4.9.2. Параллельная работа генераторов при неравенстве частот

Частота определяет собой скорость вращения вектора напряжения или тока в электрической цепи. Если частоты одинаковы, то векторы напряжений друг относительно друга неподвижны:

f1=f2, w1=2пf1, w2=2пf2, w1=w2, рис. 27.

Рис. 27

Если, к примеру, частота ЭДС второй машины будет больше частоты первой машины (f2 > f1), то вектор напряжения U2 начнет перемещаться относительно вектора напряжения U1 со скоростью, определяемой разностью скоростей векторов U1 и U2, рис. 27. Допустим, что в первый момент напряжения U1 и U2 сдвинуты на 180⁰ при f2>f1 угловые скорости векторов w2>w1 и через известный промежуток времени займет другое положение (рис. 28), отсюда появится разность напряжений U которая создаст в обмотках ток биения Iб отстающего от U на 90⁰. Активная составляющая этого тока Iба2 по отношению ко 2 машине будет создавать тормозной момент (ток совпадает с ЭДС второго генератора). Активная составляющая Iба1 по отношению к 1 машине будет создавать двигательный момент (ток направлен встречно с ЭДС 1 генератора). Ток биения все время будет меняться по величине и по фазе. Второй генератор будет тормозиться, а 1 подталкиваться. И после ряда колебаний установится какая-то средняя частота обоих генераторов и наступит установившийся режим. Но здесь будут механические толчки на генератор и на вал турбины. Поэтому, при включении генератора на параллельную работу разница частот должна быть минимальной.

Порядок чередования фаз должен быть одинаковым. Чередование фаз проверяется прибором – фазоуказателем. При различном чередовании фаз произойдет аварийная ситуация. Метод включения синхронного генератора параллельно сети называется синхронизацией, а прибор, с помощью которого синхронизируют, называется – синхроноскоп.

4.10. Синхроноскопы

Для синхронизации синхронных машин используются специальные устройства – синхроноскопы. Они бывают ламповые и стрелочные. Рассмотрим идею синхронизации на ламповом синхроноскопе. Здесь используется два способа включения:

1.Включение на погасание ламп.

2.Включение на бегущий свет.

4.10.1. Включение генератора параллельно сети на погасание ламп

Рис. 28.

При малой скорости турбины частота ЭДС СГ будет малой. (Сплошная звезда соответствует частоте сети, а пунктирная частоте синхронного генератора). Частота определяет скорость вращения векторов напряжения. Поэтому, при малой скорости турбины частота СГ мала и относительная скорость векторов будет большой. При этом лампы синхроноскопа будут часто вспыхивать и погасать. По мере разгона турбины частота СГ будет возрастать, и относительная скорость векторов будет уменьшаться. Мигание ламп будет замедленное. Если турбина разгонит СГ до частоты близкой к частоте сети, то относительная скорость векторов будет небольшой и лампы будут очень медленно то загораться, то потухать. В момент потухания ламп необходимо быстро включит генератор на сеть. В этот момент сплошная и пунктирная звезды совпадут по фазе. Но этот способ не дает наглядно в какую сторону необходимо регулировать скорость вращения генератора. Для этого используется второй способ.