться в сеть с очень малым, совершенно безопасным уравнительным током, поэтому метод точной синхронизации применяется как основной и используется при всех нормальных включениях генератора в сеть.

Напряжение генератора и системы сравнивается на шинках, на которые трансформаторы напряжения включены так, что результирующие напряжение определяется разностью подведенных напряжений (см.рис.4.3).

Рис.4.3

В случае ,

.

Это означает, что результирующее напряжение имеет характер биений. Огибающую биений принято считать на напряжение биения, т.е.:

.

Период биения Т определяется разностью частот, причем при сближении частот период увеличивается, для того, чтобы уравнительный ток был равен нулю, контакты выключателя должны замкнуться при Us=0, а это возможно, если команда на включение будет подана с некоторым опережением (t_оп), равным времени включения выключателя t_вв, то есть должно обеспечиваться:

t_оп=t_вв.

Различают следующие разновидности точной синхронизации:

• ручная (выравнивание параметров, выбор моментов и подача команды на включение осуществляется вручную);

• полуавтоматическая (выравнивание параметров, выбор моментов и подача команды на включение осуществляется специальным устройством – автоматическим синхронизатором);

• автоматическая (все операции выполняются автоматически).

4.3. Автоматический синхронизатор типа аст – 4.

Узел опережения.

Выпрямитель В1 (рис. 4.4) включен на разность напряжений генератора и системы, поэтому при отклонении частот результирующее напряжение имеет вид биения (см. рис.4.3), поэтому после выпрямителя это напряжение имеет вид, представленный на рисунке 4.5.

Рис.4.4

В результате синхронизации идет сближение частот, на что указывает увеличивающийся период биения. Напряжение биения можно записать следующим образом:

,

поэтому: .

Ток в первичной обмотке трансформатора Т1 определяется аналогичным выражением:

.

а

а

i_P0

Рис.4.5

Напряжение на второй обмотке Т1 равно:

.

Поэтому .

Токи i_1po и i_2po нанесены на рис.4.5. пунктирами. При одинаковых числах витков обоих обмоток реле РО результирующий ток можно рассматривать как разность этих токов:

В момент «а» , потому , тогда:

,

откуда:

.

В случае малых углов tg = , поэтому:

или .

Таким образом, при принятом допущении можно утверждать, что момент «а» независимо от разности частот, всегда одинаково отстоит от момента Us=0, то есть время t_а можно принимать за время опережения(t_оп). Так как время включения выключателей зависит от их типа и в каждом конкретном случае потребуется свое t_оп,, а изменение t_оп можно достигнуть за счет изменения коэффициентов К₁ и К_ч, то есть за счет изменения сопротивлений r₁ и r₃. Это означает, что подбирая требуемые значения r₁ и r_3,, можно обеспечить

t_оп=t_вв и если в момент «а» подавать команду на включение выключателя, его контакты замкнуться при Us=0 и уравнительный ток будет отсутствовать.

Узел контроля разности частот(РЧ).

Реле РЧ, как это видно из схемы рис.4.4, включено на выпрямленное напряжение Us, поэтому при увеличении напряжения до Us= Uср. Якорь этого реле притягивается, а при снижении его до Us=Uвоз якорь отпадает. В связи с этим реле РЧ периодически срабатывает и отпадает в каждом периоде биения и при сближении частот (периоды увеличиваются), а частота срабатываний РЧ уменьшается.