На сортировку / 5 / 77728 / ереке / CRC2_RRSG_Beka
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра «Электрические станции и подстанции»
Семестровая работа №2
По дисциплине «Режимы работы синхронных генераторов»
На тему: «Схема синхронизации генераторов при включении способом точной синхронизации.»
Выполнил: Атимбеков Е Группа: ЭСк-14-2
Вариант: 7
Приняла: Дуйсенова Ш.
Алматы, 2017
Содержание
Введение..............................................................................................................3
Схема синхронизации генераторов…..............................................................4
Общая характеристика.......................................................................................7
Точная синхронизация…………………………………………………...........8
Асинхронный режим синхронного генератора…...........................................9
Заключение.........................................................................................................12
Список литературы…………………………………………………..…….13
Введение
Включение генератора в сеть может сопровождаться толчками урав нительного тока и активной мощности на вал генератора, а также более или менее длительными качаниями. Указанные нежелательные явления возникают вследствие того, что частота вращения включаемого генера тора отличается от синхронной частоты вращения генераторов энерго системы, а напряжение на выводах возбужденного генератора — от на пряжения на шинах электростанции. Поэтому для включения синхронного генератора на параллельную работу с другими работающими генераторами электростанции или энергосистемы его предварительно нужно синхронизировать. Синхронизацией называется процесс урав нивания частоты вращения и напряжения включаемого генератора с частотой вращения работающих генераторов и напряжением на электростанции, а также выбор соответствующего момента времени для подача импульса на включение выключателя генератора.
Схема синхронизации генераторов при включении способом точной синхронизации.
Порядок чередования фаз обмоток статора проверяется при монтаже генераторов и их первоначальном подключении к шинам главного распределительного щита (так называемая «фазировка»); Все остальные условия надо контролировать при каждом включении генераторов на параллельную работу.
Совпадение напряжений подключаемого генератора и на шинах щита проверяется по вольтметру и достигается регулировкой возбуждения генератора. Эту проверку рекомендуется производить с помощью одного вольтметра, подключаемого через переключатель поочередно к генератору или к шинам щита.
Совпадение частот контролируется по частотомеру и осуществляется регулировкой скорости вращения первичного двигателя. Регулировка производится с главного распределительного щита посредством органов дистанционного управления подачей топлива или пара. Для удобства сравнения частот обычно применяется сдвоенный частотомер, имеющий две шкалы, расположенные непосредственно одна под другой. Одна из этих шкал включена на генератор, а вторая — на шины щита.
Равенство углов сдвига фаз между э. д. с. каждого генератора и напряжением на шинах будет иметь место при условии совпадения по фазе синусоидальных кривых напряжений обоих генераторов.
Проверка такого совпадения выполняется либо с помощью ламп синхронизации, либо с помощью синхроноскопа.
Различают два способа включения ламп синхронизации: на «темное» и на «светлое» включение.
При первом способе лампы синхронизации включаются на одноименные фазы шин распределительного щита и обмоток статора подключаемого генератора (рис. 1).
Если скорости вращения генераторов несколько отличаются, одна от другой, то сила света ламп будет периодически изменяться от погасания до максимальной. Эти изменения силы света происходят у всех ламп одновременно. Когда фазы синусоидальных кривых напряжений на клеммах генератора и на шинах распределительного щита совпадают, все лампы гаснут и автомат генератора может быть включен.
Этот способ включения неудобен тем, что нельзя определить, вращается ли подключаемый генератор быстрее или медленнее работающего.
При втором способе между одноименными фазами обмоток генераторов включается только одна лампа, две же другие включаются на разноименные фазы (рис. 2). В этом случае все лампы будут загораться и гаснуть в разное время.
Если такие лампы расположить в вершинах равностороннего треугольника, то по направлению вспышек ламп можно судить о необходимости увеличения или уменьшения скорости вращения подключаемого генератора. В момент совпадения синусоид напряжений, т. е. в момент синхронизации генераторов, лампа, включенная на одноименные фазы, погаснет, а две другие будут гореть с одинаковой силой света. Более удобно определять момент синхронизации по стрелочному синхроноскопу. Один из способов синхронизации генераторов называется способом.
