Для поиска темы - пользуйтесь СИСТЕМОЙ ПОИСКА


Стоимость дипломной работы


Home Для студента... Паралельна робота синхронних генераторів. Умови синхронізації та наслідки їх порушення

Паралельна робота синхронних генераторів. Умови синхронізації та наслідки їх порушення
загрузка...
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Паралельна робота синхронних генераторів. Умови синхронізації та наслідки їх порушення


Условия синхронизации
Подготовка СГ к включению на параллельную работу и сам процесс включения называются синхронизацией.
Перед включением СГ на параллельную работу необходимо выполнить следующие условия синхронизации:
Условия синхронизации    1)    Равенство напряжения сети и ЭДС подключаемого генератора, т.е. |Uc|=|Eг|;
2)    Равенство частоты сети и подключаемого генератора fс=fг;
3)    Совпадение по фазе одноименных векторов фазных напряжений обоих генераторов, или угол сдвига по фазе указанных векторов должен быть равен 0, φ=0º;
4)    Одинаковый порядок чередования фаз трехфазных генераторов, т.е. Ас-Вс-Сс и Аг-Вг-Сг.

Если все условия синхронизации выполнены, то включение генераторов на шины ГРЩ будет безударным, а сам генератор после включения останется работать в режиме холостого хода.

Приборы, необходимые для контроля выполнения условий синхронизации и нагрузки генераторов
При синхронизации синхронных генераторов равенство напряжений контролируют при помощи двух вольтметров, один из которых подключен к фазам сети, а другой – к фазам включаемого генератора. Аналогичным образом по двум частотомерам контролируют равенство частот подключаемого генератора и сети.
Для определения совпадения фаз устанавливают специальные приборы – синхроноскопы. На судах используют ламповые и стрелочные синхроноскопы. В настоящее время стрелочные синхроноскопы заменили электронными (см. рис. 2).
Ламповые синхроноскопы представляют собой набор ламп накаливания. Применяют два способа включения ламп: на погасание и на вращение огня. Схемы приведены на рис. 1. Следует отметить, что с помощью ламп можно установить и порядок чередования фаз включаемого генератора и сети. Если чередование фаз неправильное, то при включении ламп на погасание произойдет вращение огня, а при включении на вращение – погасание. Для устранения этого несоответствия достаточно поменять местами любые две фазы, идущие к автомату от генератора или от сети.
Правильный порядок чередования фаз обеспечивается при монтаже и подлежит проверке только при подключении питания с берега фазоуказателем.
Для контроля нагрузки генераторов служат следующие приборы:
    киловаттметр, который измеряет действующее значение активной мощности генератора;
    килоамперметр, который измеряет действующее значение полного тока;
    киловарметр, который измеряет действующее значение реактивной мощности генератора (в настоящее время на ГРЩ не устанавливается).

а)
б)

Рисунок 23.1 – Ламповые синхроноскопы: а) на погасание; б) на вращение огня


Рисунок23. 2 – Внешний вид электронного синхроноскопа

Вычислить значение реактивной потребляемой мощности можно следующим образом:
1)    вычислить коэффициент мощности по формуле

где Р – активная потребляемая мощность, кВт (показания киловаттметра);
U – линейное напряжение, В (показания вольтметра);
I – потребляемый ток, А (показания амперметра);
2)    определить угол  по формуле
;
3)    определить тангенс   ;
4)    вычислить реактивную потребляемую мощность, кВАр по формуле
.
Последствия нарушения условий синхронизации
С целью упрощения объяснения будем считать, что:
–    СЭС состоит из двух однофазных генераторов G1 и G2;
–    генератор G1 находится в режиме нагрузки с напряжением Uc;
–    генератор G2 не включен на параллельную работу и находится в режиме холостого хода и имеет ЭДС Ег;
–    активная нагрузка генератора G1 невелика.

