51. Потери и кпд синхронных машин

Работа МПТ сопровождается потерей мощности в ней. Различают три вида потерь:

1. Магнитные потери(потери в стали) p_ст. – это потери обусловленные вихревыми токами в стальных частях сердечников, а также гистерезисом(петля Гистерезиса).

P_ст. = p_в.т. + p_гист.

Есть потери не зависящие от нагрузки, поэтому они называются постоянными потерями.

2. p_эл. Электрические потери – обусловлены нагревом обмотки якоря, обмотки добавочных полюсов(если они есть), компенсационные обмотки(если есть), последовательные обмотки(если есть). P_эл. = I² ∑R_я ; ∑R_я = r_я + r_д.п. + r_к + r_н.о.

К электрическим потерям относятся также потери в щётках и щеточных контактах

p_щ = ∆U_щ I_я ,

где ∆U_щ - падение напряжения на щётках.

Если МПТ имеют параллельную обмотку, то к электрическим потерям относят потери в обмотке возбуждения(их называют потери на возбуждение).

p_в = U_в I_в ,

где U_в – напряжение на зажимах в цепи возбуждения.

Электрические потери зависят от нагрузки, поэтому их называют переменные потери.

3. Механические потери p_мех – обусловлены трением щёток о коллектор, трением в подшипниках и на их вентиляцию. Механические потери – постоянные потери.

4. Добавочные потери. В МПТ имеется ряд трудно учитываемых потерь. Добавочные потери составляют небольшую, но поддающуюся учёту величину: p_доб. = (0,5 ÷ 1) % P_н

Таким образом, суммарные потери в МПТ составляют:

∑p = p_ст. + p_эл. + p_щ + p_мех. + p_доб.

КПД

КПД в МПТ представляет собой отношение полезной мощности к подводимой(потребляемой).

ᶯ =

P₂ = P₁ - ∑p

ᶯ =

Для генератора:

P₂ – мощность отдаваемая якорной обмоткой

P₂ = UI

P₁ – подводимая мощность - механическая мощность на валу.

P₁ =

ᶯ_ген. = 1 -

Для двигателя:

P₂ – механическая мощность на валу

P₂ =

P₁ – подводимая мощность – мощность потребляемая из сети

P₁ = UI

ᶯ_д = 1 -

52. Включение синхронных генераторов на параллельную работу

В том случае, когда мощность потребителя становится больше номинальной мощности работающего генератора, параллельно ем> включают другой генератор.

Для включения синхронного генератора на параллельную работу с электрической сетью или другим, уже работающим синхронным генератором необходимо выполнить следующие условия:

напряжение подключаемой машины должно быть равно напряже­нию сети или работающей машины;

частота подключаемого генератора должна быть равна частоте сети;

напряжения всех фаз подключаемой машины должны быть про­тивоположны (по фазе) напряжениям соответствующих фаз сети или работающей машины;

для подключения на параллельную работу трехфазного синхрон­ного генератора необходимо также обеспечить одинаковое чередо­вание фаз подключаемой машины и сети.

Подготовку к включению на параллельную работу синхронного генератора ведут следующим образом. Приводят во вращение первич­ный двигатель и регулируют его скорость вращения так, чтобы она была примерно равна номинальной. Затем возбуждают генератор и, следя за показаниями вольтметра, подключенного к зажимам статора, регулируют напряжение машины при помощи реостата в цепи возбуждения до тех пор, пока оно не станет равным напряже­нию сети. Воздействуя на регулятор первичного двигателя и наблю­дая за показаниями частотомера, устанавливают более точно скорость машины так, чтобы частота генератора была равна частоте сети. Тем самым первое и второе условия для включения на параллель­ную работу будут выполнены.

Для выполнения третьего условия служат фазные лампы. Послед­ние включаются по двум схемам: на потухание и на вра­щение света. Лампы, включенные по схеме а, при одина­ковом чередовании фаз сети и машины будут сначала быстро и одно­временно мигать, затем мигание их становится все реже и реже, и когда лампы медленно погаснут, нужно включить рубильник гене­ратора.

Для более точного определения момента включения рубильника часто применяют так называемый нулевой вольтметр, имеющий двустороннюю шкалу.

При одинаковом чередовании фаз сети и машины лампы, вклю­ченные по схеме б, будут мигать поочередно, и если их расположить по кругу, то получится впечатление вращающегося света. Генератор нужно включить в момент, когда лампы, включенные накрест (между фазами А и В), загорятся полным накалом, а третья лампа погаснет.

При неодинаковом порядке чередования фаз лампы, включенные по схеме а, дадут вращение света, а по схеме б будут одновременно загораться и потухать. Для изменения порядка чередования фаз машины два любых ее провода, подходящие к рубильнику, нужно поменять местами.

Включение фазных ламп высоковольтных генераторов осуще­ствляется через измерительные трансформаторы напряжения. Чере­дование фаз машины можно также определить, пользуясь особым прибором — фазоуказателем, представляющим собой небольшой асинхронный двигатель. Направление вращения диска фазоуказателя показывает порядок чередования фаз.

На современных электростанциях момент включения синхронных генераторов на параллельную работу определяется с помощью специального прибора — синхроноскопа.

Процесс подготовки генератора для включения его на параллель­ную работу называется синхронизацией.