Lab_1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра САУ

отчет

по лабораторной работе № 1

по дисциплине «КСУЭС»

Тема: «Эксплуатация судовой электростанции в разных режимах при разных способах управления»

Студенты гр. 6408		Нуртазин И. .
Преподаватель		Васильев А.Ю.

Санкт-Петербург

2020

Синхронизация синхронных генераторов

Подготовка СГ к включению на параллельную работу и сам процесс включения называются синхронизацией.

Существует три способа синхронизации

1. точная;

2. грубая;

3. самосинхронизация.

Эти способы рассмотрены ниже.

Для безударного включения СГ на параллельную работу необходимо выполнить следующие условия синхронизации:

1. равенство напряжения U сети и ЭДС Е подключаемого генера­тора, т. е.

|U | = | Е | .

2. равенство частот сети f и подключаемого генератора f , т. е. f = f .

3. совпадение по фазе одноименных векторов фазных напряжений обоих генераторов, или, иначе, равенство нулю угла сдвига по фазе указанных векторов, т. е. φ = 0°.

4. одинаковый порядок чередования фаз 3-фазных генераторов, т.е. А - В -С

Для проверки выполнения первого условия используют вольтметр с переключателем, позволяющим поочередно измерить напряжение на шинах (сети) и на зажимах генератора, включаемого на шины.

Для проверки выполнения второго условия используют частотомер с переключателем, позволяющим поочередно измерить частоту напряжения на шинах (сети) и на зажимах генератора, включаемого на шины.

Для проверки выполнения третьего условия используют ламповый или стрелочный синхроноскоп. Включить генераторный автомат надо в момент, когда погаснут все 3 лампы (если синхроноскоп включен по схеме «на темноту»), либо верхняя (если синхроноскоп включен по схеме «на вращение огня»), либо если стрелка синхроноскопа займет положение «12 часов».

Проверка выполнения четвертого условия в процессе эксплуатации судна не делается. Это объясняется тем, что необходимый порядок подключения генераторов к шинам обеспечивают специалисты-электромонтажники судоверфи.

Последствия нарушений условий синхронизации.

1. При нарушении первого условия | U | ≠ | E |.

В этом случае в замкнутой цепи, образованной последовательно включенными через шины ГРЩ обмотками статоров СГ, возникнет т.н. уравнительный ток.

2. При нарушении второго условия синхронизации f ≠ f .

Сразу после включения генератора на шины возникнет переходный процесс, харак­тер которого зависит от значения разности частот обоих генераторов.

Если разность частот менее 0,75 Гц, то после подключения генератора его ротор со

вершит несколько колебательных движений (качаний) с постепенно убывающей амплитудой и затем под действием собственной синхрони­зирующей мощности втянется в синхронизм.

После этого роторы обоих генера­торов станут вращаться с одинаковой скоростью.

Если эта разность составляет несколько герц, ротор подключен­ного генератора может не войти в синхронизм и будет перемещаться относительно ротора другого генератора.

3. Последствия нарушения третьего условия (φ ≠ 0°) зависят от взаимного положения роторов в момент включения генератора на параллельную работу.

Распределение активной мощности СЭС, работающей параллельно с другими СЭС или береговой сетью.

После включения генератора на параллельную работу с сетью осуществляют прием нагрузки на включенный генератор с помощью увеличения подачи топлива у первичного двигателя включаемого генератора.

Для устойчивой и надежной параллельной работы генераторов необходимо, чтобы активная мощность, отдаваемая работающими генераторами, распределялась между ними пропорционально их номинальным мощностям, так как в противном случае один из параллельно работающих генераторов окажется недогруженным, а другие перегруженными, что вызовет выход последних из строя или выпадение из синхронизма.

Пропорциональное распределение активной мощности между генераторами производится только в том случае, если приводные двигатели имеют одинаковый наклон характеристик, выражающих зависимость частоты вращения дизеля n от активной мощности Р на валу, т.е. одинаковый статизм.

При неодинаковом статизме привода и одинаковой частоте вращения параллельно работающих генераторов распределение активной мощности между ними не будет пропорционально их номинальным мощностям. Чтобы этого не происходило, статизм дизельного двигателя заранее регулируют настройкой регулятора подачи топлива.