Синхронизация по этому способу является достаточно сложной и ответственной операцией, требующей высокой квалификации обслуживающего персонала, а в некоторых случаях и длительного времени для ее осуществления.
Гораздо проще и быстрее включение генераторов на параллельную работу осуществляется по методу самосинхронизации.
При этом способе генератор в невозбужденном состоянии разворачивается первичным двигателем до скорости, при которой его частота отличается от частоты на шинах на 1—2 гц (эта скорость называется подсинхронной скоростью), затем подключают его к шинам и немедленно дают ему возбуждение.
Для проверки частоты синхронизируемого генератора (при отсутствии специального частотомера, который может работать на напряжении, развиваемом генератором при остаточном магнетизме) его до подключения к шинам возбуждают, при достижении подсинхронной частоты быстро снимают возбуждение, не изменяя положения маховика регулятора возбуждения, затем включают автомат генератора и снова дают возбуждение.
Включение методом самосинхронизации сопровождается возникновением кратковременного броска тока, не превышающего обычно трехкратного значения номинального тока (при низкой величине коэффициента мощности) и поэтому безопасного для генератора.
С целью уменьшить бросок тока, возникающий при включении генератора, за последнее время стали применять метод грубой синхронизации генераторов через реактор.
При этом методе генератор, возбужденный до номинального напряжения так же, как и при методе самосинхронизации, доводится до подсинхронной скорости вращения. После этого включают генератор на шины сначала через реактор, а затем (через несколько секунд) на прямую. После включения генератора на шины реактор выключают. Соответствующим подбором сопротивления реактора можно достигнуть того, что ток включения генератора не будет превышать его номинального тока.
Рис.3. Метод грубой синхронизации
На рис. 3 дана схема автоматизированного включения генератора на параллельную работу методом грубой синхронизации. При нажатии кнопки «Вкл.» катушка контактора К, получив питание включает генератор Г на шины через реактор Р. Одновременно контактор подает питание на катушку реле времени РВ. Через 6—8 сек после включения контактора реле времени срабатывает и подает питание на катушку электромагнитного привода автомата генератора А. После включения автомата кнопка «Вкл». отпускается. Контактор К, лишившись питания, отключает реактор и катушку реле времени. Чтобы избежать одновременного включения двух генераторов, цепи питания катушек контакторов К1 и К2 сблокированы с помощью блок-контактов этих же контакторов.
Включение на параллельную работу методом грубой синхронизации через реактор является наиболее простым, удобным и надежным, в связи с чем получает все большее распространение на судах.
Отключение работающего генератора осуществляется нажатием кнопки «Откл.», которая прерывает питание катушки автомата генератора А.
Рис. .4 Пример дистанционной системы синхронизации самовыгружающегося балкера "Ambassador".
Точная синхронизация
При включении генератора способом точной синхронизации необходимо выполнение следующих условий:
-Равенство по абсолютному значению напряжения включаемого генератора и напряжения сети равенство угловой скорости вращения включаемого генератора частоты и угловой скорости вращения генераторов энергосистемы (или частоты );
совпадение по фазе векторов напряжения генератора и напряжения сети в момент включения выключателя.
Выполнение указанных условий обеспечивает включение генераторе в сеть без броска уравнительного тока, без толчка активной мощности на вал генератора, без глубоких качаний.
Однако практически затруднительно выполнить точно указанные условия. Включение генератора допускается производить в условиях, когда существуют некоторая разность частот генератора и сети и раз ность абсолютных значений напряжения генератора и напряжения сети. Допустимое значение разности частот составляет 0,1-0,2 Гц, разности напряжений генератора и сети — 5—10% номинального.
Разность напряжений генератора и сети, в случае когда их частоты неодинаковы, периодически изменяется от нуля до максимального значения.
Эта разность получила название напряжения биений, или напряжения скольжения . Изменение напряжения биений иллюстрируется векторной диаграммой (рис. 6.1, а) и графиком изменения напряжения во времени (рис. 6.1, б). Огибающая напряжения биений изменяется от нуля до максимального значения, равного двойной амплитуде , и вновь уменьшается до нуля.
