Способ точной синхронизации

Он состоит в том, что синхронизируемую машину (СГ) сначала разворачивают разгонным двигателем (кроме асинхронного электродвигателя) до частоты вращения, близкой к синхронной, а затем возбуждают и при вышеуказанных условиях включают в сеть.

Выполнение условий точной синхронизации может быть осуществлено вручную или автоматически. При ручной синхронизации все операции по регулированию возбуждения и подгонке частоты выполняет дежурный персонал, а при автоматической синхронизации – автоматические устройства. При точной ручной синхронизации напряжения и частоты контролируются по установленным на щите управления двум вольтметрам и двум частотомерам, а сдвиг по фазе напряжений – по синхроноскопу. Он позволяет не только уловить момент совпадения фаз напряжений, но также определить, вращается ли генератор быстрее или медленнее, чем работающие. Указанные приборы объединяют в так называемую «колонку синхронизации». Вольтметр и частотомер, относящийся к синхронизируемому генератору, подключают к его трансформатору напряжения, а вольтметр и частотомер, относящиеся к работающим генераторам (или сети), обычно подключают к трансформатору напряжения сборных шин станции. Синхроноскоп подключают одновременно к обоим трансформаторам напряжения.

При соблюдении всех вышеуказанных условий разность напряжений генератора и сети равна нулю, поэтому уравнительного тока между ними не возникает.

Если |U₁ |≠|U₂|, то возникающее |ΔU| обусловит в момент включения

появление уравнительного тока, который будет иметь практически только индуктивный характер, так как активное сопротивление пренебрежимо мало.

Рис.1. Векторная диаграмма при неравенстве напряжений

Этот ток не создает значительных толчков активной мощности, а, следовательно, и механических напряжений в деталях турбины и генератора. Поэтому на практике допускается разность напряжений в нормальном режиме до 5... 10%, а в аварийных ситуациях — до 20%.

При несовпадении фазовых углов δ≠0, тоесть угол между U₁ и -U₂ не

равен 0, также возникнет ΔU и следовательно уравнительный ток /^’’_ур.

Рис.2. Векторная диаграмма при несовпадении фазовых углов

Этот ток также будет реактивным по отношению к ΔU, но по

отношению к U₂ будет иметь большую активную составляющую. При включении генератора на параллельную работу этот ток вызовет механические толчки (если угол больше 0 - на замедление, если меньше - на ускорение) в валах турбины и генератора. Для снижения вероятности повреждений, вызванных этими толчками, допустимый угол δ не должен превышать 10..20 эл. град, (в некоторых источниках δ = 15 эл. град.).

В дальнейшем процесс пойдет в зависимости от того, какой момент

преобладает.

При неравенстве частот всегда вероятны два последствия:

1. Опасность включения в неблагоприятный момент и, как следствие,

возникнет угловая ошибка, то есть появится угол δ.

2. Опасность того, что генератор может не втянуться в синхронизм.

Это обстоятельство ограничивает допустимую разность частот величиной 0,1% или 0,05 Гц (при этом частота вращения стрелки

синхроноскопа - 3 оборота в минуту).

При включении на параллельную работу наибольший уравнительный

ток возникает при угле δ равном 180°, поскольку в этом случае Δu = 2U_m.

Включение в противофазу может случиться при неисправности во вторичных цепях или при неправильном включении синхронизирующего устройства. При значительной разности частот трудно безошибочно выбрать момент для включения генератора. Кроме того, если даже момент включения будет выбран удачно, то из-за большой начальной разности между синхронной скоростью и скоростью вращения ротора ротор генератора не успеет затормозиться и удержаться в синхронизме, что вызовет появление недопустимо больших колебаний тока статора и вращающего момента ротора. Поэтому при большой скорости вращения, а также при резких качаниях стрелки синхроноскопа включать генератор не допустимо.

Преимуществом способа точной синхронизации является то, что включение генератора на параллельную работу происходит при очень небольших уравнительных токах. Поэтому это основной способ включения.

Точной ручной синхронизации свойственны следующие недостатки:

1. сложность процесса включения из-за необходимости подгонки напряжения по модулю и фазе, а также частоты генератора;

2. большая длительность включения – от нескольких минут в нормальном режиме до нескольких десятков минут при авариях в системе, сопровождающихся изменением частоты и напряжения, когда особенно важно обеспечить быстрое включение генератора в сеть.

Дата добавления: 2015-07-11