Обычно дизельные двигатели имеют статизм 3%, что позволяет обеспечить неравномерность распределения активной мощности между параллельно работающими генераторами не более 10% мощности меньшего генератора.

Распределение реактивной мощности между параллельно работающими генераторами и береговой сетью

При эксплуатации возможны следующие случаи параллельной работы генератора: с другими генераторами, имеющими принципиально отличную систему возбуждения (например, машинную или статическую); с другими такими же генераторами или генераторами, имеющими аналогичную по принципу действия и схеме систему возбуждения; с береговой сетью.

В первом случае для пропорционального распределения реактивной мощности между генераторами необходимо, чтобы напряжение каждого из генераторов при автономной работе несколько уменьшалось с увеличением реактивной нагрузки, а статизм по реактивной мощности генераторов был одинаков.

Во втором случае пропорциональное распределение реактивных мощностей между параллельно работающими генераторами может быть достигнуто двумя путями: обеспечением одинакового их статизма по реактивной мощности, т.е. аналогично случаю параллельной работы разнотипных генераторов, или с помощью уравнительной связи обмоток возбуждения, что обеспечит самобаланс системы по реактивной мощности.

Технические характеристики электростанции:

Тип первичного двигателя – дизель;

Количество – 2 шт

Pном = 1 МВт;

Uном = 690 В;

fном = 50 Гц .

Ход работы:

1. Подача питания с берега

Кнопка «Подкл.» (рис. 1) имитирует подключение СЭС к береговому питанию.

Кнопка “QBP” замыкает автоматический выключатель и подает питание на нижнюю обмотку трансформатора, при условии, что на шинах ГРЩ нет напряжения.

Запитанные участки цепи при этом будут подсвечены зелёным цветом.

Рис.1

2. Синхронизация ДГ с береговым питанием.

2.1. Осуществить запуск ДГ1 в составе СЭС, нажав на кнопку «Пуск» (рис. 2).

При отсутствии напряжения на шинах – синхронизация не требуется и возможно осуществить подключение генератора сразу.

При наличии источника питания на шинах ГРЩ – необходима синхронизация с ним.

Рис.2

Для синхронизации генератора с сетью необходимо обеспечить равенство напряжения и частоты напряжения( в настоящей ЛР). Эти параметры регулируются во вплывающем окне при попытке запуска одного из автоматических выключателей ДГ (QG1; QG2). Равенство напряжения достигается путём изменения напряжения ДГ «больше»/ «меньше»; частоты – путём изменения оборотов ДГ «больше»/ «меньше»

Рис.3

2.2. Осуществить синхронизацию ДГ с береговой сетью путём регулировки напряжения и частоты тока ДГ. Значения «dU», «f» должны быть приблизительно равны, при достижении соответствия будут подсвечены зелёным цветом (например, напряжение на рис. 3) - кнопку «ВКЛ» можно зажимать (как в реальных условиях).

После синхронизации ДГ с береговой сетью – осуществляется перевод нагрузки на ДГ и происходит автоматическое отключение АВ QBP.

2.3. После подключения – отключить береговое питание путём нажатия кнопки «ОТКЛ.»

3. Режим одиночной работы ДГ

После подачи напряжения на шины становится доступно управление нагрузкой ГРУ.

Рис.4

Кнопки с % задают значение полной мощности ГРУ – 100% соответствует значению 2 МВт (при нажатии совместно нескольких кнопок значения нагрузки суммируются). 50 % - 1 МВт (мощность одного ДГ).

Расчет статизма:

s_f = ( f_хх – f_100% ) / fхх=(50-48,47)/50=0,03=3%;

Расчётной точкой была выбрана одиночная работа ДГ на 50%, т.к. для реализации другой произвольной точки необходима сама модель работы. А данная точка была исследована нами в прошлом семестре, приложенном на рисунке 5.

Рис.5

Выводы: В данной лабораторной работе была рассмотрена синхронизация синхронных генератора и правила, которые необходимо соблюдать при её осуществлении. Так же в МУ были предоставлены последствия нарушений условий синхронизации и как с ними бороться. Изучено определение статизма. В нашем случае статизм равен 3% , который выполняет условие распределения активной мощности

Можно было бы рассмотреть точку, где достигается оптимальный коэффициент использования, который бы обеспечил экономию топлива.