28

Работа 4. Параллельная работа синхронного генератора с сетью [1, с. 309…372; 2, с. 277…288]

Цель работы – исследование генератора при параллельной работе с сетью переменного тока.

I. Программа работы

1. Ознакомление с конструкцией и паспортными данными синхронного генератора.

2. Ознакомление с методами включения синхронного генератора на параллельную работу с етью.

3.  Включение синхронного генератора на параллельную работу с сетью переменного тока и регулирование его активной и реактивной мощности.

II. Общие сведения и описание установки

Общие сведения и описание установки; принцип действия синхронного генератора; основные характеристики синхронных генераторов изучаются при выполнении работы 6.

Параллельная работа синхронных генераторов

На современных электростанциях, как правило, устанавливается несколько синхронных генераторов, включаемых параллельно. Отдельные электростанции также включаются параллельно при объединении в энергосистемы.

Параллельное включение позволяет более полно использовать мощность генераторов, иметь меньшую резервную мощность, повышает надежность и экономичность системы электроснабжения.

Полная и активная мощности, отдаваемые синхронным генератором приемникам электроэнергии, определяются соответственно по формулам:

(1)

. (2)

При использовании в схеме установки трехфазного ваттметра

, Вт;

Пренебрегая потерями в обмотке статора, можно определить электромагнитную мощность генератора из условия

, (3)

где E₀=U₁₀ – ЭДС фазы статора, равная напряжению в режиме холостого хода; U₁ – фазное напряжение генератора; x – синхронное индуктивное сопротивление генератора;  – угол нагрузки, равный углу смещения оси ротора относительно вращающегося поля статора.

Зависимость (3) позволяет определить угол нагрузки  ().

В работе для включения генератора на параллельную работу используются два метода. Это метод точной синхронизации и метод самосинхронизации.

1. При включении генераторов на параллельную работу методом точной синхронизации необходимо обеспечить: равенство частот и действующих напряжений; совпадение напряжений по фазе; одинаковый порядок чередования фаз.

Равенство частот достигается регулированием частоты вращения первичного двигателя. Равенство напряжений достигается регулированием тока возбуждения генераторов. Совпадение напряжений по фазе зависит от положения полюсов ротора и обеспечивается кратковременным ускорением или замедлением ротора генератора. Порядок чередования фаз определяется направлением вращения ротора и схемой подключения статора. Условия синхронизации проверяются с помощью частотомеров, вольтметров и синхроноскопа.

Момент подключения определяется по синхроноскопу. При выполнении всех условий стрелка синхроноскопа устанавливается на отметке в середине шкалы. В случае несоблюдения условий стрелка вращается в ту или иную сторону и подключать генератор нельзя. Включение обычно производят или в момент остановки стрелки на отметке синхронизации, или при медленном подходе стрелки к этой отметке.

При точном выполнении условий синхронизации генератор после подключения будет работать вхолостую, не отдавая и не потребляя электрической энергии, ток статора при этом равен нулю.

Для того чтобы генератор отдавал активную модность в общую сеть, необходимо увеличить вращающий момент первичного двигателя. Это достигается за счет увеличения подачи пара, воды, топлива. При увеличении вращающего момента ротор получает ускорение, изменяется положение полюсов ротора и фаза ЭДС Разность фаз ЭДС и напряжения становится отличной от нуля. В цепи возникает ток, имеющий активную составляющую.

Для загрузки генератора реактивной мощностью необходимо изменить только ток возбуждения ротора. В этом случае при той же фазе изменяется величина ЭДС и в цепи статора возникает ток реактивного характера, фаза которого зависит от соотношения ЭДС E₀ и напряжения генератора U.

2. При включении генераторов на параллельную работу методом самосинхронизации необходимо обеспечить лишь одинаковый порядок чередования фаз. Для этого при автономной работе генератора и вращении регулировочной рукоятки возбудителя G3 необходимо, чтобы, что свечение индикаторных ламп блока синхронизации А2 изменялось синфазно. В противном случае при эффекте "бегущего огня" необходимо переключить любые две фазы генератора G4.

После обеспечения правильного порядка чередования фаз вращающийся со скоростью близкой к синхронной (1500 об/мин) генератор подключается к сети при отсутствии возбуждения (обмотка возбуждения замыкается на активное сопротивление). После этого в обмотку возбуждения подают постоянный ток, увеличивая его до величины, обеспечивающей втягивание ротора в синхронизм. Бросок тока при этом методе не должен превышать 3,5 I_1ном.