Нарушение первого условия синхронизации |Uс ||Ег|

Рисунок 23.1 – Схема замещения СЭЭС (а) и векторные диаграммы при |Uс|>|Ег| (б), при |Uс|<|Ег| (в) 
При включении генератора G2 на параллельную работу в момент включения автомата QF образуется замкнутый контур (см. рис. 22.1), в котором действуют два источника ЭДС, причем векторы   и   направлены встречно.
Если |Uс|>|Ег|, то в контуре возникает результирующая ЭДС  , совпадающая по фазе с большим из векторов. Эта ЭДС вызывает в контуре уравнительный ток  , где хс, хг – индуктивные сопротивления обмоток статоров генераторов G1 и G2. Активным сопротивлением этих обмоток можно пренебречь ввиду их малости.
Этот уравнительный ток по отношению к ЭДС Е является индуктивным и отстает от нее на 90. Одновременно вектор   отстает по фазе от вектора напряжения   на 90 и опережает на тот же угол вектор  . Поэтому   является индуктивным для генератора с большим напряжением и емкостным для генератора с меньшей ЭДС. Этот ток размагничивает генератор G1 и подмагничивает генератор G2. В итоге действие уравнительного тока приведет к выравниванию напряжений обоих генераторов.
При |Uс|<|Ег| уравнительный ток будет подмагничивать генератор G1 и размагничивать генератор G2.
Таким образом., если |Uс||Ег|, то при включении автомата QF возникает уравнительный ток, который носит реактивный характер, подмагничивая генератор с меньшей ЭДС и размагничивая генератор с большей ЭДС. В результате напряжения на обоих генераторах выравниваются, однако, реактивный уравнительный ток дополнительно нагружает обмотки статора. Т.к. уравнительный ток является индуктивным, то включение будет безударным, без механических толчков на валу генератора.
Нарушение второго условия синхронизации fсfг
Если в момент включения на параллельную работу другие два условия выполняются, то само включение будет безударным, однако, вслед за этим возникнет переходный процесс, характер которого определяется частотой скольжения fs=fc-fг.
Так как роторы генераторов вращаются с разными скоростями, то угол сдвига векторов фазных напряжений будет меняться от 0 до 180 и в контуре будет действовать результирующая ЭДС биения  , которая будет изменяться от 0 до 2U (где U – амплитудное значение фазного напряжения). Под действием этой ЭДС возникнет ток биения, который по отношению к   и   будет иметь активную составляющую. Вал приводного двигателя будет испытывать механические толчки, которые могут привести к тому, что не только подключаемый генератор не войдет в синхронизм, но и подключенные могут выпасть из синхронизма.
Таким образом, если fсfг, то при соблюдении всех остальных условий включение будет безударным, но затем возникнет переходный процесс, сопровождающийся токами биений и механическими ударами по валу двигателя.
Если разность частот невелика, то после нескольких качаний генератор втянется в синхронизм.
Если разность частот составляет несколько герц, то в результате больших токов биений будут возникать большие динамические усилия (удары) и генератор не втянется в синхронизм, а работающие генераторы могут выпасть из синхронизма.
Нарушение третьего условия φ0
Если в момент включения автомата φ=180º, то результирующая ЭДС достигнет двойного фазного значения и в контуре (см. рис 23.1) возникнет уравнительный ток, который носит реактивный характер и равен ударному току КЗ одного генератора.
Если   опережает  , то возникнет результирующая ЭДС  , вектор которой построен по правилу параллелограмма (см. рис 23.2). Ток биения  , образованный под действием этой ЭДС, отстает от нее на 90 и имеет активную составляющую, направленную согласно с   и встречно с  . В результате включение генератора G2 сопровождается толчком тормозного характера и генератор после включения переходит в генераторный режим с частичным приемом активной нагрузки.

Рисунок 23.2 – Синхронизация при несовпадении фазных напряжений. а – схема замещения, б – векторная диаграмма.
Если   отстает от  , то включение сопровождается толчком ускоряющего характера, в результате подключаемый генератор переходит из режима холостого хода в двигательный режим, еще больше нагружая работающий генератор.
Таким образом при φ=180º возникает  уравнительный ток реактивного характера, равный ударному току КЗ одного генератора.
Если Ег опережает Uc, то включение сопровождается током биения и толчком . После включения подключаемый генератор переходит в генераторный режим с частичным приемом нагрузки.
Если Ег отстает от Uc, то включение сопровождается током биения и толчком, в результате которого генератор может перейти в двигательный режим.
Нарушение четвертого условия
Неодинаковый порядок чередования фаз сопровождается образованием в обмотках статоров генераторов токов КЗ.
Природа токов уравнительного и биения одинакова – оба возникают под действием ЭДС. Разница заключается в том, что уравнительный ток возникает при |Uс ||Ег |и имеет реактивный характер, а ток биения появляется при несинхронном включении (φ0) и имеет значительную активную составляющую, которая вызывает толчки (удары) по валу генератора.


Более старые статьи:

 
загрузка...

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить