Глава 3. Автоматическое включение синхронных генераторов
На параллельную работу
Способы синхронизации
Включение генератора в сеть может сопровождаться толчками уравнительного тока и активной мощности на вал генератора, а также более или менее длительными качениями. Указанные нежелательные явления возникают из-за того, что частота вращения включаемого генератора отличается от синхронной частоты вращения генераторов энергосистемы, а напряжение на выводах возбужденного генератора – от напряжения на шинах электростанции. Поэтому для включения синхронного генератора на параллельную работу с другими работающими генераторами электростанции или ЭЭС его предварительно нужно синхронизировать.
Синхронизацией называется процесс уравнивания частоты вращения и напряжения включаемого генератора с частотой вращения работающих генераторов и напряжением на шинах электростанции, а также выбор соответствующего момента времени для подачи импульса на включение выключателя генератора.
На практике широкое применение получили два способа синхронизации: точная синхронизация и самосинхронизация.
Точная синхронизация
При включении генератора способом точной синхронизации необходимо выполнение следующих условий:
1) равенство по абсолютному значению напряжения включаемого генератора и напряжения сети ;
2) равенство угловой скорости вращения включаемого генератора (или частоты ) и угловой скорости вращения генераторов энергосистемы (или частоты );
|
|
3) совпадение по фазе векторов напряжения генератора и напряжения сети в момент включения выключателя.
Выполнение этих условий обеспечивает включение генератора в сеть без броска уравнительного тока, без толчка активной мощности на вал генератора, без глубоких качаний.
Практически затруднительно выполнить эти условия. Допускается производить включение генератора в условиях, когда существует некоторая разность частот генератора и сети и разность абсолютных значений и . Допустимые значения разности частот составляют 0,1 – 0,2 Гц, разности напряжений генератора и сети – 5-10% . Разность напряжений генератора и сети в том случае, когда их частоты неодинаковы, периодически изменяются от нуля до максимального значения. Эта разность получила название напряжения биений или напряжений скольжения - рис. 3.1.
Огибающая напряжения биений изменяется от нуля до максимального значения, равного двойной амплитуде , и вновь уменьшается до нуля.
Рис. 3.1. Напряжение биений:
а – векторная диаграмма;
б – изменение мгновенных значений напряжения биений.
Действующее значение напряжения биений изменяется по закону
|
|
(3.1)
где - угол между векторами UГ и UС;
- угловая скорость скольжения.
Чем больше скорость скольжения, тем меньше период , что иллюстрирует рис. 3.2.
Рис. 3.2. Изменение действующих значений напряжения биений.
На рис. 3.2 показаны два цикла изменения напряжения биений, соответствующие двум значениям угловой скорости скольжения ωS1 и ωS2; при этом ωS1 >ωS2.
Самосинхронизация
При включении генератора способом самосинхронизации должны быть соблюдены следующие условия:
1) генератор должен быть невозбужденным;
2) частота вращения включаемого генератора должна быть близка к частоте вращения генераторов энергосистемы;
3) допускаемая разность частот генератора и сети 1-1,5 Гц.
Перед включением генератора его обмотка должна быть замкнута на гасительный резистор для исключения опасного для изоляции этой обмотки воздействия ЭДС частоты скольжения, наводимой в обмотке ротора.
В первый момент после включения генератор работает в режиме асинхронной машины, при этом на ротор генератора действует асинхронный вращающий момент, который направлен на уменьшение разности частот вращения включаемого генератора и генераторов энергосистемы. Асинхронный момент способствует втягиванию генератора в синхронизм.
|
|
При подаче возбуждения на обмотку ротора без задержки, сразу после включения выключателя генератора, на ротор генератора начинает действовать синхронный вращающий момент, обеспечивающий окончательное втягивание генератора в синхронизм.
Включение генератора в сеть сопровождается броском тока.
Рис. 3.3. Расчетная схема замещения при самосинхронизации.
Ток включения определяется в соответствии со схемой замещения
, (3.2)
где - сверхпереходное сопротивление генератора по продольной оси;
- сопротивление энергосистемы.
Включение генератора способом самосинхронизации сопровождается также снижением напряжения на выводах генератора. Это оказывает неблагоприятное влияние на работу потребителей, подключенных к тем же шинам, что и генераторы электростанций.
Напряжение на шинах электростанции:
. (3.3)
По мере втягивания генератора в синхронизм уменьшается, а - повышается.
Основное достоинство самосинхронизации – возможность достаточно быстрого, по сравнению со способом точной синхронизации, включения генератора в сеть. Рекомендуется производить независимо от значения уравнительного тока в аварийных условиях работы ЭЭС.
|
|
Дата добавления: 2018-05-31; просмотров: 660; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!