Действующее значение напряжения биений изменяется по закону
где - угол между векторами и — угловая скорость скольжения.
Время полного цикла изменения напряжения биений называется периодом скольжения :
Чем больше скорость скольжения, тем меньше период . На рис. 6.1, в показаны два цикла изменения напряжения биений, соответствующие двум значениям угловой скорости скольжения , при этом . Рис. 6.1. Напряжение биений: а — векторная диаграмма; б — изменение мгновенных значений напряжения биений; в - изменение действующих значений напряжения биений
Рис 6.1
Способ точной синхронизации пригоден для всех синхронных генераторов, приводимых во вращение первичным двигателем того или иного типа, а также для синхронных двигателей и синхронных компенсаторов в тех случаях, когда они снабжены дополнительным разгонным двигателем, с помощью которого частота вращения может быть доведена до синхронной.
Недостатками способа точной синхронизации являются сложность и длительность процесса, особенно в условиях аварийного режима работы энергосистемы, сопровождающегося колебаниями частоты и напряжения, необходимость высокой квалификации обслуживающего персонала, возможность тяжелых аварий при нарушении условий синхронизации.
Включение способом точной синхронизации занимает довольно много времени ( 5 - 10 мин) из-за необходимости произвести включение при вполне определенному: угловом положении ротора. Для ускорения включения применяют способ самосинхронизации, при котором не требуется точная регулировка частоты вращения и углового положения ротора. Способ самосинхронизации может использоваться как для синхронных генераторов, так и для синхронных двигателей, снабженных дополнительным разгонным двигателем.
Включение способом точной синхронизации занимает довольно много времени ( 5 - 10 мин) из-за необходимости произвести включение при вполне определенном угловом положении ротора. Для ускорения включения применяют способ самосинхронизации, при котором не требуется точная регулировка частоты вращения и углового положения ротора. Способ самосинхронизации может использоваться как для синхронных генераторов, так и для синхронных двигателей, снабженных дополнительным разгонным двигателем.
Включение способом точной синхронизации занимает довольно много времени ( 5 - 10 мин) из-за необходимости произвести включение при вполне определенном угловом положении ротора. Для ускорения включения применяют способ самосинхронизации, при котором не требуется точная регулировка частоты вращения и углового положения ротора. Способ самосинхронизации может использоваться как для синхронных генераторов, так и для синхронных двигателей, снабженных дополнительным разгонным двигателем.
При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической и полуавтоматической точной синхронизации. Для генераторов мощностью до 15 МВт допускается применение ручной точной синхронизации с блокировкой от несинхронного включения.
При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической и полуавтоматической точной синхронизации. Для генераторов мощностью до 15 МВт допускается применение ручной точной синхронизации с блокировкой от несинхронного включения.
Неоспоримым преимуществом способа точной синхронизации является безударное включение, при котором система не претерпевает ни толчков тока, ни провалов напряжения, что особенно существенно для включения агрегатов соизмеримой мощности.
При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической и полуавтоматической точной синхронизации. Для генераторов мощностью до 15 МВт допускается применение ручной точной синхронизации с блокировкой от несинхронного включения.
При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической или полуавтоматической точной синхронизации.
При использовании способа точной синхронизации в качестве основного способа включения генераторов на параллельную работу, как правило, следует предусматривать установку устройств автоматической и полуавтоматической точной синхронизации. Для генераторов мощностью до 15 МВт допускается применение ручной точной синхронизации с блокировкой от несинхронного включения.
При включении способом точной синхронизации генератор разворачивается до частоты, близкой к синхронной, и возбуждается. Затем вручную или с помощью автоматики уравниваются частоты и напряжения синхронизируемого генератора и сети. После этого подается команда на включение генератора в сеть.
Включение генератора по способу точной синхронизации стремятся производить с минимальным толчком тока синхронизации, для чего стараются получить угол 6 в момент включения, равный нулю. При этом угол непрерывно изменяется на 360 за один период скольжения, вследствие чего толчок тока синхронизации зависит от момента подачи команды на включение выключателя.
