52	2. Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах

_____________________________________________________________________________________

2.Электромеханические переходные процессы

вэлектроэнергетических системах

2.1. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при подключении 53 синхронного генератора к электрической сети

____________________________________________________________________________________

2.1. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при подключении синхронного генератора к электрической сети

−Электрическая схема соединений

−Перечень аппаратуры

−Указания по проведению эксперимента

								P		2
				Электрическая схема соединений				2			A6
	Hz		Hz
	V		V
									к G2	к G3
			504
			A5	A4	A3		A2		A1	G1
										L1
										L2
										L3
										N
										РЕ
	U V W		319	347.2		313.2	347.1		301.1	Вкл.	201.2
					1 2 3 4 5 6
			V						n	1
от G1				A1		U1 V1 W1
										3
				M1		G4	G5
			A							4
				G/M		F1	B			5
						F2			-
										6
									+
Возбуждение		Якорь				F3
+	-	+	-
G2			206.1	E1	E2	NF			506.2		401.1
				A2		U2 V2 W2

A7

P от G1		V
3		A
G
	+	-
		209.2	301.1

____________________________________________________________________________________

етис электрической к генератора синхронного

подключении при системе электрической одномашинной в процесс Переходный .1.2 54

1

2.1. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при подключении 55 синхронного генератора к электрической сети

____________________________________________________________________________________

Электрическая схема соединений (продолжение)

		Аналоговые входы			A8
					DGND
	ACH0	ACH8 ACH1 ACH9	ACH2 ACH10 ACH3	ACH11
					GPCTR0	GPCTR0
					SOURCE	GATE
		AIGND	AISENSE		GPCTR0
					OUT
401.1					Аналоговые выходы
A6
	ACH4	ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7		ACH15	DAC0OUT DAC1OUT
					AOGND

330

к компьютеру А9

56 2.1. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при подключении синхронного генератора к электрической сети

____________________________________________________________________________________

Перечень аппаратуры

	Обозна-	Наименование	Тип	Параметры
	чение
	А1, А7	Трехполюсный выключатель	301.1	400 В ~; 10 А
				3 х 80 В А;
	A2	Трехфазная трансформаторная группа	347.1	230 (звезда) /
				242, 235, 230, 126, 220,
				133, 127 В
	А3	Модель линии электропередачи	313.2	400 В ~; 3 × 0,5 А
				3 х 80 В А;
	A4	Трехфазная трансформаторная группа	347.2	242, 235, 230, 126, 220,
				133, 127 /
				230 В (треугольник)
	A5	Блок синхронизации	319	400 В ~; 10 А
				3 индикаторные лампы;
				синхроноскоп
				600 В / 3 В
	А6	Блок измерительных трансформаторов	401.1	(тр-р напряж.)
		тока и напряжения		0,3 А / 3 В
				(тр-р тока)
				8 аналог. диф. входов;
	А8	Коннектор	330	2 аналог. выхода;
				8 цифр. входов/
				выходов
				Windows XP,
	А9	Персональный компьютер	550	плата сбора информации
				PCI 6024E
	G1	Трехфазный источник питания	201.2	400 В ~; 16 А
				Цепь якоря
	G2	Источник питания двигателя постоян-	206.1	0…250 В −; 3 А
		ного тока		Цепь возбуждения
				200 В −; 1 А
	G3	Возбудитель синхронной машины	209.2	0…40 В −; 3,5 А
	G4	Машина переменного тока	102.1	100 Вт / ~ 230 В /
				1500 мин−1
	G5	Преобразователь угловых перемещений	104	6 вых. каналов / 2500
				импульсов за оборот
				90 Вт / 220 В /
	M1	Машина постоянного тока	101.2	0,56 А (якорь) /
				2×110 В / 0,25 А (возбу-
				ждение)
				2 вольтметра 0…500 В ~
	P1	Измеритель напряжений и частот	504.2	2 частотомера
				45…55 Гц;
				220 В ~
	P2	Указатель частоты вращения	506.2	2000…0…2000 мин−1

2.1. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при подключении 57 синхронного генератора к электрической сети

____________________________________________________________________________________

Указания по проведению эксперимента

•Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

•Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока.

•Соедините гнезда защитного заземления "" устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника G1.

•Соедините вилки питания 220 В устройств, используемых в эксперименте, сетевыми шнурами с розетками удлинителя.

•Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

•Переключатели номинальных фазных напряжений трехфазных трансформаторных групп А2 и А4 установите равными 220 В. Параметры линии электропередачи А3 установите следующими: R = 0 Ом, L/RL = 0,9 Гн/ 24 Ом, С1=С2=0 мкФ.

•Переключатели режимов работы трехполюсных выключателей А1 и А7, источника G2 питания двигателя постоянного тока, возбудителя G3 синхронной машины установите в положение «РУЧН.». Тумблеры делителей напряжения коннектора А8 установите в положение «1:10» (для регистрации токов выше 1 А) или «1:1» (для регистрации малых токов). Тумблер выбора режима работы общей точки аналоговых входов коннектора А8 установите в положение «AIGND».

•Регулировочные рукоятки источника G2 и возбудителя G3 поверните против часовой стрелки до упора.

•Включите выключатели «СЕТЬ» трехполюсных выключателей А1 и А7, источника G2 питания двигателя постоянного тока, возбудителя G3 синхронной машины, указателя P2 частоты вращения, блока А5 синхронизации.

•Включите автоматические выключатели и устройство защитного отключенияисточника G1.

•Включите ключ-выключатель источника G1.