Для включения генератора по способу точной синхронизации без броска тока в статоре и без резкого изменения вращающего момента ротора должны быть соблюдены три условия: равенство значений напряжения генератора и сети; совпадение этих напряжений по фазе; равенство частот генератора и сети.
Асинхронные режимы синхронного генератора.
При потере возбуждения из-за неисправности возбудителя, расцепления полумуфт между ротором и возбудителем, обрыва в цепи ротора, случайного отключения АГП и по любой другой причине генератор переходит в асинхронный режим. При этом по мере снижения магнитного потока, создававшегося до этого током в обмотке ротора, генератор начинает потреблять реактивную мощность из сети.
Равновесие между уменьшающимся до нуля синхронным электромагнитным моментом и вращающим моментом турбины нарушается, и частота вращения генератора начинает возрастать сверх синхронной. Под воздействием магнитного поля от тока статора, в зубцах и клиньях ротора и в его обмотке, если она остается замкнутой на возбудитель или замкнется на резистор самосинхронизации, появятся токи с частотой скольжения. Магнитный поток от этих токов, взаимодействуя с магнитным полем статора, создает тормозящий асинхронный момент, что обеспечивает выдачу генератором активной мощности в сеть при асинхронном режиме. Асинхронный тормозящий момент с увеличением скольжения ротора возрастает. Когда он станет равным вращающему моменту турбины, дальнейшее повышение скольжения прекратится. Наступит установившийся асинхронный режим.
Реагируя на увеличение частоты вращения, регулятор частоты вращения турбины сокращает поступление пара (воды) и тем самым уменьшает активную мощность. Поэтому; как правило, в результате потери возбуждения активная мощность на генераторе снижается.
Если при увеличении асинхронного тормозящего момента скольжение изменяется мало (жесткая кривая асинхронного момента), а максимальный асинхронный момент, развиваемый генератором, достаточно велик, то установившийся асинхронный режим наступает при небольшом скольжении и уменьшение активной мощности невелико.
Турбогенераторы ТВФ, ТВВ и ТГВ в области малых скольжений имеют достаточно жесткую кривую асинхронного момента. При работе без возбуждения с активной нагрузкой 0,5—0,6 номинальной, даже при разомкнутой обмотке ротора, скольжение у них не превышает 0,3—0,8%. Потери в роторе при этом составляют 0,3—0,9 номинальных потерь на возбуждение, а ток статора около 1,0—1,15 номинального.
Генератор может выпасть из синхронизма при недостаточном возбуждении или в результате аварии в системе. Для восстановления синхронизма увеличивают ток возбуждения и снижают активную нагрузку. Если генератор не войдет в синхронизм, он должен быть отключен от сети.
Заключение
На электрических станциях всегда устанавливают несколько турбо- или гидроагрегатов, которые работают совместно в параллельном соединении на общие шины генераторного или повышенного напряжения.
В результате этого выработка электроэнергии на электростанциях производится несколькими параллельно работающими генераторами и такая совместная их работа имеет много ценных преимуществ.
Параллельная работа генераторов:
1. повышает гибкость эксплуатации оборудования электростанций и подстанций, облегчает проведение планово-предупредительных ремонтов генераторов, основного оборудования и соответствующих РУ при минимуме необходимого резерва.
2. повышает экономичность работы электростанции, так как дает возможность распределять наиболее рационально суточный график нагрузки между агрегатами, чем достигается наилучшее использование мощности и повышается к. п. д.; на ГЭС дает возможность наиболее полно использовать мощность водяного потока в период паводков и летней и зимней межени;
3. повышает надежность и бесперебойность работы электростанций и электроснабжения потребителей.
Список литературы
1. Антонов М. В., Герасимова Л. С.
Технология производства электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1982. 512 с.
2. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболевская. М.: Энергоатомиздат, 1982. 504 с.
3. Асинхронные двигатели общего назначения/Е. П. Бойко, Ю. В. Гаинцев, Ю. М. Ковалев и др. М.: Энергия, 1980. 488 с.
4. Борисенко А. И., Костиков О. Н., Яковлев А. И. Охлаждение промышленных электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1983. 296 с.
5. Вольдек А. И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978. 832 с.