•Включите источник G1 нажатием на кнопку «ВКЛ» на его передней панели. О наличии напряжений на его выходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.

•Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А9 и запустите программу «Многоканальный осциллограф».

•Нажмите кнопки «ВКЛ» включения сканирования используемых каналов виртуального осциллографа.

•Выберите сканирование каналов ACH0-ACH8, ACH1-ACH9, ACH2-ACH10. Отобразите панель цифровых индикаторов нажатием на виртуальную кнопку . Настройте панель на регистрацию действующих значений сигналов. Выберите подходящие множители

(0,1).

•Включите выключатели A1 и А7 нажатием на кнопки «ВКЛ.» на их передних панелях.

Подключение генератора к сети методом точной синхронизации

•Подключите генератор G4 к электрической сети методом точной синхронизации. Для этого выполните следующие действия:

-Нажмите на кнопку «ВКЛ.» источника G2.

-Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите частоту вращения двигателя М1 (генератора G4) 1500 мин–1.

-Нажмите на кнопку «ВКЛ.» возбудителя G3.

58 2.1. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при подключении синхронного генератора к электрической сети

____________________________________________________________________________________

-Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите напряжение между фазами (линейное) генератора G4 равным линейному напряжению сети. Равенство напряжений и частот генератора и сети определяйте по измерителю P1.

-Обеспечьте условия синхронизации согласно табл. 2.1.1.

-В момент, когда стрелка синхроноскопа блока А5 синхронизации займет вертикальное положение, соедините генератор с сетью нажатием кнопки «ВКЛ.» этого блока.

•Остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить» .

•Отобразите записанный процесс нажатием на виртуальную кнопку .

•Используя возможности программы «Многоканальный осциллограф», проанализируйте полученные временные зависимости токов фаз генератора.

•Для анализа влияния момента подключения генератора к сети можно производить включение при различных положениях стрелки синхроноскопа А5.

•Остановите силовой агрегат, выполнив следующие действия:

-Отключите генератор G4 от сети, нажав кнопку «ОТКЛ» блока синхронизации А5.

-Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3 против часовой стрелки до упора, снимите возбуждение с генератора G4. Отключите возбудитель G3 нажатием на кнопку «ОТКЛ.»

-Вращая регулировочную рукоятку источника G2 против часовой стрелки до упора, остановите силовой агрегат. Отключите источник G2 нажатием на кнопку «ОТКЛ.»

•Закройте окно запоминающего осциллографа и возобновите сканирование, нажав на виртуальную кнопку «Запустить» .

Подключение генератора к сети методом самосинхронизации

•Нажмите кнопку «ОТКЛ.» выключателя A7.

•Подключите генератор G4 к электрической сети методом самосинхронизации. Для этого выполните следующие действия:

-Нажмите на кнопку «ВКЛ.» источника G2.

-Вращая регулировочную рукоятку источника G2, установите частоту вращения двигателя М1 (генератора G4) 1500 мин–1.

-Соедините невозбужденный генератор с сетью нажатием кнопки «ВКЛ.» блока А5 синхронизации.

-Нажмите на кнопку «ВКЛ.» возбудителя G3.

-Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите напряжение на его выходе равное 20 В.

-Возбудите генератор нажатием на кнопку «ВКЛ.» трехполюсного выключателя А7.

•Остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить» .

•Отобразите записанный процесс нажатием на виртуальную кнопку .

•Используя возможности программы «Многоканальный осциллограф», проанализируйте полученные временные зависимости токов фаз генератора.

•По завершении экспериментов отключите источник G1 и выключатели «СЕТЬ» блоков А1, А5, А7, P2, G2, G3.

2.1. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при подключении 59 синхронного генератора к электрической сети

____________________________________________________________________________________

Таблица 2.1.1

Условия выполнения синхронизации

		Средство	Критерий	Критерий	Рекомендации
	Условие		выполнения	не выполнения	по выполнению
		контроля
			условия	условия	условия
	Равенство на-	Вольтметры со	Напряжения со	Напряжения со	Регулировать
	пряжений син-	стороны син-	стороны син-	стороны син-	напряжения
	хронного генера-	хронного гене-	хронного генера-	хронного гене-	возбуждения
	тора и сети	ратора и сети	тора и сети рав-	ратора и сети	синхронного
			ны	неравны	генератора до
					момента вырав-
					нивания напря-
					жений со сторо-
					ны синхронного
					генератора и
					сети
	Одинаковый по-	Лампы в разры-	Лампы в фазах	Лампы в фазах	Переключить
	рядок чередова-	вах фаз	периодически од-	периодически	любые две фазы
	ния фаз напря-		новременно заго-	неодновременно	синхронного
	жений синхрон-		раются и гаснут	загораются и	генератора
	ного генератора и		(частоты напря-	гаснут, создавая
	сети		жений не равны);	эффект “круго-
			горят (напряже-	вого огня”
			ния в противофа-
			зе); не горят (на-
			пряжения син-
			фазные)
	Равенство частот	Синхроноскоп	Стрелка синхро-	Стрелка син-	Регулировать
	синхронного		носкопа непод-	хроноскопа	частоту враще-
	генератора и сети		вижна.	вращается	ния синхронно-
					го генератора
	Синфазность	Синхроноскоп	Стрелка синхро-	Стрелка син-	Регулировать
	напряжений		носкопа распола-	хроноскопа от-	частоту враще-
	синхронного		гается вертикаль-	клонена от вер-	ния синхронно-
	генератора и сети		но напротив рис-	тикального по-	го генератора
			ки	ложения